岩石显微图像专题 II 区论文(已发表) 版本 ZH4 Vol 5 (3) 2020
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北拉萨地体白垩纪郎山组岩石薄片显微图像数据集
A photomicrograph dataset of mid-Cretaceous rocks from Langshan Formation in northern Lhasa Terrane, Tibet
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: 2020 - 06 - 23
: 2020 - 09 - 18
: 2020 - 07 - 13
: 2020 - 09 - 27
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摘要&关键词
摘要:沉积微相研究是碳酸盐岩沉积环境研究的基础,然而高度概括的微相划分容易丢失沉积环境的渐变演化过程。一条剖面所有岩石薄片的显微图像可以很好地补充不同微相之间的连续变化过程。本文以西藏中部郎山组碳酸盐岩为对象,对区域上3条平行剖面、559个薄片进行显微拍照,并记录了样品的采集位置、地层时代、岩石名称、岩石特征等信息。本显微照片数据集显示郎山组岩性主要为灰岩和白云岩,其中灰岩以粒泥灰岩、泥晶灰岩和漂砾灰岩为主。本数据集可广泛应用于北拉萨地体白垩纪地层相关的基础地质学研究,也可应用于相关油气勘察等实践生产。其中,薄片中典型的沉积特征,还可应用于白垩纪碳酸盐相模式研究、教学与科普。
关键词:拉萨地体;白垩纪中期;郎山组;偏光显微图像
Abstract & Keywords
Abstract: Microfacies analysis constitutes the basis for studying carbonate sedimentary environments. The scholarly tendency to categorize microfacies into distinct types, however, risks ignoring the continuity and congruity between different environments. To address this predicament, we studied the carbonate strata from Langshan Formation in central Tibet. We collected polarized photomicrographs of 559 thin sections from three stratigraphic sections of the Langshan Formation, and described the location, stratigraphic age, lithology and petrography of these thin sections. The results show the lithology of the Langshan Formation including limestone and dolostone, where the wackestone, mudstone and floatstone are the dominants in the limestone. This photomicrograph dataset can be used to support basic geological research, oil exploration, carbonate facies modelling, teaching and general science popularization.
Keywords: Lhasa terrane; mid-Cretaceous; Langshan Formation; polarized photomicrograph
数据库(集)基本信息简介
数据库(集)名称北拉萨地体白垩纪郎山组岩石薄片显微图像数据集
数据作者许艺炜、胡修棉、孙高远
数据通信作者胡修棉(huxm@nju.edu.cn)
数据时间范围岩石样品采集地层的时代为Aptian-Cenomanian(约120–98 Ma);岩石样品采集的时间为2016–2017年;岩石薄片偏光显微照片拍摄于2020年。
地理区域岩石样品采集于西藏自治区改则县、革吉县
偏光显微镜分辨率4908×3264像素
数据量24.9 GB
数据格式*.png,*.xlsx,*.pdf
数据服务系统网址https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00033
基金项目国家杰出青年基金项目(41525007)
数据库(集)组成数据集共包括3种数据文件,其中:(1) 薄片照片(zip格式)是3条剖面的岩石薄片偏光显微照片的图片集,包含1134张照片,数据量24.9 GB;(2) 地层柱状图(pdf格式)展示了测量剖面的地层厚度、时代及样品在剖面中的位置图,数据量431 KB;(3) 薄片鉴定报告(xlsx格式)是559个岩石薄片的鉴定数据表,数据量190 KB。
Dataset Profile
TitleA photomicrograph dataset of mid-Cretaceous rocks from Langshan Formation in the northern Lhasa Terrane, Tibet
Data authorsXu Yiwei, Hu Xiumian, Sun Gaoyuan
Data corresponding authorHu Xiumian (huxm@nju.edu.cn)
Time rangeThe rock samples were collected during 2016 to 2017, with their stratigraphic age attributable to Cretaceous (about 120–98 Ma). Polarized photomicrographs of the thin section were taken in 2020.
Geographical scopeThe rock samples were collected from Geji county and Geze County of Tibet Autonomous Region.
Polarized microscope resolution4908*3264 pixels
Data volume24.9 GB
Data format*.png, *.xlsx, *.pdf
Data service system<https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00033>
Source of fundingNational Natural Science Foundation for Distinguished Young Scholar (Grant No. 41525007)
Dataset compositionThis dataset consists of three subsets, which are: (1) “Polarized microscope images of the rock thin sections” (*.zip), which contains 1134 images of rock thin sections from three stratigraphic sections, with data amount of 24.9 GB; (2) “Measured stratigraphic columns” (*.pdf), which records the lithology, thickness and age of the three measured sections, with data volume of 431 KB; (3) “Thin section identification information table” (*.excel), which includes basic information, microscopic characteristics and other identification data of the 559 rock thin sections, with a data volume of 190 KB.
引 言
20世纪中期,全球范围内碳酸盐岩油气藏的发现促进了人们对碳酸盐岩成因的认识以及碳酸盐岩沉积环境、成岩作用和相模式的深入研究,其中显著的成果之一是建立了可以对比的标准微相模式[1]。迄今,沉积微相已成为碳酸盐相模式和沉积环境解释的基本内容,不同学者基于不同的研究目的从大量的岩石薄片的基础上凝练出若干具有代表性的沉积微相,并以此建立不同时代的区域相模式。然而,微相和微相之间的变化是连续的、动态的[2],高度概括的微相类型只能显示出沉积环境的主要框架,而不能反映沉积环境的连续变化。这一点对于碳酸盐单斜缓坡或者镶边台地的台内部分尤为明显,因为在这些地区沉积环境的变化是逐渐过渡的。因此,尽管目前存在很多基于微相的沉积环境研究,但是大量的信息被埋没在这种微相划分之后。此外由于对于同一个薄片,不同学者关注重点不同,例如研究沉积环境演化的学者多聚焦于薄片中的颗粒组合和基质类型,但对于研究储层物性特征的学者而言,成岩作用、孔隙类型可能更为重要。
为了解决以上的问题,充分挖掘每个岩石薄片所蕴含的信息,并满足不同研究方向的需求,一个完整的显微数据图像照片集可能是更好的选择。它不仅能够客观显示微相的连续变化,同时可以为其他研究方向的学者提供背景资料,减少重复性工作。
本数据集的样品采集于西藏中部北拉萨地体白垩纪中期的碳酸盐岩地层。该碳酸盐地层在区域上分布广泛,厚度近千米,称为郎山组。同时,郎山组也是北拉萨地体最高海相层,其形成过程和演化机制对于约束拉萨与羌塘碰撞时间、北拉萨地体的隆升时间和油气勘探具有重要的意义。然而迄今为止,对郎山组的基础研究较少。近些年来,郎山组的生物地层学和古生物报导逐渐增多[3-4],但是基础的沉积学工作依旧较少,对该套地层沉积环境仍只是简单描述为浅水碳酸盐台地[5,6,7,8 ],基础的微相研究仍较为缺乏。
基于上述现状,笔者对西藏中部3条郎山组平行地质剖面实测(图1),并以2–4 m的采样间距系统取样,对559个岩石薄片样品进行了偏光显微镜拍照,详细记录了样品的采集位置、地层时代、岩石名称等,并对这些岩石薄片进行了鉴定描述。本数据集可广泛用于北拉萨地体的基础地质学研究、区域地质调查、油气勘察等。其中,薄片照片中显示的典型白垩纪中期浅水碳酸盐岩沉积特征,还可以用于科研、教学与科普等,也可以作为单独的岩石图片集供后续图像分析方面的研究。


图1   拉萨地体地质简图(据潘桂堂等[10]修改)
红色星号标注郎山组剖面位置。BNSZ:班公湖–怒江缝合带;SNMZ:狮泉河–纳木错混杂岩带;LMZ:洛巴堆–米拉山断裂;IYZSZ:雅鲁藏布江缝合带;SGAT:狮泉河–改则–安多冲断带:GST:改则色林错冲断带;ET:俄美拉冲断带;GLT:古古拉冲断带。
1   数据采集和处理方法
在野外样品采集之前,首先对要采集样品的剖面进行调研,选择出露层位齐全,岩石露头新鲜,并在区域上具有代表性的剖面。在野外剖面实测过程中,对出露地层观察和记录。根据地层的单层厚度、岩性变化和沉积现象,保持2–3 m的采样间距进行系统采样。岩石薄片的制作由河北省廊坊市诚信地质服务有限公司依据岩石薄片标准制作流程进行制作。薄片拍照和信息采集方法统一按《岩石显微图像专题》的标准[9]执行。
2   数据样本描述
本数据集包括以下3个部分:地层柱状图、薄片照片数据集和薄片鉴定报告。
地层柱状图展示了测量剖面的地层厚度、层位、岩性、地层时代、采样间距和样品在剖面地层中的位置。简化的地层柱状图和时代分布见图2。3条实测剖面分别为位于改则县的阿章剖面、勒铁剖面和革吉县的足隆剖面,剖面具体的起点坐标见表1,地理分布见图1。


图2   郎山组三条剖面地层柱状图和时代分布
(a)剖面岩性柱状图。(b)底栖大有孔虫化石带及其时代;TLK1,西藏底栖大有孔虫化石带
表1   西藏郎山组研究剖面坐标位置表及薄片数量
剖面名称起点坐标终点坐标薄片数量
阿章剖面31°52′48.5″N;84°55′16.5″E31°57′54.5″N;84°51′12.7″E119
勒铁剖面32°5′20.476″N;84°27′57.114″E32°5′39.162″N;84°28′11.16″E80
足隆剖面32°36′38.64″N;81°19′47.95″E32°37′51.24″N;81°19′43.42″E360
薄片照片数据集由559个岩石薄片的偏光显微照片组成。每一片岩石薄片都包含具有相同视域的薄片正交偏光显微照片和单偏光显微照片各一张。显微照片的分辨率为4908×3264像素,保存格式为PNG。
薄片鉴定报告由3个碳酸盐岩鉴定表格组成。主要包含了以上所述的3条测量剖面中的灰岩、白云岩的命名,鉴定描述与样品信息。
薄片鉴定结果显示(图3):3个研究剖面的郎山组样品可以分为碳酸盐岩和火山岩两类,其中碳酸盐岩样品556个,火山岩3个。在碳酸盐岩中,灰岩样品443个,白云岩样品113个。郎山组灰岩类型组成以粒泥灰岩为主,占比为34%;泥晶灰岩、漂砾灰岩和砾屑灰岩居于次要地位,占比分别为15%、14%和9%;而 而泥粒灰岩、颗粒灰岩和粘结灰岩含量最少,二者总占比小于9%。郎山组白云岩占比为20%,仅分布在足隆剖面,以完全重结晶的中晶白云岩为主,部分为残余颗粒结构的中晶–细晶白云岩。火山岩含量极少,占比不到1%,且仅分布在阿章剖面(表2)。


图3   郎山组薄片岩石类型及其比例
表2   数据集包含岩石类型及其岩性信息汇总表
岩类数量岩石类型及数量
碳酸盐岩556泥晶灰岩83、粒泥灰岩191、泥粒灰岩19、颗粒灰岩18、漂砾灰岩78、砾屑灰岩52、粘结灰岩2、白云岩113
火山岩3流纹斑岩3
3   数据质量控制和评估
由于采样密集,因此单个岩石样品的具体坐标位置没有记录,但使用者可依靠地层柱状图所展示的岩性差异,了解每个取样点的大致层位。野外样品采集时选取的是新鲜岩石标本,薄片厚度符合国际标准,且所拍摄的岩石薄片干涉色正常,表明薄片符合标准。
显微照片高清且无色差。在显微镜拍摄过程中,采用自动曝光和自动白平衡,使得肉眼观察和系统照片颜色尽量保持一致;且显微照片的分辨率统一采用拍照系统的最高值,分辨率为4908×3264像素,图片统一保存为png格式;故而显微照片的质量与清晰度是可靠的。
在填写薄片鉴定表时,尽管使用了图版进行颗粒含量的估算,但估计的颗粒含量与实际含量仍存在误差,其幅度大约小于10%。
此外镜下颗粒类型以生物碎屑为主,笔者参考Flügel(2010)[1]和Scholle and Ulmer-Scholle(2003)[11]描述的特征,将镜下生物类型鉴定至纲–门级别,部分特征生物鉴定到属的级别,其生物类型与前人报导一致,且部分薄片中的生物经过合作者古生物学家Marcelle BouDagher-Fadel的鉴定,从而保证了鉴定结果的可靠性。
4   数据价值
本数据集是一个首次对郎山组剖面进行高密度采样、薄片高分辨率拍摄、鉴定报告完全公开的形式发布的显微照片数据集。对薄片采集的地理位置,地层时代,偏光镜下碳酸盐岩的组分、结构、构造等都进行了系统描述。因此本数据集既可用于北拉萨地体的基础地质学研究,也可为油气勘察、储层评价等提供基础性数据。此外,郎山组包括浅水和深水碳酸盐沉积,可以用于研究白垩纪中期碳酸盐岩沉积模式。其中,薄片照片中显示了典型的浅水碳酸盐台地的沉积特征和生物组合,因而还可以广泛应用于科研、教学与科普等活动。
5   数据使用方法和建议
本数据集数据形式简单,在使用时注意以下几点:
(1)本数据集的照片仅反映3条剖面上郎山组的岩石特征。由于郎山组区域分布广泛,不同区域的郎山组岩石组合存在差异,所以使用本数据集时不可以偏概全,认为区域上郎山组岩石特征均与本文一致。
(2)尽管本数据集照片选择具有代表性视域,但是一张照片无法包含薄片所有信息。如果以上数据集中提供的显微照片不能满足进一步的研究需要,可以联系本文作者申请进一步使用薄片。
(3)基于本数据集碳酸盐岩薄片鉴定结果而进行的碳酸盐岩沉积微相解释已发表。相关内容请参考Xu等的文献[12]
致 谢
感谢叶加鹏在野外剖面实测和样品采集中的贡献。
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数据引用格式
许艺炜, 胡修棉, 孙高远. 北拉萨地体白垩纪郎山组岩石薄片显微图像数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-07-13). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00033.
稿件与作者信息
论文引用格式
许艺炜, 胡修棉, 孙高远. 北拉萨地体白垩纪郎山组岩石薄片显微图像数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2020, 5(3). (2020-09-16). DOI: 10.11922/csdata.2020.0049.zh.
许艺炜
Xu Yiwei
主要承担工作:样品采集、室内拍照、薄片鉴定、论文撰写。
(1994—),男,安徽省六安市人,博士生,研究方向为碳酸盐岩沉积学。
胡修棉
Hu Xiumian
主要承担工作:工作设计、野外计划设计与考察、数据集的设计、论文撰写。
huxm@nju.edu.cn
(1974—),男,江西省南昌市人,博士,教授,研究方向为沉积学。
孙高远
Sun Gaoyuan
主要承担工作:部分野外剖面实测与采样研究,论文修改。
(1988—),男,江苏省淮安市人,博士,副教授,研究方向为大地构造沉积学。
出版历史
I区发布时间:2020年7月13日 ( 版本ZH2
II区出版时间:2020年9月27日 ( 版本ZH3
最近更新时间:2020年9月27日 ( 版本ZH4
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中国科学数据
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