<em id="lj1v3"><b id="lj1v3"></b></em>

    <i id="lj1v3"></i>

        <i id="lj1v3"><b id="lj1v3"><progress id="lj1v3"></progress></b></i>

        <video id="lj1v3"></video>
        <video id="lj1v3"></video>

                    <i id="lj1v3"><ol id="lj1v3"><progress id="lj1v3"></progress></ol></i>
                    巖石顯微圖像專題 II 區論文(已發表) ? 版本 ZH3 Vol 5 (3) 2020
                    下載
                    南華北石炭–二疊紀太原組灰巖顯微圖像數據集
                    A carbonate microscopic image dataset of the Permo-Carboniferous Taiyuan Formation from the southern margin of North China Block
                    馬睿,劉超,楊江海,王圓,劉佳
                    ?>>
                    : 2020 - 06 - 30
                    : 2020 - 08 - 24
                    : 2020 - 07 - 14
                    : 2020 - 09 - 18
                    极速快三
                    2149 26 0
                    摘要&關鍵詞
                    摘要:本文收集和整理了華北板塊南緣石炭–二疊紀含生物碎屑灰巖的顯微圖像。選擇豫西地區跨潟湖–局限臺地–開闊臺地–斜坡多相帶的3條太原組野外剖面為研究對象,對代表性的圖像及其巖石特征進行分類描述。樣品以灰泥含量較高的含生物碎屑粒泥灰巖為主要特征。利用裝有顯微照相系統的蔡司偏光顯微鏡對灰巖薄片進行觀察和照相?;規r顯微圖像集共包含95件灰巖樣品,380張顯微照片,可分為泥晶灰巖、泥?;規r和粒泥灰巖3類。本圖像集的建立可為研究晚古生代大冰期時北半球中緯度地區的古氣候、古環境、古生物面貌及相帶沉積分異提供基本素材和參考。
                    關鍵詞:南華北;石炭–二疊紀;生物碎屑灰巖;顯微圖集
                    Abstract & Keywords
                    Abstract:?In this study, we collected and sorted out the limestone micrographs of three sections from the Permo-Carboniferous Taiyuan Formation in western Henan, spanning a multiphase zone including lagoon, restricted platform, open platform and slope. We collected 380 microscopic images of 95 limestone samples falling onto three categories, namely, mudstones, wackstones and packstones, among which bioclastic wackstone is the dominant rock type as the limestone samples are rich in bioclastic grains. The limestone thin sections were observed and photographed by a Zeiss polarizing microscope equipped with a photomicrography system. The dataset can be used to understand the paleoclimate, paleoenvironment, paleontological features and facies zone in the northern Hemisphere during the Late Paleozoic Ice Age. It also provides a possible standard and reference for limestone microfacies research in the future.
                    Keywords:?south of North China;?Late Paleozoic;?bioclastic limestone;?micrographs
                    數據庫(集)基本信息簡介
                    數據集名稱南華北石炭–二疊紀太原組灰巖顯微圖像數據集
                    數據作者馬睿,劉超,楊江海
                    數據通信作者楊江海(yangjh@cug.edu.cn)
                    數據時間范圍巖石樣品采集的地層時代為晚石炭–早二疊世,標本采集時間2017–2019 年,巖石薄片偏光顯微鏡照片拍攝于2019–2020年。
                    地理區域河南省中部、西部和西北部。GPS范圍:113°9’36’’E–113°06’31’’E;34°9’15’’N–35°14’03’’N。
                    偏光顯微鏡分辨率2048×2048像素
                    數據量2.02 GB
                    數據格式*.xlsm,*zip
                    數據服務系統網址https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00045
                    基金項目國家自然科學基金面上項目(41572078)
                    數據集組成本數據集由兩部分組成:(1)顯微照片.zip,包括3條坡面95件巖石樣品的380張顯微照,數據量2.02 GB;(2)顯微圖像數據信息表.xlsm,數據量478 KB.
                    Dataset Profile
                    TitleA carbonate microscopic image dataset of the Permo-Carboniferous Taiyuan Formation in the southern margin of North China Block
                    Data authorsMa Rui, Liu Chao,Yang Jianghai
                    Data corresponding authorYang Jianghai (yangjh@cug.edu.cn)
                    Time rangeLate Carboniferous to early Permian. The samples were collected from 2017 to 2019. The micrographs were taken from 2019 to 2020.
                    Geographical scopeThe sections are located in middlewest and northwest Henan, with a latitude and longitude of 113°9’36’’E – 113°06’31’’E, 34°9’15’’N – 35°14’03’’N.
                    Polarized microscope resolution2048*2048 pixels
                    Data volume2.02GB
                    Data format*.xlsm, *zip
                    Data service system<https://dx.doi.org/ 10.11922/sciencedb.j00001.00045>
                    Source of fundingNational Natural Science Foundation of China (Grant No. 41572078)
                    Dataset compositionThe dataset includes two data files: “Photomicrographs.zip” and “Statistical database.xls”. “Photomicrographs.zip” is a dataset of polarized photomicrographs (*.zip) of the thin sections, which contains 380 microphotographs of 95 limestone samples from three sections, with a data volume of 2.02 GB; “Statistical database.xls” stores detailed identification of the thin sections, with a data volume of 478 KB.
                    引 言
                    碳酸鹽巖的顯微結構、構造特征(微相)是進行巖石分類和命名的基礎[1]。由于碳酸鹽巖成因和結構的特殊性,其所含的顆粒類型和結構、構造信息能為研究沉積環境、沉積過程和后期成巖作用提供重要依據。Folk和Dumham等人基于碳酸鹽巖微
                    相特征,對沉積環境的物理化學條件等進行了分析,奠定了碳酸鹽巖的巖石分類基礎[2,3,4,5 ]。隨后,Embery對Dumham分類體系進行了補充修改,加入了生物因素和成巖因素,并對顆粒粒徑進行了半定量統計[6]。Wilson通過總結不同沉積背景條件下碳酸鹽巖的沉積模式,綜合地形、水動力和氣候等因素,提出了24種標準微相和9個對應的標準相帶[7]。近年來,Flügel和Wright等人對灰巖微相進行了系統總結,進一步完善了碳酸鹽巖沉積微相分析模式及其對沉積環境和沉積過程的指示作用[1,8-9]。盡管人們對碳酸鹽巖微相的標準有不同的看法,碳酸鹽巖的巖石顯微觀察和分析已成為古沉積環境恢復和確定成巖作用類型、強度的研究基礎,同時也為判斷元素、同位素等地球化學指標的有效性提供了有力的沉積學依據[10,11,12 ]。為了更加客觀、系統地描述碳酸鹽巖樣品本身所記錄的微相信息,構建一種具有普適意義的定量統計思維,本文總結了南華北地區石炭–二疊紀太原組灰巖的巖石顯微圖像特征,并建立了相應的巖石顯微圖像集。
                    1 ? 數據采集和處理方法
                    通過文獻調研和野外踏勘,發現華北南緣豫西地區晚古生代地層出露較為完整[13-14]。選擇了河南省禹州市文灣剖面、磨街剖面和河南省焦作市白坡河剖面3條剖面作為研究對象(表1,圖1),進行了系統的樣品采集工作(圖2)。采樣層位為上石炭統–下二疊統太原組。
                    表1 ? 采樣剖面及其經緯度
                    采樣剖面(剖面編號)GPS經緯度
                    河南禹州文灣剖面(WW)34°9’58’’N,113°10’41’’E
                    河南禹州磨街剖面(MJ)34°9’15’’N,113°9’36’’E
                    河南焦作白坡河剖面(BPH)35°14’03’’N,113°06’31’’E


                    圖1 ? 研究區地質概況圖
                    A為研究區的大地構造圖及南華北石炭–二疊紀地層出露;B、C為白坡河、文灣和磨街剖面地質圖


                    圖2 ? 采樣剖面地層柱狀圖,黑點表示采樣位置
                    1.1 ? 數據采集
                    根據設定的研究計劃,我們將野外采集的未風化的巖石樣品送往中國地質大學(武漢)磨片室進行標準薄片磨制,獲得厚0.03mm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[13]執行,利用配備有顯微照相系統的蔡司偏光顯微鏡對巖石薄片進行顯微觀察和照相,系統采集了巖石顯微圖像,并同時獲取了與薄片有關的信息。薄片的描述與灰巖巖定名均依據《巖石顯微圖像專題》確定的標準[15],按“薄片編號”+“m”+“攝像視域的數字序號”+“正交光符號+或單偏光符號-”進行編號。圖像集所含照片數量共計380張,分辨率為2048×2048像素。
                    1.2 ? 顯微數據處理方法
                    本次顯微鏡下觀察是在中國地質大學(武漢)生物地質與環境地質國家重點實驗室和地球科學學院的顯微分析平臺完成,使用儀器為偏光顯微鏡蔡司AXIO Image A1m,測試條件為溫度25℃、濕度50%。數據集中灰巖樣品共計95個,圖像380張。依據灰巖的顯微結構進行分類。
                    我們采用Dumham灰巖分類方案(圖3)[2,15],即根據灰巖的成因屬性(原地/異地)、碎屑顆粒大小和支撐類型對灰巖進行命名。根據這一標準,對所獲得的灰巖顯微圖像進行分類描述,共識別出泥晶灰巖、粒泥灰巖和泥?;規r3種類型。


                    圖3 ? 灰巖分類命名標準
                    2 ? 數據樣品描述
                    本數據集側重巖石顯微信息,下面分別列舉代表性樣品簡要闡述3類灰巖的顯微結構特征。
                    2.1 ? 巖石類型
                    2.1.1 ? 泥晶灰巖
                    泥晶灰巖主要分布于文灣、磨街剖面下部和白坡河剖面中部,部分樣品由于晚期成巖作用已經重結晶為細晶灰巖,如BPH-7和BPH-18等?,F對保存較好樣品WW18T-14進行描述。
                    樣品WW18T-14(圖4A、B)采自于文灣剖面太原組下部的第二段灰巖中部(約4.7 m處)。顆粒含量少于5%,分選中等,基質支撐,基質為灰泥。顆粒以少量生物碎屑和巖屑為主,可能由生物擾動作用帶入。生物碎屑包括:?類(fu),粒徑為0.3–0.8 mm,保存較好;雙殼(bi),殼體長度約0.8 mm,殼體被亮晶方解石充填;巖屑(l),粒徑為0.4–0.6 mm,呈長柱狀或橢圓形,顆粒邊緣局部因晚期成巖作用發生溶蝕。定名泥晶灰巖。


                    圖4 ? 南華北石炭-二疊紀太原組典型灰巖顯微圖像
                    A、B太原組泥晶灰巖(WW18T-4m2-, WW18T-4m2+),可見?類(fu)、雙殼(bi)和巖屑(l)等顆粒,文灣剖面;C、D太原組粒泥灰巖(MJ19T-19m1-, MJ19T-19m1+),含?類、雙殼類、鈣藻類(c)、棘皮類(cr)、介形蟲(o)和似球粒(p),磨街剖面;E、F(MJ19T-11m1-, MJ19T-11m1+)太原組泥?;規r,包含海百合莖(cr)、?類、介形蟲和巖屑,磨街剖面。A、C、E為單偏光視域;B、D、F為正交偏光視域。
                    2.1.2 ? 粒泥灰巖
                    粒泥灰巖廣泛分布于文灣、磨街剖面和白坡河剖面,現對樣品MJ19T-19進行描述。
                    樣品MJ19T-19(圖4C、D)采自于磨街剖面太原組下部的第二段灰巖頂部(約6.5 m處)。顆粒含量約為20%,分選差,基質支撐,基質為灰泥。顆粒以生物碎屑和似球粒為主。生物碎屑包括?類(fu),粒徑為0.2–0.4 mm,保存較好;雙殼類(bi),殼體長度為0.3–1.6 mm,殼體被亮晶方解石充填,具明顯的晶粒結構;鈣藻類(c),粒徑為0.5 mm,呈長柱狀,孢子孔被灰泥充填;棘皮類(cr),粒徑為0.5–0.7 mm,呈單晶結構;介形蟲(o),粒徑約為0.3–0.4 mm,殼體內部被亮晶充填,正交鏡下呈波狀消光。似球粒(p)粒徑在0.1–0.35 mm之間,形狀各異。定名為含生物碎屑粒泥灰巖。
                    2.1.3 ? 泥?;規r
                    泥?;規r廣泛分布于文灣、磨街剖面和白坡河剖面,現對樣品MJ19T-11進行描述。
                    樣品MJ19T-11(圖4E、F)采自于磨街剖面太原組下部的第二段灰巖底部(約3.7 m處)。顆粒含量約為50%,分選差,顆粒支撐,填隙物為灰泥,顆粒主要為生物碎屑和巖屑。生物碎屑以棘皮類海百合莖(cr)為主,占顆??偤康?90 %,粒徑為0.2–1.2 mm,呈橢圓形或長柱狀,單晶消光,中部的孔徑被灰泥充填,部分顆粒由于發生壓溶作用其邊緣呈現鋸齒狀。其他的生物碎屑還包括:?類(fu)粒徑約為 0.4–0.5 mm,保存較差;介形蟲(o),粒徑為 0.6–0.8 mm,其腔室為泥晶機質充填。巖屑(l)粒徑為0.5–1.2 mm,泥晶結構,形狀不規則。定名為生物碎屑泥?;規r。
                    2.2 ? 顆粒類型及特征
                    碳酸鹽巖的顆粒類型及特征是巖石顯微觀察和劃分微相的重要依據。研究剖面太原組灰巖中見內源顆粒和外源顆粒。其中內源顆粒主要包括生物碎屑和內碎屑;外源顆粒主要包括陸源石英碎屑。
                    2.2.1 ? 生物碎屑
                    研究樣品中可見有孔蟲、棘皮類、腕足、雙殼、鈣藻、介形蟲等多種生物碎屑顆粒。有孔蟲類化石在晚古生代較為常見,現以樣品WW18T-6和WW8T-14(圖5A、B)為例進行特征描述。?類有孔蟲粒徑為1.2 mm,房室多被亮晶方解石充填,旋臂較厚,由致密層和蜂巢層組成,隔壁褶皺強烈,不規則;小有孔蟲,粒徑為0.6 mm,殼壁較厚,房室為亮晶充填。


                    圖5 ? 南華北石炭-二疊太原組典型灰巖顆粒顯微圖像
                    A、B有孔蟲顆粒,A為?類有孔蟲,B為非?類有孔蟲;C棘皮類顆粒;D腕足類顆粒,E雙殼顆粒;F介形蟲;G鈣藻顆粒;H、I為巖屑顆粒;A–H為單偏光視域,I為正交偏光視域。
                    研究區棘皮類化石以海百合莖碎片為主,化石原始成分為高鎂方解石,后期全部轉化為低鎂方解石。薄片中多呈現為破碎的磨蝕程度不同的骨板?,F以樣品MJ19T-2(圖5C)為例進行描述。海百合莖顆粒為其斜切面,粒徑為0.6 mm,呈不規則長柱狀,單晶結構,邊緣由于壓溶作用呈鋸齒狀絞合構造。
                    研究區腕足類化石廣泛分布,現以樣品MJ19T-24(圖5D)為例進行描述。殼體原生礦物成分為低鎂方解石,殼長2.4 mm,殼體呈平行片狀結構,不同殼層顯示出差異性成巖改造。
                    研究區雙殼類化石分布廣泛,現以樣品WW8T-54(圖5E)進行描述。雙殼殼體原生礦物成分為文石或高鎂方解石,薄片中的殼已轉變為低鎂方解石,呈次生晶粒結構,但仍可分辨出特征性棱柱狀構造。殼長為0.5 mm。
                    介形蟲主要分布于磨街、文灣剖面,現以樣品WW18T-1(圖5F)為例進行描述。殼體為鈣質幾丁質,呈現褐深棕色。殼長0.4 mm,單層殼,玻纖結構,殼內空腔充填亮晶。
                    鈣藻主要分布于磨街、文灣剖面下部的粒泥灰巖中,現以樣品MJ19T-19(圖5G)為例進行描述。鈣藻的橫切面為長柱狀,藻體因成巖作用改造呈晶粒結構,推測其原生礦物為文石或高鎂方解石。孢子孔內被泥晶機質充填。
                    2.2.2 ? 非生物碎屑顆粒
                    研究區非生物碎屑顆粒主要見于磨街剖面和文灣剖面的泥晶灰巖中,按顆粒的來源可分成兩類。第一類為內碎屑(圖5H),主要包括灰巖巖屑,其粒徑約為0.5–1.2 mm,常呈扁長的角礫狀、橢圓狀、圓狀或透鏡狀,邊緣可見淡紅褐色的氧化暈,分選性較好且定向排列,被灰褐色的碳酸鈣膠結,其所含生物碎屑極少。第二類為外碎屑(圖5I),主要為陸源石英顆粒,石英粒徑約為0.01–0.5 mm,呈橢圓形或角礫狀,磨圓較差。
                    2.3 ? 碳酸鹽巖顯微圖像數據庫信息表
                    整個薄片照片數據集由95個巖石薄片和與之相對應的380張偏光顯微照片組成。每一件巖石薄片都包含單偏光顯微照片和正交光顯微照片各一張,且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。
                    薄片鑒定報告由1個碳酸鹽巖鑒定表格組成,鑒定表格內主要包含了以上所述的3條實測剖面中的泥晶灰巖、粒泥灰巖和泥?;規r巖石薄片的基本信息。數據描述包括巖石名稱、碳酸鹽巖顆粒類型、結構、構造、成巖作用等方面。表2是數據集包含巖石類型及其巖性信息匯總表。
                    表2 ? 灰巖類型及數量
                    巖類巖石類型數量
                    灰巖泥?;規r11
                    粒泥灰巖64
                    泥晶灰巖20
                    3 ? 數據質量和評估
                    本數據集的巖石樣品均采自于華北南緣豫西、豫中地區,基于詳細的野外剖面實測,選擇合適的灰巖樣品制作巖石薄片,保證了樣品來源的可靠性。巖石薄片按照國家與國際標準進行制作,薄片的厚度約為0.03 mm,符合顯微觀察和拍照的要求。
                    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,分辨率根據不同的粒徑大小有所區別,分辨率范圍為2048×2048像素,圖片統一保存為jpg格式,故顯微照片的質量與清晰度是可靠的。同時,作者均參與了巖石薄片和顯微照片的觀察和討論,對巖石特征從不同角度進行了描述和總結,降低了對巖石分類和顯微照片描述的主觀偏差。
                    4 ? 數據價值
                    本數據集將有助于展示晚古生代冰期發育時中緯地區不同沉積相帶的顯微沉積特征,并為晚石炭世–早二疊世沉積環境記錄及演化提供沉積學證據。本圖像集基于準確的野外采樣和客觀的顯微觀察,可與其他相關的巖石顯微圖像集配合使用,為沉積巖石學研究提供對比分析的重要依據,并可作為地質學、油氣資源類等教學的基礎素材,為碳酸鹽微相的人工智能識別研究提供參考材料。
                    致 謝
                    感謝《巖石顯微圖像專題》特邀編委胡修棉教授和侯明才教授的邀請。感謝孟琦同學在顯微照相和薄片鑒定過程中提供的幫助。
                    [1]
                    FLüGEL E. Microfacies of carbonate rocks[M/OL]// Basin analysis: recognizing depositional settings. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004: 725-802. https://doi.org/10.1007/978-3-662-08726-8.
                    [2]
                    DUNHAM R J. Classification of Carbonate rocks according to depositional texture [J]. AAPG Memoir, 1962, 1: 108-121.
                    [3]
                    FOLK R L. Practical petrographic classification of limestones[J]. AAPG Bulletin, 1959, 43(1): 1-38.
                    [4]
                    FOLK R L. Spectral subdivision of limestone types[J]. AAPG Bulletin, 1962, 1: 33-61.
                    [5]
                    MALIVA, ROBERT G, DICKSON J A D. Microfacies and diagenetic controls of porosity in Cretaceous/Tertiary chalks, Eldfisk field, Norwegian North Sea[J]. AAPG bulletin, 1992, 76(11): 1825-1838.
                    [6]
                    EMBRY A F, KLOVAN J E. A late Devonian reef tract on northeastern Banks Island, NWT[J]. Bulletin of Canadian petroleum geology, 1971,19(4): 730-781.
                    [7]
                    WILSON, JAMES L. Carbonate facies in geologic history[M]. Springer Science & Business Media, 2012.
                    [8]
                    TUCKER M E,WRIGHT V P. Carbonate sedimentology[M]. Blackwell Scientific, 1990: 1-408.
                    [9]
                    WRIGHT VP. A revised classification of limestones[J]. Sedimentary geology, 1992, 76(3-4): 177-185.
                    [10]
                    BRAND U, VEIZER J. Chemical diagenesis of a multicomponent carbonate system; 1, Trace elements[J]. Journal of Sedimentary Research, 1980, 50(4): 1219-1236.
                    [11]
                    BRAND U, VEIZER J. Chemical diagenesis of a multicomponent carbonate system; 2, Stable isotopes[J]. Journal of Sedimentary Research, 1981, 51(3): 987-997.
                    [12]
                    POPP B N, ANDERSON T F, SANDBERG P A. Brachiopods as indicators of original isotopic compositions in some Paleozoic limestones[J]. Geological Society of America Bulletin, 1986, 97(10): 1262-1269.
                    [13]
                    宋慧波, 張璐, 牛永斌,等. 焦作地區下二疊統太原組中碳酸鹽巖微相類型及沉積環境[J]. 河南理工大學學報(自然科學版), 2012(03): 48-55.
                    [14]
                    汪曾蔭, 尚冠雄. 河南禹縣大風口石炭,二疊紀含?地層初步研究[J]. 地層學雜志, 1989, 013(004): 290-295.
                    [15]
                    胡修棉, 賴文, 許藝煒, 等. 沉積巖顯微數字圖像數據的獲取與信息收集標準[J/OL]. 中國科學數據, 2020. (2020-03-02). DOI: 10.11922/csdata.2020.0008.zh.
                    數據引用格式
                    馬睿, 劉超, 楊江海, 等. 南華北石炭–二疊紀太原組灰巖顯微圖像數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-07-14). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00045.
                    稿件與作者信息
                    論文引用格式
                    馬睿, 劉超, 楊江海, 等. 南華北石炭–二疊紀太原組灰巖顯微圖像數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2020, 5(3). (2020-08-28). DOI: 10.11922/csdata.2020.0052.zh.
                    馬睿
                    Ma rui
                    主要承擔工作:野外剖面實測與采樣、薄片拍照鑒定、數據整理、論文撰寫。
                    (1996—),男,山西省人,碩士研究生,研究方向為沉積學。
                    劉超
                    Liu chao
                    主要承擔工作:野外剖面踏勘、指導薄片拍照鑒定、論文撰寫。
                    liuchao661030@126.com
                    (1989—)男,山東省人,副研究員,研究方向為碳酸鹽沉積地質學。
                    楊江海
                    Yang Jianghai
                    主要承擔工作:野外計劃設計、數據集設計、論文撰寫。
                    (1984—),男,河北省人,博士,副教授,研究方向為沉積學。
                    王圓
                    Wang yuan
                    主要承擔工作:野外剖面實測與采樣和數據整理。
                    (1993—),女,安徽省人,博士研究生,研究方向為古生物學。
                    劉佳
                    Liu jia
                    主要承擔工作:野外剖面實測與采樣和數據整理。
                    (1995—),男,湖南省人,碩士研究生,研究方向為沉積學。
                    出版歷史
                    I區發布時間:2020年7月14日 ( 版本ZH2
                    II區出版時間:2020年9月18日 ( 版本ZH3
                    翻譯版出版時間:2020年9月18日 ( 版本ZH1
                    參考文獻列表中查看
                    中國科學數據
                    csdata