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                    巖石顯微圖像專題 II 區論文(已發表) ? 版本 ZH4 Vol 5 (3) 2020
                    下載
                    新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世巖石薄片偏光顯微圖像數據集
                    Polarized light micrograph dataset of Late Cretaceous-Eocene rock thin sections from western Tarim Basin, Xinjiang
                    ?>>
                    : 2020 - 04 - 24
                    : 2020 - 08 - 20
                    : 2020 - 05 - 11
                    : 2020 - 08 - 31
                    极速快三
                    2506 37 0
                    摘要&關鍵詞
                    摘要:在中國新疆維吾爾自治區塔里木盆地西部,大范圍出露晚白堊世–始新世的碳酸鹽巖(局部可見混積巖或砂巖夾層)。對這些碳酸鹽巖的研究不僅可以恢復白堊紀–古近紀塔里木盆地的古地理演化、青藏高原北緣的構造演化,還可以揭示中亞的干旱化過程,為油氣勘探提供基礎評價建議。雖然這些地層的研究歷史已經超過30年,但是至今可以公開查閱的基礎巖石學數據仍然非常缺乏,重復的工作仍在不斷進行。因此本數據集使用偏光顯微鏡,對采自塔里木盆地西部西昆侖山和天山山前帶露頭的晚白堊世–始新世的海陸過渡相地層的682個巖石薄片進行了偏光照片采集,并將其整理發表。其中灰巖436片,陸源碎屑巖129片,混積巖91片,白云巖14片,蒸發巖11片,凝灰巖1片。本次采集的顯微照片以包括必要的可重復觀測的信息為前提,詳細記錄了樣品的采集位置、地層時代、巖石名稱、巖石特征等信息。本數據集可廣泛用于塔里木盆地西部晚白堊世–始新世相關的基礎地質學研究,也可應用于相關礦產勘查和工程勘察。其中,薄片中典型的淺海相沉積特征,還可以應用于科研、教學與科普。
                    關鍵詞:巖石薄片;偏光顯微照片;碳酸鹽巖;塔里木盆地西部;晚白堊世–始新世
                    Abstract & Keywords
                    Abstract:?Late Cretaceous-Eocene carbonate rocks (with some sandstone or mixed siliciclastic-carbonate interlayers) widely expose in western Tarim Basin, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. Study of these carbonate rocks can help restore the Cretaceous-Paleogene paleogeographical evolution of the Tarim Basin and the tectonic evolution of the northern margin of Tibetan Plateau, reveal the aridification process of Central Asia, and evaluate oil and gas exploration. Although these stratums have been researched for over 30 years, the petrological data remain scarce and seldom publicly accessible, leading to a waste of time and effort in repetitive work. In view of this, this paper presents a polarized light micrograph dataset of the thin sections of 682 rocks of the Late Cretaceous-Eocene paralic facies strata collected from the West Kunlun Mountains and the Tianshan piedmonts in western Tarim Basin. Among of them, there are thin sections of 436 limestones, 129 terrigenous clastic rocks, 91 mixed carbonate-siliciclastic rocks, 14 dolomites, 11 evaporites, and 1 tuff. Micrographs included into the dataset should contain information that could be obtained through repeatable observation. The dataset includes such information as sampling location, stratigraphic age, rock name, and rock characteristics. This micrograph dataset can be widely used for geological research concerning the Late Cretaceous-Eocene era in western Tarim Basin, and can be used to guide petroleum exploration and engineering survey. Besides, the typical shallow marine sedimentary characteristics of the thin sections can also be applied to scientific research, teaching, and public outreach.
                    Keywords:?thin section;?polarized light micrograph;?carbonate rocks;?western Tarim Basin;?Late Cretaceous-Eocene
                    數據庫(集)基本信息簡介
                    數據庫(集)名稱新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世巖石薄片偏光顯微圖像數據集
                    數據作者張世杰、胡修棉
                    數據通信作者胡修棉(huxm@nju.edu.cn)
                    數據時間范圍巖石樣品采集地層的時代為:晚白堊世–始新世(~100–34 Ma);巖石樣品采集的時間為2015–2016年;巖石薄片偏光顯微照片拍攝于2019年。
                    采樣地點在行政區劃上,位于中國新疆維吾爾自治區克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿克陶縣和烏恰縣;在地貌單元上,位于塔里木盆地西部,西昆侖山前和天山山前,帕米爾高原的東北緣。地理范圍:74°32′E–76°24′E;39°52′N–38°25′N。
                    偏光顯微鏡照片分辨率4908×3264像素
                    數據量2.06 GB
                    數據格式*.zip,*.jpg,*.xls,*.pdf
                    數據服務系統網址https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.00035
                    基金項目國家杰出青年基金項目(41525007)
                    數據庫(集)組成數據集共包括5個數據文件,它們分別為:薄片照片.zip、區域地質圖.pdf、剖面野外照片.pdf、地層柱狀圖.pdf和薄片鑒定報告.xls。其中:(1) 薄片照片.zip是巖石薄片偏光顯微照片的圖片集,包括1364張顯微照片,數據量2.06 GB;(2) 區域地質圖.pdf展示了6個剖面測量區域的地質簡圖,數據量533 KB;(3) 剖面野外照片.pdf展示了6條測量剖面的野外照片和地層出露特征,數據量2.39 MB;(4) 地層柱狀圖.pdf展示了6條測量剖面的地層厚度、時代及樣品在地層柱狀圖中的位置,數據量557 KB;(5) 薄片鑒定報告.xls是巖石薄片的鑒定數據表,包括682張薄片的鑒定信息,數據量412 KB。
                    Dataset Profile
                    TitlePolarized light micrograph dataset of Late Cretaceous-Eocene rock thin sections from western Tarim Basin, Xinjiang
                    Data corresponding authorHu Xiumian(huxm@nju.edu.cn)
                    Data authorsZhang Shijie, Hu Xiumian
                    Time rangeThe rock samples were collected during 2015–2016 from the Late Cretaceous-Eocene (~100-34 Ma) strata. The polarized light micrographs were taken in 2019.
                    Sampling siteIn terms of administrative division, the study areas are located in Akto and Wuqia counties of Kizilsu Kirghiz Autonomous Prefecture, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. Geographically, they are located in the piedmont Tianshan and West Kunlun Mountains, and the northeastern margin of the Pamir in western Tarim Basin, with a longitude & latitude scope between 74°32′E–76°24′E and 39°52′N–38°25′N.
                    Polarized microscoperesolution4908*3264 pixels
                    Data volume2.06 GB
                    Data format*.zip, *.jpg, *.xls, *.pdf
                    Data service system< https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.00035>
                    Source of fundingNational Science Fund for Distinguished Young Scholars (41525007).
                    Dataset compositionThe dataset includes 5 data files, which are: “polarized light micrographs.zip”, “regional geological map.pdf”, “field photo of the measured section.pdf”, “stratigraphic columns.pdf” and “identification report.xls”. (1) “Polarized light micrographs.zip” is a dataset made up of 1364 polarized light micrographs (*.jpg) of rock thin sections, with a data volume of 2.06 GB; (2) “Regional geological map.pdf” contains the simplified geological maps of the 6 measured section areas, with a data volume of 533 KB; (3). “Field photo of the measured section.pdf” shows the field photos of the 6 measured sections and the characteristics of outcrop, with a data volume of 2.39 MB; (4) “Stratigraphic columns.pdf” describes the stratigraphic thickness and age of the 6 measured sections, and all sampling locations in the stratigraphic columns, with a data volume of 557 KB; (5) “Identification report.xls” is a data sheet containing identification information of 682 rock thin sections, with a data volume of 412 KB.
                    引 言
                    晚白堊世–始新世期間,歐亞大陸南緣存在著一片寬廣的海域,從地中海特提斯一直延伸到中國西部塔里木盆地,被稱之為原副特提斯海,其中位于塔里木盆地的海域被稱為塔里木海[1,2,3,4 ]。在此期間,塔里木海經歷了多次海侵與海退旋回,沉積了5套濱淺海–海陸過渡相的碳酸鹽巖(局部可見混積巖或砂巖夾層,圖1)。這些地層記錄了白堊紀–古近紀塔里木盆地西部的古地理演化和青藏高原北緣的構造演化,對研究中亞的干旱化過程具有重要的意義[3,4,5 ]。在晚白堊世–始新世的碳酸鹽巖中,生物碎屑顆?;規r和鮞粒顆?;規r含有大量的溶蝕孔隙和粒間孔隙,是良好的油氣儲層[6]。在柯克亞構造帶,這些巖相層中已經發現了油氣藏。因此研究這些碳酸鹽巖,對未來塔西南坳陷油氣勘探也具有重要的意義。


                    圖1 ? 新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世地層的綜合地層格架
                    鑒于以上所提及的重要研究意義,塔里木盆地西部的這些碳酸鹽巖一直備受關注,長期以來進行了大量的研究。20世紀70至80年代,區域的巖石學、地層學和古生物學研究已經基本確定了地層框架[7];80年代至90年代,針對油氣勘探的基礎地質研究廣泛地開展,古生物學、沉積學和地球化學等相關的研究成果開始大量涌現[8]。21世紀以來,隨著中國東部沙塵暴的肆虐,人們對居住環境改善的需求加強,作為中國乃至整個地球風塵系統重要源區的中亞干旱帶再次受到關注。原副特提斯海的海退作為中亞干旱化最重要的影響因素之一,使用新方法和新技術對這些碳酸鹽巖沉積進行的研究再次繁榮起來。
                    雖然已經存在長時間、較為深入的研究,但是至今為止,可以查閱的晚白堊世–始新世的基礎巖石學資料及相關的圖版仍然非常缺乏。僅唐天福等在《新疆塔里木盆地西部晚白堊世至早第三紀海相沉積特征及沉積環境》一書中附錄了部分黑白照片,且標注了取樣剖面與層位,但缺乏精確的地理坐標[3]。其他涉及巖石學的研究中,僅僅展示出了與論文表述相關的典型薄片照片,或展示了測量剖面的名稱與采樣層位[4,6,9,10,11 ]。由于樣品的具體采集位置并不清楚,所展示的薄片僅占所發表數據非常少的一部分,使得數據利用效率非常低。巖石學的研究是區域研究的基礎,這也導致其他相關研究中也需要重復這部分的工作,因此區域上和剖面上的重復研究也很普遍,這對數據利用來說是一種嚴重的浪費。
                    基于上述現狀與存在問題,筆者對塔里木盆地西部6條經典晚白堊世–始新世地質剖面(圖2)實測取樣的682個巖石薄片進行了偏光顯微鏡拍照,詳細記錄了樣品的采集位置、地層時代、巖石名稱等,并對這些巖石薄片進行了鑒定描述。本顯微照片數據集可用于塔里木盆地西部的基礎地質學研究、區域地質調查、礦產勘查和工程勘察等。其中,薄片照片中顯示的典型的淺海相–海陸過渡相沉積特征,即可以應用于科研、教學與科普等,也可以作為單獨的巖石圖片集供后續的圖像分析研究。


                    圖2 ? 塔里木盆地西部剖面測量位置圖
                    1 ? 數據采集和處理方法
                    在野外樣品采集之前,首先對要采集樣品的剖面進行調研,選擇出露層位齊全,巖石露頭新鮮,并在區域上具有代表性的剖面。在野外剖面實測過程中,對出露地層以真厚度進行逐米的記錄。根據地層的單層厚度、巖性變化程度和沉積現象的多少,保持1–3 m的采樣間距。巖石薄片的制作由河北省廊坊市誠信地質服務有限公司依據巖石薄片標準制作流程進行制作。
                    薄片拍照和信息采集方法統一按本次《巖石顯微圖像專題》的標準執行[12],主要目的為系統采集巖石顯微圖像,并同時記錄與薄片有關的地質信息。
                    2 ? 數據樣本描述
                    2.1 ? 樣例展示
                    本數據集由5部分組成,分別為區域地質圖、野外照片、地層柱狀圖、薄片照片數據集和薄片鑒定報告。
                    區域地質圖展示了本數據集巖石薄片采集處的區域位置、地質背景和剖面坐標(如圖3示例)。采集巖石薄片的6條地質剖面分別為西昆侖山北緣的阿克奇剖面、標爾托戈依剖面、托云都克剖面、齊木根剖面和天山南緣的巴什布拉克剖面、庫孜貢蘇剖面。在行政區劃上位于新疆維吾爾自治區克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿克陶縣和烏恰縣,剖面具體的起點坐標見表1。


                    圖3 ? 塔里木盆地西部托云都克剖面區域地質圖
                    表1 ? 新疆塔里木盆地西部測量剖面的起始坐標位置表
                    剖面名稱剖面分段坐標緯度坐標經度包含的巖石地層單元
                    巴什布拉克a39°51′56.44″N74°33′30.72″E庫克拜組
                    b39°51′12.90″N74°32′25.01″E齊姆根組
                    c39°51′22.72″N74°33′44.08″E卡拉塔爾組巴什布拉克組
                    庫孜貢蘇a39°46′01.65″N75°16′45.37″E庫克拜組–東巴組
                    b39°45′45.43″N75°17′24.69″E齊姆根組–卡拉塔爾組
                    阿克奇a39°20′20.98″N74°56′31.42″E庫克拜組烏依塔克組
                    b39°20′09.06″N74°57′51.90″E依格孜牙組吐依洛克組
                    標爾托戈依a39°30′53.62″N75°04′48.87″E齊姆根組烏拉根組
                    b39°32′06.92″N75°03′12.59″E巴什布拉克組
                    托云都克38°32′00.78″N76°16′00.22″E庫克拜組吐依洛克組
                    齊木根a38°25′48.33″N76°23′17.42″E齊姆根組下段
                    b38°25′56.26″N76°23′41.86″E齊姆根組上段
                    c38°26′02.15″N76°23′58.96″E卡拉塔爾組–烏拉根組
                    剖面野外照片展示了測量剖面的野外遠觀照片、地層出露情況、地層界線與地層單元名稱,如圖4所示。


                    圖4 ? 塔里木盆地西部托云都克剖面野外照片
                    地層柱狀圖展示了測量剖面的地層厚度、層位名稱、巖性特征、地層時代、采樣間距和樣品在剖面地層中的位置(如圖5實例)。其中地層的顏色為野外觀察到的巖石顏色。


                    圖5 ? 塔里木盆地西部托云都克剖面地層柱狀圖(部分)
                    薄片照片數據集由682個巖石薄片的偏光顯微照片組成,每片薄片的照片都包含具有相同視域的正交偏光顯微照片和單偏光顯微照片各一張,而且顯微照片顏色與偏光顯微鏡下的肉眼觀察一致,與鑒定報告中的描述一致(如圖6示例)。顯微照片的分辨率為4908×3264像素,保存格式為jpg。偏光顯微照片的命名由三部分組成,分別為前面的薄片編號,中部代表正交偏光照片的“+”或代表單偏光照片的“-”,以及后面的數字代表物鏡的放大倍數。以照片15TY05+2.5為例,15TY05為拍照薄片的編號,“+”代表其為正交偏光照片,2.5代表該照片是在2.5倍的物鏡下拍攝的。
                    圖6 ? 塔里木盆地西部代表性巖石薄片照片、編號與簡要鑒定描述示例
                    15TY05,2.5倍物鏡下拍攝,正交偏光照片(+)15TY05,2.5倍物鏡下拍攝,單偏光照片(-)
                    雙殼粒泥灰巖,基質支撐,顆粒以雙殼為主,含量約20%,破碎,分選差,定向排列?;|為灰泥。沿裂隙可見白云石晶粒充填。
                    15QM73,2.5倍物鏡下拍攝,正交偏光照片(+)15QM73,2.5倍物鏡下拍攝,單偏光照片(-)
                    砂質微晶灰巖,顆粒支撐,分選較差,其中灰巖顆粒以苔蘚蟲(15%)和海百合(15%)的碎片為主,其次為砂屑(5%);陸源碎屑含量約15%,粒徑集中于100–300 μm,以石英顆粒為主導?;|為灰泥。
                    15TY01,5倍物鏡下拍攝,正交偏光照片(+)15TY01,5倍物鏡下拍攝,單偏光照片(-)
                    長石石英砂巖,分選好,磨圓中等,顆粒支撐,點接觸為主,基質為鈣質泥–微晶。顆粒粒徑集中分布在200–300 μm,石英含量約70%,長石約20%,巖屑約10%。巖屑皆為長英質的火山巖巖屑。
                    薄片鑒定報告由6個碳酸鹽巖鑒定表格和1個砂巖鑒定表格組成。6個碳酸鹽巖鑒定表格內主要包含了以上所述的6條測量剖面中的碳酸鹽巖、混積巖、粉砂巖、白云巖、泥頁巖和蒸發巖的鑒定內容。1個砂巖鑒定表格中,展示了6條測量剖面中所有砂巖的分類命名、鑒定描述與樣品信息。其中涉及到的巖石分類標準和薄片鑒定內容在《沉積巖顯微圖像數據集的采集與信息收集標準》[12]中已經有詳述,在此不再贅述。
                    2.2 ? 數據統計
                    本次進行鑒定和拍照的682個巖石薄片中,灰巖薄片有436片(圖7)。其中6片為結晶灰巖,其沉積時期的結構構造均已被成巖作用所改造,僅能對其重結晶的晶粒結構進行概述。剩下的430片皆為正常的灰巖薄片,本次鑒定對其顆粒類型、生物種類、結構構造、填隙物類型、顆粒支撐方式等重要的沉積學信息都進行了描述。在這430片灰巖薄片中,有泥晶灰巖150片,粒泥灰巖113片,泥?;規r111片,顆?;規r56片。


                    圖7 ? 新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世巖石薄片的分類統計圖
                    本次進行鑒定和偏光顯微照片拍照的巖石薄片中有129片為陸源碎屑巖薄片,其中泥頁巖9片,粉砂巖66片,砂巖54片。由于泥頁巖和粉砂巖中相對缺乏細砂及其以上粒級的顆粒,故難以按照砂巖的顆粒組分對其進行更詳細的鑒定,它們仍舊被保留在了灰巖的鑒定表格中,并根據灰巖表格中的補充描述信息,對其可以觀察到的顆粒類型、含量、結構構造等信息進行了描述。而54片砂巖薄片,除了在灰巖鑒定表格中保留了它的巖石類型之外,并沒有描述其他信息。其重要的巖石學名稱、顆粒含量、顆粒類型、結構構造、膠結物等鑒定信息需要使用專門的砂巖鑒定表進行詳細描述,所以具體的鑒定信息都顯示在砂巖鑒定表中。在這54片砂巖薄片中,有巖屑石英砂巖40片,長石石英砂巖11片,石英巖屑砂巖2片,巖屑砂巖1片。
                    另外,這些巖石薄片中,還有混積巖91片,白云巖14片,蒸發巖11片(石膏巖10片,砂質石膏巖1片),凝灰巖1片。由于混積巖中的灰質部分非常適合按照碳酸鹽巖顆粒和膠結物的描述方法進行詳細記錄,且其中的碎屑巖部分也可以在補充描述的信息欄中進行記錄,所以它們都被放置在灰巖鑒定表中。白云巖和蒸發巖數目較少,其沉積時期的結構構造都可以按照灰巖的表頭設計進行相關描述;而重結晶的部分,也可以依據重結晶結構進行描述,所以它們都被放置在灰巖鑒定表中。在這91片混積巖薄片中,有砂質微晶灰巖57片,微晶砂巖14片,泥質微晶灰巖9片,異化顆粒砂巖6片,砂質異化顆?;規r2片,微晶泥巖2片,泥質異化顆?;規r1片。
                    3 ? 數據質量控制和評估
                    雖然本數據集提供了剖面測量點的坐標,但是由于巖石薄片取樣密度大,所以單個巖石薄片樣品的具體坐標位置并沒有記錄,僅記錄了剖面的起點坐標。但是本數據集提供了剖面野外照片、樣品采集層位和樣品在地層柱狀圖的位置,使用者可結合野外地層單元之間的明顯差異、地層厚度和重要標志層,將取樣點的位置約束在10 m以內。
                    巖石薄片的制作方法目前已經非常成熟,這里不再贅述。在本次顯微照片拍攝和薄片鑒定過程中,觀察到礦物的干涉色均正常,說明薄片的厚度符合標準。
                    顯微照片拍攝過程中,采用自動曝光和自動白平衡,使得肉眼觀察和系統照片顏色盡量保持一致。顯微照片的分辨率統一采用拍照系統的最高值,分辨率為4908×3264像素,圖片統一保存為jpg格式,從而保證顯微照片的質量與清晰度。
                    薄片鑒定報告由南京大學地球科學與工程學院許藝煒博士生進行檢查核對。許藝煒一直從事碳酸鹽巖的鑒定、沉積微相與古環境研究。經過檢查核對后的鑒定結果基本保證了可靠性。
                    4 ? 數據價值
                    本數據集以包含必要的可重復觀測的準確信息為前提,將塔里木盆地西部6條剖面上連續高密度采樣(采樣間距1–3 m)獲取的碳酸鹽巖薄片的高分辨率偏光顯微照片、鑒定報告等完全公開發布。在鑒定報告中,對薄片采集的地理位置、地層時代,偏光鏡下碳酸鹽巖的組分、結構、構造等都進行了系統描述。因此本數據集可廣泛用于塔里木盆地西部的基礎地質學研究、礦產勘查和工程勘察等。其中,薄片照片中顯示的典型的淺海相–海陸過渡相沉積特征,還可以廣泛的應用于科研、教學與科普等。
                    5 ? 數據使用方法和建議
                    本數據集數據形式簡單,在使用時需注意:
                    (1)雖然本數據集盡量詳細地提供了剖面坐標,區域地質概況與剖面測量處的野外照片,但是在使用這些數據前進行野外踏勘對照核實,仍然是必要的。
                    (2)數據集中所有出現的薄片,都保存在南京大學胡修棉課題組。如果以上數據集中提供的顯微照片不能滿足進一步的研究需要,可以聯系本文作者申請進一步使用薄片。
                    (3)基于本數據集碳酸鹽巖薄片鑒定結果的碳酸鹽巖沉積微相解釋已經于2018年發表[4]。本數據集中的碎屑巖和混積巖薄片鑒定結果、砂巖碎屑統計數據,以及部分巖石樣品的碎屑鋯石數據也已經于2019年發表[13],有進一步研究需要可以查閱這些文獻。
                    致 謝
                    感謝南京大學地球科學與工程學院許藝煒博士生對薄片鑒定報告的審核;感謝李偉同學和馬合木提·外力同學在野外剖面實測和樣品采集中的貢獻;以及成都理工大學沉積地質研究院馬安林博士和南京大學地球科學與工程學院賴文博士對本文的審閱。
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                    數據引用格式
                    張世杰, 胡修棉. 新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世巖石薄片偏光顯微圖像數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-03-12). DOI: 10.11922/sciencedb.00035.
                    稿件與作者信息
                    論文引用格式
                    張世杰, 胡修棉. 新疆塔里木盆地西部晚白堊世–始新世巖石薄片偏光顯微圖像數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2020, 5(3). (2020-08-27). DOI: 10.11922/csdata.2020.0010.zh.
                    張世杰
                    Zhang Shijie
                    主要承擔工作:樣品采集、室內拍照、薄片鑒定、論文撰寫。
                    (1986—),男,河南省許昌市人,博士,研究方向為沉積學與含油氣盆地分析。
                    胡修棉
                    Hu Xiumian
                    主要承擔工作:工作設計、野外計劃設計與考察、數據集的設計、論文撰寫。
                    huxm@nju.edu.cn
                    (1974—),男,江西省南昌市人,博士,教授,研究方向為沉積學。
                    出版歷史
                    I區發布時間:2020年3月25日 ( 版本ZH2
                    II區出版時間:2020年8月31日 ( 版本ZH4
                    翻譯版出版時間:2020年8月31日 ( 版本ZH1
                    參考文獻列表中查看
                    中國科學數據
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