太阳辐射与行星引力作用对地球气候和碳循环施加着周期性影响，但其在缺乏陆地植物的早古生代海洋系统中如何发挥作用，仍不明确。寒武纪中晚期（约5亿年前）是生命演化和全球温室气候的关键时期，解析这一时期海平面变化与碳循环的驱动力，是地球科学的前沿课题。四川盆地中上寒武统洗象池组发育连续、沉积记录完整。本研究将高分辨率旋回地层学与碳同位素地球化学分析相结合。基于四川盆地超深钻井，系统采集了自然伽马测井、矿物组成及碳酸盐岩碳同位素（δ¹³Ccarb）数据。通过 “Acycle”软件进行时间序列分析，在该套地层中识别出了对应405千年长偏心率、100千年短偏心率、斜率和岁差周期的米兰科维奇旋回信号，研究为川东北地区洗象池组建立了一个跨度约1540万年的高分辨率天文年代标尺，并对寒武系内部各阶的持续时间提供了新的约束 （图1）。沉积噪声模型成功重建了寒武纪中晚期的海平面变化曲线，并识别出显著的~2.4百万年周期。该周期与地球-火星轨道共振产生的长偏心率调制周期一致。研究表明，该周期通过调控低纬度与高纬度之间、海陆之间的水热输送，影响了大陆地下水储库的规模，从而驱动了百万年尺度的全球海平面升降（图2）。
图1 四川盆地A井与全球参考剖面的碳同位素（δ¹³Ccarb）对比
图2. (A) 四川盆地A井洗象池组时间标尺。(B) DYNOT模型及滤波后的~2.4 Myr周期。(C) p1模型及滤波后的~2.4 Myr周期。(D) δ¹³C及滤波后的~2.4 Myr偏心率周期。(E) e/T及滤波后的~2.4 Myr偏心率振幅调制周期。(F) 调谐后δ¹³C的演化谐波分析。(G) DYNOT、ρ1、δ¹³C和e/T的2π MTM功率谱
该研究不仅在寒武纪中证明了轨道力作为海平面与碳循环协同变化的共同驱动力，而且为深入理解早古生代温室地球背景下，天文轨道周期如何通过调制水循环和碳循环来影响长期气候变化提供了证据。研究成果对完善深时气候演变理论、以及在海相碳酸盐岩地层中进行高精度年代划分与全球对比具有重要科学价值。研究成果近期发表在地球与行星地质国际权威期刊Global and Planetary Change，论文第一作者为永利集团王纪煊博士，通讯作者为永利集团韩豫博士后和长江大学胡忠贵教授。
论文信息：Wang, J., Han, Y., Hu, Z., et al. (2026). Orbitally paced sea level changes and carbon isotope fluctuations in the middle-late Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin, South China. Global and Planetary Change, 256, 105191. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.105191
