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(shù)據(jù)集

張世杰，胡修棉

1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇無錫 214126

2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210023

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)作者 張世杰、胡修棉數(shù)據(jù)通信作者 胡修棉（huxm@nju.edu.cn）數(shù)據(jù)時(shí)間范圍巖石樣品采集地層的時(shí)代為：晚白堊世-始新世（～100-34 Ma）；巖石樣品采集的時(shí)間為2015-2016年；巖石薄片偏光顯微照片拍攝于2019年。采樣地點(diǎn)在行政區(qū)劃上，位于中國新疆維吾爾自治區(qū)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?cái)?shù)據(jù)量 2.06 GB數(shù)據(jù)格式 *.zip，*.jpg，*.xls，*.pdf

數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址 https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.00035基金項(xiàng)目 國家杰出青年基金項(xiàng)目（41525007）數(shù)據(jù)庫（集）組成數(shù)據(jù)集共包括5個(gè)數(shù)據(jù)文件，它們分別為：薄片照片.zip、區(qū)域地質(zhì)圖.pdf、剖面野外照片.pdf、地層柱狀圖.pdf和薄片鑒定報(bào)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(shù)據(jù)量2.06 GB；(2) 區(qū)域地質(zhì)圖.pdf展示了6個(gè)剖面測量區(qū)域的地質(zhì)簡圖，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shí)代及樣品在地層柱狀圖中的位置，數(shù)據(jù)量557 KB；(5) 薄片鑒定報(bào)告.xls是巖石薄片的鑒定數(shù)據(jù)表，包括682張薄片的鑒定信息，數(shù)據(jù)量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[1-4]。在此期間，塔里木海經(jīng)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(jì)-古近紀(jì)塔里木盆地西部的古地理演化和青藏高原北緣的構(gòu)造演化，對研究中亞的干旱化過程具有重要的意義[3-5]。在晚白堊世-始新世的碳酸鹽巖中，生物碎屑顆?；?guī)r和鮞粒顆?；?guī)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(gòu)造帶，這些巖相層中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(guān)注，長期以來進(jìn)行了大量的研究。20世紀(jì)70至80年代，區(qū)域的巖石學(xué)、地層學(xué)和古生物學(xué)研究已經(jīng)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(chǔ)地質(zhì)研究廣泛地開展，古生物學(xué)、沉積學(xué)和地球化學(xué)等相關(guān)的研究成果開始大量涌現(xiàn)[8]。21世紀(jì)以來，隨著中國東部沙塵暴的肆虐，人們對居住環(huán)境改善的需求加強(qiáng)，作為中國乃至整個(gè)地球風(fēng)塵系統(tǒng)重要源區(qū)的中亞干旱帶再次受到關(guān)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(shù)對這些碳酸鹽巖沉積進(jìn)行的研究再次繁榮起來。

雖然已經(jīng)存在長時(shí)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(chǔ)巖石學(xué)資料及相關(guān)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(jì)海相沉積特征及沉積環(huán)境》一書中附錄了部分黑白照片，且標(biāo)注了取樣剖面與層位，但缺乏精確的地理坐標(biāo)[3]。其他涉及巖石學(xué)的研究中，僅僅展示出了與論文表述相關(guān)的典型薄片照片，或展示了測量剖面的名稱與采樣層位[4，6，9-11]。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(fā)表數(shù)據(jù)非常少的一部分，使得數(shù)據(jù)利用效率非常低。巖石學(xué)的研究是區(qū)域研究的基礎(chǔ)，這也導(dǎo)致其他相關(guān)研究中也需要重復(fù)這部分的工作，因此區(qū)域上和剖面上的重復(fù)研究也很普遍，這對數(shù)據(jù)利用來說是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)。

基于上述現(xiàn)狀與存在問題，筆者對塔里木盆地西部6條經(jīng)典晚白堊世-始新世地質(zhì)剖面（圖2）實(shí)測取樣的682個(gè)巖石薄片進(jìn)行了偏光顯微鏡拍照，詳細(xì)記錄了樣品的采集位置、地層時(shí)代、巖石名稱等，并對這些巖石薄片進(jìn)行了鑒定描述。本顯微照片數(shù)據(jù)集可用于塔里木盆地西部的基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)研究、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)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(yīng)用于科研、教學(xué)與科普等，也可以作為單獨(dú)的巖石圖片集供后續(xù)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(shù)據(jù)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(jìn)行調(diào)研，選擇出露層位齊全，巖石露頭新鮮，并在區(qū)域上具有代表性的剖面。在野外剖面實(shí)測過程中，對出露地層以真厚度進(jìn)行逐米的記錄。根據(jù)地層的單層厚度、巖性變化程度和沉積現(xiàn)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(zhì)服務(wù)有限公司依據(jù)巖石薄片標(biāo)準(zhǔn)制作流程進(jìn)行制作。

薄片拍照和信息采集方法統(tǒng)一按本次《巖石顯微圖像專題》的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[12]，主要目的為系統(tǒng)采集巖石顯微圖像，并同時(shí)記錄與薄片有關(guān)的地質(zhì)信息。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

2.1 樣例展示

本數(shù)據(jù)集由5部分組成，分別為區(qū)域地質(zhì)圖、野外照片、地層柱狀圖、薄片照片數(shù)據(jù)集和薄片鑒定報(bào)告。

區(qū)域地質(zhì)圖展示了本數(shù)據(jù)集巖石薄片采集處的區(qū)域位置、地質(zhì)背景和剖面坐標(biāo)（如圖3示例）。采集巖石薄片的6條地質(zhì)剖面分別為西昆侖山北緣的阿克奇剖面、標(biāo)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(qū)劃上位于新疆維吾爾自治區(qū)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(diǎn)坐標(biāo)見表1。

圖3 塔里木盆地西部托云都克剖面區(qū)域地質(zhì)圖

表1 新疆塔里木盆地西部測量剖面的起始坐標(biāo)位置表

剖面野外照片展示了測量剖面的野外遠(yuǎn)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(shí)代、采樣間距和樣品在剖面地層中的位置（如圖5實(shí)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(shù)據(jù)集由682個(gè)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(bào)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(shù)字代表物鏡的放大倍數(shù)。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

薄片鑒定報(bào)告由6個(gè)碳酸鹽巖鑒定表格和1個(gè)砂巖鑒定表格組成。6個(gè)碳酸鹽巖鑒定表格內(nèi)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(fā)巖的鑒定內(nèi)容。1個(gè)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(biāo)準(zhǔn)和薄片鑒定內(nèi)容在《沉積巖顯微圖像數(shù)據(jù)集的采集與信息收集標(biāo)準(zhǔn)》[12]中已經(jīng)有詳述，在此不再贅述。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

本次進(jìn)行鑒定和拍照的682個(gè)巖石薄片中，灰?guī)r薄片有436片（圖7）。其中6片為結(jié)晶灰?guī)r，其沉積時(shí)期的結(jié)構(gòu)構(gòu)造均已被成巖作用所改造，僅能對其重結(jié)晶的晶粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述。剩下的 430片皆為正常的灰?guī)r薄片，本次鑒定對其顆粒類型、生物種類、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、填隙物類型、顆粒支撐方式等重要的沉積學(xué)信息都進(jìn)行了描述。在這430片灰?guī)r薄片中，有泥晶灰?guī)r150片，粒泥灰?guī)r113片，泥?；?guī)r111片，顆?；?guī)r56片。

本次進(jìn)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(xì)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(jìn)行更詳細(xì)的鑒定，它們?nèi)耘f被保留在了灰?guī)r的鑒定表格中，并根據(jù)灰?guī)r表格中的補(bǔ)充描述信息，對其可以觀察到的顆粒類型、含量、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等信息進(jìn)行了描述。而54片砂巖薄片，除了在灰?guī)r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(xué)名稱、顆粒含量、顆粒類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、膠結(jié)物等鑒定信息需要使用專門的砂巖鑒定表進(jìn)行詳細(xì)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(fā)巖11片（石膏巖10片，砂質(zhì)石膏巖1片），凝灰?guī)r1片。由于混積巖中的灰質(zhì)部分非常適合按照碳酸鹽巖顆粒和膠結(jié)物的描述方法進(jìn)行詳細(xì)記錄，且其中的碎屑巖部分也可以在補(bǔ)充描述的信息欄中進(jìn)行記錄，所以它們都被放置在灰?guī)r鑒定表中。白云巖和蒸發(fā)巖數(shù)目較少，其沉積時(shí)期的結(jié)構(gòu)構(gòu)造都可以按照灰?guī)r的表頭設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)描述；而重結(jié)晶的部分，也可以依據(jù)重結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，所以它們都被放置在灰?guī)r鑒定表中。在這91片混積巖薄片中，有砂質(zhì)微晶灰?guī)r57片，微晶砂巖14片，泥質(zhì)微晶灰?guī)r9片，異化顆粒砂巖6片，砂質(zhì)異化顆?；?guī)r2片，微晶泥巖2片，泥質(zhì)異化顆粒灰?guī)r1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(tǒng)計(jì)圖

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

雖然本數(shù)據(jù)集提供了剖面測量點(diǎn)的坐標(biāo)，但是由于巖石薄片取樣密度大，所以單個(gè)巖石薄片樣品的具體坐標(biāo)位置并沒有記錄，僅記錄了剖面的起點(diǎn)坐標(biāo)。但是本數(shù)據(jù)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(jié)合野外地層單元之間的明顯差異、地層厚度和重要標(biāo)志層，將取樣點(diǎn)的位置約束在10 m以內(nèi)。

巖石薄片的制作方法目前已經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)。

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(tǒng)照片顏色盡量保持一致。顯微照片的分辨率統(tǒng)一采用拍照系統(tǒng)的最高值，分辨率為4908×3264像素，圖片統(tǒng)一保存為jpg格式，從而保證顯微照片的質(zhì)量與清晰度。

薄片鑒定報(bào)告由南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院許藝煒博士生進(jìn)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(huán)境研究。經(jīng)過檢查核對后的鑒定結(jié)果基本保證了可靠性。

4 數(shù)據(jù)價(jià)值

本數(shù)據(jù)集以包含必要的可重復(fù)觀測的準(zhǔn)確信息為前提，將塔里木盆地西部6條剖面上連續(xù)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(bào)告等完全公開發(fā)布。在鑒定報(bào)告中，對薄片采集的地理位置、地層時(shí)代，偏光鏡下碳酸鹽巖的組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等都進(jìn)行了系統(tǒng)描述。因此本數(shù)據(jù)集可廣泛用于塔里木盆地西部的基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)研究、礦產(chǎn)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(yīng)用于科研、教學(xué)與科普等。

5 數(shù)據(jù)使用方法和建議

本數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)形式簡單，在使用時(shí)需注意：

（1）雖然本數(shù)據(jù)集盡量詳細(xì)地提供了剖面坐標(biāo)，區(qū)域地質(zhì)概況與剖面測量處的野外照片，但是在使用這些數(shù)據(jù)前進(jìn)行野外踏勘對照核實(shí)，仍然是必要的。

（2）數(shù)據(jù)集中所有出現(xiàn)的薄片，都保存在南京大學(xué)胡修棉課題組。如果以上數(shù)據(jù)集中提供的顯微照片不能滿足進(jìn)一步的研究需要，可以聯(lián)系本文作者申請進(jìn)一步使用薄片。

（3）基于本數(shù)據(jù)集碳酸鹽巖薄片鑒定結(jié)果的碳酸鹽巖沉積微相解釋已經(jīng)于 2018年發(fā)表[4]。本數(shù)據(jù)集中的碎屑巖和混積巖薄片鑒定結(jié)果、砂巖碎屑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及部分巖石樣品的碎屑鋯石數(shù)據(jù)也已經(jīng)于2019年發(fā)表[13]，有進(jìn)一步研究需要可以查閱這些文獻(xiàn)。