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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
                    西藏特提斯喜馬拉雅早–中侏羅世巖石薄片偏光顯微圖像數據集
                    A photomicrograph dataset of Early-Middle Jurassic rocks in the Tibetan Tethys Himalaya
                    ?>>
                    : 2020 - 06 - 15
                    : 2020 - 09 - 01
                    : 2020 - 07 - 24
                    : 2020 - 09 - 21
                    极速快三
                    1765 21 0
                    摘要&關鍵詞
                    摘要:中國西藏自治區南部特提斯喜馬拉雅出露完整的侏羅系,是研究侏羅紀東特提斯古海洋、古環境和古地理演化的重要場所,也是探索岡瓦納大陸裂解、洋中脊擴張、大火成巖作用和溫室地球氣候間相互作用的重要載體。定日和聶拉木地區的下–中侏羅統以碳酸鹽巖為主,同時還發育碎屑巖和混積巖,由老到新劃分為扎木熱組、普普嘎組、聶聶雄拉組。迄今,藏南侏羅系研究程度不高,且地層存在重復或缺失等問題,不同研究區地層劃分和對比仍存在較大困難。為了更好地服務今后的研究,如準確進行區域地層對比、避免重復的巖石學工作并高效利用已有研究成果等,本數據集利用偏光顯微鏡,對采集自定日臥龍剖面和聶拉木年多剖面的494個巖石薄片進行了單偏光和正交偏光兩種形式的顯微照片采集。本數據集詳細介紹了這兩個剖面的大地構造背景、古地理位置、采樣位置、地層時代、巖石名稱等信息。本數據集可以直接服務基礎地質學研究,可大大提高研究人員的效率,同時可以依靠深時數字地球(DDE)平臺,進行數據整合應用,從更廣的空間和時間尺度解決重大科學問題,也可以服務找礦、找油、建筑、教學與科普等。
                    關鍵詞:巖石薄片;顯微圖像;特提斯喜馬拉雅;侏羅紀;碳酸鹽巖
                    Abstract & Keywords
                    Abstract:?Well exposed in the Tethys Himalaya of southern Tibet, China, the Jurassic is important for studying the evolution of paleo-ocean, paleoenvironment and paleogeography in the eastern Tethys. It is also important for us to understand the interaction between Gondwana rifting, mid-ocean ridge expansion, large igneous province, and Earth’s greenhouse climate. The Lower-Middle Jurassic in Tingri and Nyalam is dominated by carbonate rocks, together with siliciclastic and mixed carbonate-siliciclastic rocks. It consists of the Zhamure, Pupuga, and Niexiongla formations from bottom to top. To date, the Jurassic in southern Tibet remains less understood. Due to repeated and incomplete stratigraphic records, it is still difficult to accurately identify the strata through comparison of their lithologic units. This study was initiated to better serve future research on, for example, accurate regional stratigraphic comparison, and to avoid repetitive petrological work. Micrographs of 494 thin sections were collected from the W?long (Tingri) and Nianduo (Nyalam) sections using microscopes under single polarized and orthogonal light, respectively. This dataset includes such information as tectonic setting, paleo-geographic location, sampling sites, stratigraphic age, and rock name of these two sections. It can be used to support geological research and to improve the work efficiency. When integrated with other data at the deep-time digital earth (DDE) platform, the dataset has the potential to help unpack major scientific issues on a wider space and time scale. In addition, it can also be used for mine and oil exploration, construction, teaching and general science popularization.
                    Keywords:?thin section;?polarized photomicrograph;?Tethys Himalaya;?Jurassic;?carbonate rocks
                    數據庫(集)基本信息簡介
                    數據庫(集)名稱西藏特提斯喜馬拉雅早–中侏羅世巖石薄片偏光顯微圖像數據集
                    數據作者韓中,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早–中侏羅世(約196–168 Ma);巖石樣品采集的時間為2013–2016年;巖石薄片偏光顯微照片拍攝于2019年。
                    采樣地點采集樣品的剖面,在行政區劃上,位于中國西藏自治區日喀則地區;在地貌上,位于青藏高原南部的喜馬拉雅。地理范圍:86°08′07″E–87°02′03″E,28°29′02″N– 28°40′52″N。
                    偏光顯微鏡分辨率4908×3264像素
                    數據量8.64 GB
                    數據格式*.zip,*.xls,*.pdf
                    數據服務系統網址https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00030
                    基金項目國家杰出青年基金(41525007)
                    數據庫(集)組成本數據集共包括3個數據文件,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1026張顯微照片,數據量8.64 GB;(2)地層柱狀圖.pdf展示了2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圖,數據量552 KB;(3)薄片鑒定報告.xls是巖石薄片的鑒定數據表,包括494張薄片的鑒定信息,數據量147 KB。
                    Dataset Profile
                    TitleA photomicrograph dataset of Early-Middle Jurassic rocks in the Tibetan Tethys Himalaya
                    Data corresponding authorHu Xiumian (huxm@nju.edu.cn)
                    Data authorsHan Zhong, Hu Xiumian
                    Time rangeThe samples are attributed to a stratigraphic age of Early-Middle Jurassic (~196–168 Ma). Rock samples were collected from 2013 to 2016. Polarized thin sections were photographed in 2019.
                    Sampling siteThe sections were sampled from Tingri and Nyalam counties in Xigaze, Xizang Autonomous Region, China, or geomorphologically, the Himalaya of southern Tibean Plateau, with a latitude and longitude of 86°08′07″E – 87°02′03″E, 28°29′02″N – 28°40′52″N.
                    Spatial resolution4908*3264 pixels
                    Data volume8.64 GB
                    Data format*.zip, *.xls, *.pdf
                    Data service system<https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00030>
                    Source of fundingNational Natural Science Foundation of China (NSFC) for Distinguished Young Scholars (Grant No. 41525007).
                    Dataset compositionThe dataset includes three data files, namely, “micrographs of thin sections.zip”, “stratigraphic columns.pdf” and “identification report of thin sections.xls”. (1) “Thin section micrographs.zip” is a dataset of polarized light micrographs (*.jpg) of rock thin sections, including 1026 micrographs, with a data volume of 8.64 GB; (2) “Stratigraphic columns.pdf” stores information on the stratigraphic thickness, age and sampling location of the W?long and Nianduo sections, with a data volume of 552KB; (3) “Identification report.xls” is a data sheet for identification of a total of 494 rock thin sections, with a data volume of 147 KB.
                    引 言
                    早–中侏羅世期間潘基亞超級大陸逐漸裂解和漂移,伴隨著強烈的構造作用、洋脊擴張、巖漿作用等,對中生代古地理、古洋流和古氣候等造成深刻的影響。這段時期頻繁發生劇烈的生物環境擾動事件,尤其是中大西洋(Central Atlantic magmatic province,~201 Ma)和Karoo-Ferrar(~183 Ma)大火成巖省期間,伴隨著劇烈的碳循環擾動和生物–環境事件,被稱為三疊紀-侏羅紀界線事件和Toarcian期大洋缺氧事件[1,2,3,4 ]。這些重要的地質事件是解析溫室地球期間構造–氣候–環境–生物間相互作用的重要窗口。然而,過去的相關工作主要來自西特提斯的實例研究,由于研究地域的局限,對這些事件的發生和發展演化過程的認識仍然比較片面。西藏特提斯喜馬拉雅(圖1[5-6] )在侏羅紀時地處特提斯洋東段的南緣,是連接西特提斯和泛大洋的重要區域,沉積了連續的侏羅系(圖2),是從更大的空間尺度上解決上述科學問題的關鍵所在。


                    圖1 ? 研究區構造圖
                    A:青藏高原及臨區構造簡圖,紅色方框代表采樣區域。由南向北:YZSZ,雅魯藏布江縫合帶;BNSZ,班公-怒江縫合帶;JSSZ,金沙江縫合帶;AKMS,阿尼瑪卿-昆侖-木孜塔格縫合帶;KF,喀喇昆侖斷裂;ATF,阿爾金斷裂(據[5]修改)。B:喜馬拉雅帶構造簡圖以及研究區[6],由南向北:MFT,主前緣斷裂;MBT,主邊界斷裂;MCT,主中央斷裂;STDS,藏南拆離系。


                    圖2 ? 藏南特提斯喜馬拉雅定日-聶拉木地區早–中侏羅世綜合地層格架
                    國內外地質工作者對西藏特提斯喜馬拉雅侏羅紀地層學、古生物學及沉積學等方面的研究主要集中在上個世紀,基本確定了該地區侏羅紀巖石地層、生物地層及其年代地層格架[7,8,9,10,11,12,13,14 ]。特提斯喜馬拉雅下–中侏羅統由下至上通常被劃分為3個地層單元(圖2):扎木熱組、普普嘎組(相當于Kioto群下部[11])和聶聶雄拉組(相當于Kioto群上部和Laptal組[11])。近年來,隨著早–中侏羅世生物地層、巖石地層、沉積環境、地球化學等研究成果和數據的不斷積累,早–中侏羅世的古氣候–古海洋事件在東特提斯的響應過程和細節被逐漸揭露,為從全球尺度探討這些事件提供了絕佳的機會。
                    高精度的有孔蟲生物地層已經精確限定了扎木熱組(Sinemurian)、普普嘎組(Pliensbahcian)和聶聶雄拉組(Toarcian-Bajocian)的時代。微相研究表明藏南扎木熱組為碳酸鹽巖和陸源碎屑巖混積的障壁島–潟湖沉積,這段沉積記錄了Sinemurian-Pliensbachian界線碳同位素負偏移事件;普普嘎組逐漸演化淺水碳酸鹽臺地沉積,以富含生屑的顆?;規r為主,這段沉積記錄了Pliensbachian晚期AlgovianumLavinianum菊石帶內的兩次重要碳同位素偏移事件,相當于北方區Margaritatus菊石帶和Margaritatus-Spinatum菊石帶界線碳同位素偏移事件[4]。之后,在一次快速海平面上升后被淹沒,聶聶雄拉組突變為受風暴作用影響的中–外緩坡沉積,這段沉積記錄了重要的Toarcian期大洋缺氧事件[15,16,17,18 ]。目前特提斯喜馬拉雅中侏羅世的地球化學數據尚缺乏,但是現有研究成果表明,特提斯喜馬拉雅的沉積完整地記錄了早侏羅世重大的碳循環擾動事件,且沉積環境演化也和西特提斯具有很大相似性??缭礁蟮目臻g尺度(整個特提斯),才能更準確地探索和認識侏羅紀這些重大事件的觸發機制、發生、發展和演化過程。
                    雖然在特提斯喜馬拉雅地層、生物和巖石等方面的資料已經積累較多,但是由于處于造山帶的原因,很多剖面的地層重復和缺失較嚴重。不同學者計劃在前人基礎上繼續開展工作時,僅能獲取已發表論文中少量的典型巖石薄片照片,往往面臨地層對比困難,時代模糊等問題,可能又要重復巖石學、確認地層時代和沉積學等相關工作,消耗寶貴的時間和精力。為了更高效地利用這些資料,本數據集對定日臥龍剖面和聶拉木年多剖面的早–中侏羅世的巖石薄片進行匯總整理(圖3),詳細展示其(古)地理位置、構造位置、巖性等詳細信息,并在數據平臺上開放共享,供感興趣的同行直接查閱和使用。


                    圖3 ? 藏南特提斯喜馬拉雅臥龍(A)和年多(B)剖面野外照片
                    1 ? 數據采集和處理方法
                    基于科學問題,對相關文獻進行全面調研,然后對相關地層進行野外踏勘,選定出露完整、具有代表性的地層剖面進行實測與描述,并系統采集巖石樣品。采樣時具體根據巖性變化、單層厚度等具體情況采取不同的間距,如臥龍剖面扎木熱組陸源碎屑沉積較多,厚度大,巖性單一,通常一層只采集一個,但是對于碳酸鹽巖則主要按照1 m/個。
                    采集的樣品由河北省廊坊誠信地質服務有限公司磨制,獲得0.03 mm的光學巖石薄片。薄片拍照和信息采集方法統一按《巖石顯微圖像專題》的標準執行,系統采集了巖石顯微圖像,并同時獲取了薄片有關的信息,其中薄片的描述與沉積巖定名均依據《巖石顯微圖像專題》確定的標準[19]。
                    2 ? 數據樣本描述
                    本數據集主要由3部分組成,分別為臥龍和年多剖面綜合地層柱狀圖、薄片照片數據集和薄片鑒定報告。采集巖石標本的2條地質剖面具體的GPS坐標、地層單元、所含的巖石薄片等信息見表1,各自相對的具體地理位置見圖1。其中,論文附圖(臥龍和年多剖面地層柱狀圖)展示了所測剖面的地層厚度、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等。
                    表1 ? 特提斯喜馬拉雅實測剖面信息表
                    時代群/組名圖中剖面代號剖面名稱坐標緯度坐標經度薄片數量
                    早–中侏羅世扎木熱組W定日臥龍剖面28°29′02″N87°02′03″E56
                    普普嘎組W定日臥龍剖面28°29′02″N87°02′03″E95
                    N聶拉木年多剖面28°40′52″N86°08′07″E29
                    聶聶雄拉組W定日臥龍剖面28°29′02″N87°02′03″E139
                    N聶拉木年多剖面28°40′52″N86°08′07″E175
                    薄片照片數據集由494個巖石薄片的偏光顯微照片組成,每個巖石薄片都包含具有相同視域的薄片正交偏光顯微照片和單偏光顯微照片各一張,少部分含有特殊生物或沉積構造的巖石薄片有附加照片,可能為正交偏光顯微照片或單偏光顯微照片。顯微照片顏色與偏光顯微鏡下的肉眼觀察一致,顯微圖像中的成分與鑒定報告中的描述相同。顯微照片的分辨率為4908×3264像素,保存格式為JPG。
                    薄片鑒定報告中含3個鑒定表格,被命名為“臥龍剖面”、“年多剖面”和“砂巖鑒定表”,內容為這兩個剖面中碳酸鹽巖、混積巖和碎屑巖等巖石薄片的基本信息、巖性特征信息、分類命名等。巖石分類標準和薄片鑒定內容在《巖石顯微圖像專題》標準[19]中有詳述描述。
                    本次進行鑒定和拍照的494個巖石薄片,具體分類統計見圖4。其中,灰巖薄片有404片,本次鑒定對其顆粒類型和含量、生屑種類和含量、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。在灰巖薄片中,有泥晶灰巖219片、粒泥灰巖73片、泥?;規r25片、顆?;規r82片、漂浮灰巖4片、珊瑚灰巖1片;陸源碎屑巖薄片17片,其中石英砂巖12片、巖屑石英砂巖5片。對其顆粒類型和含量、結構構造、膠結物等鑒定信息進行了詳細描述,具體的鑒定信息都顯示在砂巖鑒定表中。另外,本次進行鑒定和偏光顯微照片拍照的巖石薄片中,還有混積巖70片,白云巖3片?;旆e巖中碳酸鹽巖部分適合按照碳酸鹽巖顆粒和膠結物的描述方法進行詳細描述,而碎屑巖部分也可以在補充描述的信息欄中進行記錄,因此它們都被放置在碳酸鹽巖鑒定表中。白云巖數量很少,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,可以根據重結晶結構進行描述,所以也被列在碳酸鹽巖鑒定表中。70片混積巖中,砂質顆?;規r31片、砂質泥?;規r4片、砂質粒泥灰巖7片、砂質生屑漂浮灰巖1片、砂質生屑礫屑灰巖1片、微晶砂巖2片和異化顆粒砂巖24片。


                    圖4 ? 藏南特提斯喜馬拉雅臥龍和年多剖面巖石薄片分類統計圖
                    3 ? 數據質量控制和評估
                    在實際的野外工作中,對臥龍和年多剖面取樣密度高,因此單個巖石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。同時,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,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,在野外找到各個樣品的采樣位置。
                    巖石薄片樣本符合國家與國際標準的厚度。在本次顯微照片拍攝和薄片鑒定過程中,同一批次的巖石薄片中觀察到石英顆粒的干涉色均為一級干涉色,說明薄片的厚度符合0.03 mm的國家標準。
                    顯微照片高清且無色差。在顯微鏡拍攝過程中,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,且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,故而顯微照片的質量與清晰度是可靠的。
                    4 ? 數據價值
                    本數據集顯微圖像包含的早–中侏羅世沉積巖反映了沉積環境從早侏羅世Sinemurian期的障壁島–潟湖環境,逐漸演化為Pliensbachian期淺水碳酸鹽臺地,然后在Toarcian早期大洋缺氧事件時突變為較深水的碳酸鹽緩坡,可能一直持續到Aalenian期[18-19]。根據目前完整的生物地層和碳同位素地層結果,這套顯微照片數據集背后還蘊藏了早侏羅世幾次劇烈的碳同位素擾動事件,如Sinemurian-Pliensbachian界線事件、Pliensbachian晚期Margaritatus菊石帶和Margaritatus-Spinatum菊石帶界線事件、Toarcian早期大洋缺氧事件[18-19]。變化的、多樣的沉積環境便于今后在特提斯喜馬拉雅不同地點利用巖性和沉積環境進行較精確的地層對比。同時,碳酸鹽臺地(類似于現今澳大利亞大堡礁)是淺海生物生活的重要場所,這為我們提供了絕佳的研究淺海生物、氣候、環境間協同演化的平臺,也可以站在更長時間尺度上探討這些變化和大陸裂解、巖漿活動、洋脊擴張、板塊漂移等之間的關系。很顯然,這些樣品的顯微圖像里仍然藏著豐富的關于侏羅紀的故事,也有潛在的地球氣候–環境演化的普遍規律值得深入挖掘和探索。
                    顯微照片數據集除了可用于基礎地質學研究外,還具有重要的生產和經濟意義。本顯微照片數據集以碳酸鹽巖為主,是石油天然氣的重要儲集巖,還含有鉛–鋅、銅、錳、鐵等金屬礦產和石膏、巖鹽、鉀鹽、磷礦等非金屬礦產,同時也是化工、冶金、水泥原料、建筑等方面的重要材料。碳酸鹽巖中生物化石、鮞粒、豆粒、核形石等都是非常迷人的組分,具有很高的欣賞價值,可以經過加工成為藝術品和裝飾品等,還可以挑選典型的樣品,進行專業處理之后作為專業教學與大眾科普等。最后,正如引言所述,這批高清顯微圖像數據集還可以依托深時數字地球(DDE)數據平臺,為今后在統一時空框架下整合早–中侏羅世剖面、生物、地層、巖石資料,為深入解析這段時期地球生命和環境演化提供關鍵信息。
                    5 ? 數據使用方法和建議
                    本數據集數據形式簡單,在使用時注意以下幾點:
                    (1)數據集中所有出現的巖石薄片,都集中統一保存在南京大學胡修棉教授課題組。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使用這些巖石薄片。
                    (2)基于本數據集薄片鑒定結果而進行的沉積學研究與相關解釋已經發表了一系列學術論文[10-11],可以閱讀相關文獻進一步了解更多詳情。
                    (3)如果單純使用圖像數據集,可以直接從數據庫下載使用。但是,若需要進一步解決地學相關的科學問題,需結合數據信息表中提供的地理位置,以及巖石形成時所處的地質時代與構造背景來展開分析。
                    致 謝
                    感謝安慰、李娟、李世毅、周博等在野外剖面實測和樣品采集中的貢獻。
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                    數據引用格式
                    韓中, 胡修棉. 西藏特提斯喜馬拉雅早–中侏羅世巖石薄片偏光顯微圖像數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-07-24). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00030.
                    稿件與作者信息
                    論文引用格式
                    韓中, 胡修棉. 西藏特提斯喜馬拉雅早–中侏羅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). (2020-07-24). DOI: 10.11922/csdata.2020.0048.zh.
                    韓中
                    Han Zhong
                    主要承擔工作:野外剖面實測、樣品采集、薄片鑒定和拍照、數據整理、論文撰寫。
                    (1988—),男,四川省成都市人,博士,副研究員,研究方向為古環境與古海洋。
                    胡修棉
                    Hu Xiumian
                    主要承擔工作:課題和野外設計、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7月24日 ( 版本ZH2
                    II區出版時間:2020年9月21日 ( 版本ZH4
                    翻譯版出版時間:2020年9月21日 ( 版本EN1
                    參考文獻列表中查看
                    中國科學數據
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