魯西九龍山剖面寒武系苗嶺統(tǒng)-芙蓉統(tǒng)之交碳酸鹽巖顯微圖像數(shù)據(jù)集

辛浩，陳吉濤

1.中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所及生物演化與環(huán)境卓越創(chuàng)新中心，現(xiàn)代古生物學和地層學國家重點實驗室，南京 210008

2.中國科學院大學，北京 100049

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)庫（集）名稱 魯西九龍山剖面寒武系苗嶺統(tǒng)-芙蓉統(tǒng)之交碳酸鹽巖顯微圖像數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)作者 辛浩、陳吉濤數(shù)據(jù)通信作者 陳吉濤（jtchen@nigpas.ac.cn）數(shù)據(jù)時間范圍 巖石樣品采集、剖面柱狀圖描述、野外巖相和剖面露頭照片拍攝于2006-2011年；巖石薄片顯微照片系統(tǒng)拍攝于2020年。地理區(qū)域 山東省濟南市九龍山剖面（36°4'58.46"N，117°44'42.20"E）偏光顯微鏡分辨率 1388×1040像素數(shù)據(jù)量 380 MB數(shù)據(jù)格式 *.jpg，*.xls數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址 https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00095基金項目 自然科學基金委青年項目（41302077）；中科院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）（XDB26000000）。數(shù)據(jù)庫（集）組成數(shù)據(jù)集由三部分數(shù)據(jù)組成，剖面柱狀圖，顯微照片與薄片信息表。其一為剖面柱狀圖，包括26張圖片，數(shù)據(jù)量43.9 MB；其二為顯微照片，包括104個巖石薄片的825張顯微照片，數(shù)據(jù)量為346 MB；其三是薄片信息表，數(shù)據(jù)量為15.9 KB。

引 言

寒武紀時期，華北地臺總體屬于二級海侵背景，以陸表海淺水相沉積為主[1]。構(gòu)造單元穩(wěn)定，被廣泛分布的碳酸鹽巖臺地沉積所主導[2]。寒武紀苗嶺世-芙蓉世之交經(jīng)歷了一系列的地質(zhì)事件[3]，包括碳同位素、硫同位素正向漂移；全球海平面下降；三葉蟲種群更替、生物多樣化發(fā)展；微生物-后生動物演化過渡[4]等。通過對魯西地區(qū)苗嶺統(tǒng)-芙蓉統(tǒng)之交的碳酸鹽巖描述與分析，為深入了解華北地臺碳酸鹽巖沉積序列和沉積過程，提供了系統(tǒng)的沉積學數(shù)據(jù)。

位于華北地臺東部的魯西地區(qū)寒武系發(fā)育廣泛，保存完整。研究區(qū)所在的九龍山剖面位于濟南鋼城區(qū)（圖1），該剖面地層出露連續(xù)，主要為崮山階至鳳山階地層（圖2）。20世紀80年代張文堂等在此開展了詳細的工作，而后眾多學者陸續(xù)對該區(qū)域進行了巖石地層、層序地層、生物地層等多項研究[5-9]。

圖1 九龍山剖面地理位置圖

但該地區(qū)基礎(chǔ)研究資料與圖像數(shù)據(jù)還不夠完善，開放共享程度較低，導致不必要的重復性工作?；谝陨蠁栴}，本文對九龍山剖面的野外資料、室內(nèi)圖件進行整理匯總，并形成碳酸鹽巖顯微圖像數(shù)據(jù)集，以便更好地應用于科研、教學、科普等工作。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

針對科學問題，通過文獻調(diào)研與野外踏勘，本文選取了九龍山剖面為研究對象。在實測剖面過程中，采用1∶50大比例尺對地層真厚度與沉積特征進行詳細的描繪與記錄，根據(jù)巖性變化、構(gòu)造現(xiàn)象進行拍照和采樣，并將代表性的樣品磨制成薄片進行顯微觀察與分析。

顯微觀察在中國科學院南京地質(zhì)與古生物研究所顯微鏡實驗室完成，使用的顯微鏡及成像系統(tǒng)為蔡司Zeiss Imager A2。顯微圖像信息收集與沉積巖薄片定名均依據(jù)《巖石顯微圖像專題》確定的標準[10]。

本文碳酸鹽巖的命名規(guī)則，采用Embry和Klovan[11]在Dunham[12]的基礎(chǔ)之上所進行修訂后的推薦方案（圖3），根據(jù)巖石樣品中的沉積組構(gòu)、原始組分、支撐方式、顆粒含量等進行命名。在濟南九龍山剖面中識別出泥晶灰?guī)r、粒泥灰?guī)r、泥?；?guī)r、顆?；?guī)r、漂浮巖、灰礫巖等多種碳酸鹽巖。此外，該剖面中還發(fā)育壯觀的微生物巖[13]，顯微可見豐富的鈣化微生物殘余物，故將該類碳酸鹽巖單獨列出。

圖2 九龍山剖面崮山組頂部與炒米店組露頭野外照片與柱狀圖

圖3 Embry和Klovan在Dunham的基礎(chǔ)之上修訂后的碳酸鹽巖分類方案

2 數(shù)據(jù)樣本描述

本數(shù)據(jù)集由三部分組成，分別是剖面柱狀圖，顯微照片，薄片鑒定信息表。

2.1 剖面柱狀圖

剖面柱狀圖數(shù)據(jù)子集中所有圖片均為JPG格式，總厚度約為260 m，以1∶50的大比例尺詳細展示了九龍山剖面的巖石組合、構(gòu)造特征、地層厚度等信息（圖4）。

圖4 華北地臺東部九龍山剖面地層柱狀圖

2.2 顯微照片

顯微照片數(shù)據(jù)子集由104個巖石薄片的825張偏光顯微照片組成（圖5），格式為JPG，顯微照片按“薄片編號”+“m”+“攝像視域的數(shù)字序號”+“單偏光符號-”進行命名。比例尺選取1倍、5倍、10倍等不同尺度，并在右下角放置白色線段比例尺，單位為μm（5倍線段比例尺由于設(shè)備原因未能自動添加，比例尺在數(shù)據(jù)子集中單獨展示）。

圖5 九龍山剖面碳酸鹽巖顯微圖像示例

2.3 薄片鑒定信息表

薄片鑒定信息表由1個碳酸鹽巖鑒定表格組成，鑒定表格內(nèi)主要包含九龍山剖面中的泥晶灰?guī)r、粒泥灰?guī)r、泥粒灰?guī)r、顆?；?guī)r、漂浮巖、灰礫巖以及微生物巖等巖石薄片的基本信息。數(shù)據(jù)描述包括：薄片編號、巖石名稱、顆粒類型、圖像編號以及地理位置、地層位置等信息。

本次進行鑒定和顯微拍照的巖石薄片共104片（表1，圖6）。其中泥晶灰?guī)r20片，基質(zhì)主要為粘土和（或）粉晶；粒泥灰?guī)r13片，顆粒類型主要為方解石晶粒、球粒、內(nèi)碎屑等；泥?；?guī)r8片，顆粒類型主要為生屑、方解石晶粒、內(nèi)碎屑等；顆?；?guī)r19片，顆粒類型主要為鮞粒、生屑、方解石晶粒等；灰礫巖22片，漂浮巖8片，二者均含有較大粒徑的內(nèi)碎屑顆粒；微生物巖14片，主要由微生物團塊所構(gòu)成，顯微可見鈣化微生物。

表1 數(shù)據(jù)集包含巖石類型及薄片數(shù)量

圖6 九龍山剖面巖石薄片分類統(tǒng)計圖

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集樣品均采自于魯西地區(qū)濟南九龍山剖面，選擇代表性、保存完整的碳酸鹽巖樣品進行送樣。按照國家與國際標準進行制作顯微薄片，厚度為0.03 mm。

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(tǒng)照片顏色盡量保持一致，分辨率根據(jù)不同的粒徑大小有所區(qū)別，故顯微照片的質(zhì)量與清晰度是可靠的。此外，為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量與準確性，在薄片鑒定與描述過程中，作者進行了多次檢查與核實，并與同行學者進行討論。

4 數(shù)據(jù)價值

本數(shù)據(jù)集來自于作者對魯西地區(qū)九龍山剖面的研究工作，包括剖面柱狀圖、顯微照片、薄片鑒定信息表等，對巖石樣品的采集位置、野外宏觀特征、組分結(jié)構(gòu)等顯微特征進行了系統(tǒng)描述與展示，為深入了解華北地臺碳酸鹽巖沉積序列和沉積過程，提供了系統(tǒng)的沉積學研究基礎(chǔ)。同時，本數(shù)據(jù)集也可用于基礎(chǔ)地質(zhì)學的教學與研究中，還可以為油氣勘探、人工智能、科學普及等相關(guān)工作提供基礎(chǔ)素材。

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，在使用時應注意以下幾點：

（1）數(shù)據(jù)集中所有出現(xiàn)的薄片，都集中統(tǒng)一保存在中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所陳吉濤研究員課題組。如果以上數(shù)據(jù)集中提供的顯微照片不能滿足進一步的研究需要，可以聯(lián)系本文作者申請進一步使用這些薄片。

（3）如果單純使用圖像集，可以直接從數(shù)據(jù)庫下載使用；但是，若需要進一步解決地學相關(guān)的科學問題，需結(jié)合數(shù)據(jù)信息表中提供的地理位置，以及巖石形成所處的地質(zhì)時代與構(gòu)造背景來展開分析。