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地层中的碳酸盐含量对古气候变化比较敏感：当古气候偏干时，碳酸盐含量升高，反之降低，利用碳酸盐指标可以研究古气候的演变。在大套湖相泥岩中，自然伽马曲线主要反映地层中泥质和碳酸盐含量的变化，两者互为消长：碳酸盐含量高则泥质含量低，反之则高。在碳酸盐实验数据无法连续获得的情况下，可以运用自然伽马曲线替代碳酸盐含量变化研究古气候。按此方法对济阳坳陷罗家地区罗69井沙三下亚段泥页岩古气候进行了研究，通过对罗69井岩心实验数据和自然伽马曲线的分析，认为罗家地区沙三下沉积时期古气候自下而上经历了热干、温湿和热湿的演变过程。