上揚子西北緣震旦系燈影組碳酸鹽巖顯微圖像數(shù)據(jù)集

齊哲，侯明才*，徐勝林，何亮，湯智江，張明軒

1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室（成都理工大學(xué)），成都 610059

2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都 610059

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)庫（集）名稱 上揚子西北緣震旦系燈影組碳酸鹽巖顯微圖像數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)作者 齊哲，侯明才，徐勝林，何亮，湯智江，張明軒數(shù)據(jù)通信作者 侯明才（houmc@cdut.edu.cn）數(shù)據(jù)時間范圍 巖石樣品采集地層時代為震旦紀(jì)燈影期（約551-541Ma）；巖石樣品采集時間為2019年1-2月；巖石薄片偏光顯微照片拍攝于2019年7月。地理區(qū)域 樣品所在剖面，在行政區(qū)劃分上，屬于四川省德陽市綿竹市清平鎮(zhèn)及陜西省漢中市鎮(zhèn)巴縣；在地貌上分屬于龍門山以及米倉山構(gòu)造帶。偏光顯微鏡分辨率 2560×1920像素數(shù)據(jù)量 6.75 GB數(shù)據(jù)格式 *.jpg，*.xls，*.png數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址 http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00105基金項目 國家科技重大專項（2017ZX05008005009）數(shù)據(jù)庫（集）組成數(shù)據(jù)集由5部分?jǐn)?shù)據(jù)組成，它們分別為：（1）巖石顯微照片（*.jpg，*.png）是119個巖石薄片的偏光顯微照片圖片集，數(shù)據(jù)量4.97 GB；（2）野外露頭照片（*.jpg，*.pptx）是剖面宏觀特征及典型沉積構(gòu)造圖片集，數(shù)據(jù)量1.75 GB；（3）剖面巖性柱狀圖（*.jpg）展示了地層時代、分層地層厚

數(shù)據(jù)庫（集）組成度、巖性變化及采樣位置，數(shù)據(jù)量24.4 MB；（4）剖面地質(zhì)記錄表（*.xls）詳細記錄了分層情況、地層產(chǎn)狀、野外描述、鏡下描述等信息，數(shù)據(jù)量100 KB；（5）薄片信息鑒定表（*.xls）詳細記錄了不同結(jié)構(gòu)類型的碳酸鹽巖的具體特征，數(shù)據(jù)量36.0 KB。

引 言

新元古時期，全球板塊構(gòu)造處于Rodinia超級大陸裂解階段。至震旦紀(jì)末期時，華南板塊漂移至北緯25°附近，位于岡瓦納大陸西側(cè)，是一個相對獨立的陸塊（圖1A）[1]。在震旦紀(jì)，上揚子地臺西北緣位于當(dāng)時華南板塊的邊緣，其西北面向廣闊的古特提斯洋，背靠上揚子臺地，是一個陸緣海的環(huán)境，對海平面變化的響應(yīng)有高度的敏感性（圖1）[2]。作為南華紀(jì)冰期之后，在上揚子板塊上沉積的首套大規(guī)模碳酸鹽巖地層，燈影組記錄了新元古代末期環(huán)境與生命的協(xié)同演化。前人對其做了大量研究，包括發(fā)現(xiàn)了最早的骨骼動物化石Cloudina[3]以及后生動物的胚胎化石[4]，有學(xué)者認(rèn)為揚子北緣的淺海在燈影期的古環(huán)境處于氧化[5]、溫暖[6-7]的環(huán)境條件下，并認(rèn)為該時期深海氧化與早寒武世骨骼動物的大爆發(fā)存在因果關(guān)系[8]。同時該層位在四川盆地油氣勘探中展現(xiàn)出了良好的油氣儲集能力，部分學(xué)者認(rèn)為微生物生長形成的丘灘體以及后期的構(gòu)造抬升、大氣淡水淋濾作用是控制其儲層形成的主要因素[9-11]。

圖1 上揚子地區(qū)燈影期古地理格局及川西清平剖面震旦系地層柱狀圖

基于以上現(xiàn)狀和問題，數(shù)據(jù)集在揚子地臺西北緣綿竹清平剖面和鎮(zhèn)巴鹿池剖面系統(tǒng)采集了119個樣品，并在偏光顯微鏡下對其進行了鑒定與拍照，以系統(tǒng)展示該時期沉積巖的顯微巖石特征，進而能夠從巖相學(xué)對沉積環(huán)境、儲層特征等做詳細判識。最后通過對剖面及巖石薄片信息進行整理，制成了本數(shù)據(jù)集，以期與對該區(qū)域、該地層感興趣的各位學(xué)者共享。

1 數(shù)據(jù)采集與處理方法

基于對該區(qū)域已有的地質(zhì)認(rèn)識，通過文獻調(diào)研以及對區(qū)域地質(zhì)圖充分研究以后，我們選擇了多條地質(zhì)剖面進行了踏勘。根據(jù)燈影期巖相古地理圖特征，數(shù)據(jù)集精選了兩條地層連續(xù)、露頭良好的剖面進行了實測。在實測過程中，根據(jù)巖相變化劃分小層，然后詳細記錄了每層的厚度、巖性變化、沉積構(gòu)造等特征，并系統(tǒng)采樣。

將樣品送樣后磨制成光學(xué)巖石薄片，為區(qū)分白云石與方解石及方便后期進一步對薄片測試，選擇了三分之一薄片進行茜素紅染色處理，二分之一薄片蓋片（覆蓋染色區(qū)）。薄片觀測在成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院沉積地質(zhì)實驗室完成，薄片的鑒定、定名、拍攝均嚴(yán)格按照《巖石顯微圖像專題》制定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[12]。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

2.1 樣例展示

本數(shù)據(jù)集由實測剖面地質(zhì)記錄表、野外照片圖冊、地層綜合柱狀圖、薄片照片數(shù)據(jù)集和薄片鑒定報告等5部分組成。

采集巖石薄片的2條剖面具體的層位信息、GPS坐標(biāo)、以及所含薄片數(shù)量等信息見表1，其在行政區(qū)劃分上分別位于四川省德陽市綿竹市清平鎮(zhèn)以及陜西省漢中市鎮(zhèn)巴縣，具體地理位置見圖1。

表1 四川盆地西北緣震旦紀(jì)燈影期實測剖面信息表

在實測剖面地質(zhì)記錄表中詳細記錄了分層情況、地層產(chǎn)狀、野外描述、鏡下描述等信息，并在野外照片圖冊中詳細介紹了每層的宏觀面貌及典型的沉積構(gòu)造。地層綜合柱狀圖展示了剖面的地層時代、分層地層厚度、巖性變化、采樣位置以及典型鏡下特征（圖2），地層顏色基本與實際野外觀測顏色一致。

圖2 陜南鎮(zhèn)巴鹿池剖面震旦系燈影組地層巖性柱狀圖[13]

整個巖石顯微照片數(shù)據(jù)集包含119張巖石薄片，每張薄片都拍攝了不同倍數(shù)、不同視域的多張照片，同一視域分別采集了其正交光與單偏光照片各一張，顯微照片的顏色與肉眼在鏡下觀察到的一致，并且針對典型特征拍攝多張照片。巖石顯微照片的分辨率為2560×1920像素，保存格式為jpg、png。照片的命名原則為：薄片名+m+拍照視域序號+“+或-”，如編號Zbt0-1的巖石薄片對應(yīng)的照片編號分別為Zbt0-1m1-，Zbt0-1m1+；Zbt0-1m2-，Zbt0-1m2+……其中字母m為micrograph的縮寫，“-”是單偏光，“+”是正交偏光。照片的放大倍數(shù)以比例尺的形式置于照片右下角，白色背景，紅色實線（圖3）。

圖3 清平剖面巖石薄片照片與編號示例

薄片鑒定報告由一份碳酸鹽巖鑒定表格組成，表格包含薄片的原始編號，按照曾允孚關(guān)于碳酸鹽巖分類定名的方法[14]進行了命名，并詳細記錄了不同結(jié)構(gòu)類型的碳酸鹽巖的具體特征，補充描述了其成巖作用、膠結(jié)物組構(gòu)等信息，同時包含樣品位置、時代、以及所有者等信息。其中，關(guān)于該鑒定表的具體填寫標(biāo)準(zhǔn)及要求在《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]中已有詳述，在此不再贅述。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)集共收錄了119張巖石薄片的顯微照片，其中白云巖樣品112件，硅質(zhì)巖樣品7件。白云巖劃分為異地云巖、原地云巖及結(jié)晶云巖3大類，其中：異地云巖（具顆粒結(jié)構(gòu)）有35件樣品，其顆粒類型以砂屑（38%）、團塊（38%）、球粒（21%）等為主，顆粒粒徑主要分布在0.2-5mm之間，支撐類型中顆粒支撐占49%，66%的樣品為亮晶膠結(jié)，填隙物含量均在50%以下；原地云巖（具生物結(jié)構(gòu)）有17件樣品，其固著生物類型均為藻類，94%都具有藻紋層結(jié)構(gòu)，巖石在白云石化過程中均發(fā)生重結(jié)晶，晶粒大小為泥微晶；結(jié)晶云巖（具重結(jié)晶結(jié)構(gòu)）有60件樣品，其中極細晶白云巖3件、泥晶白云巖20件、泥微晶白云巖12件、微晶白云巖17件、細晶白云巖5件、具有殘余結(jié)構(gòu)的晶粒白云巖3件。硅質(zhì)巖為剖面次要巖性，占比較小，主要以夾層及結(jié)核形式出現(xiàn)在剖面中，鏡下觀察后，發(fā)現(xiàn)其與白云巖的接觸關(guān)系復(fù)雜多樣；主要由微晶石英構(gòu)成，絕大多數(shù)為自形晶，初步判斷其為在同沉積階段通過后期充填以及交代作用形成。薄片中所涉及的沉積結(jié)構(gòu)主要為紋層結(jié)構(gòu)、幻影結(jié)構(gòu)；所涉及的沉積構(gòu)造有鳥眼構(gòu)造、葡萄狀構(gòu)造以及縫合線構(gòu)造等；通過觀察發(fā)現(xiàn)其發(fā)生的成巖作用有重結(jié)晶、交代作用、充填作用、壓溶作用等。數(shù)據(jù)集中包含的巖石類型占比、白云巖類型占比、異地云巖顆粒類型及結(jié)晶云巖晶粒大小占比見圖4。

圖4 四川盆地震旦紀(jì)燈影期巖石薄片分類統(tǒng)計圖

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集提供了剖面起點及終點坐標(biāo)，由于取樣密度大，未記錄單個巖石樣品的坐標(biāo)位置。但在實測剖面地質(zhì)記錄表、地層綜合柱狀圖中均詳細記錄了樣品的采集位置，使用者可根據(jù)野外記錄的分層位置，以及該層樣品采集位置，將取樣位置約束在3 m以內(nèi)。

巖石薄片的磨制、染色、蓋玻均按照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在本次顯微照片拍攝和薄片鑒定過程中，未發(fā)現(xiàn)礦物干涉色異常，說明薄片厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。

對巖石薄片進行圖像采集過程中，通過調(diào)整白平衡及曝光時間，使得每張顯微照片的圖像色彩與鏡下觀察到的畫面基本保持一致，并采用設(shè)備最高分辨率，保留了顯微照片足夠的細節(jié)信息。

巖石薄片的定名及各項信息的填寫，均嚴(yán)格按照《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]中的要求執(zhí)行，并對鑒定表信息多次檢查核實，可基本保證信息的可靠性。

4 數(shù)據(jù)價值

本數(shù)據(jù)集以信息準(zhǔn)確且可重復(fù)觀測為前提，是首個將四川盆地西北緣震旦系燈影組碳酸鹽巖的巖石樣品以剖面連續(xù)高密度采樣、薄片高分辨率拍攝、鑒定報告完全公開的形式發(fā)布的顯微照片數(shù)據(jù)集。在鑒定報告中，對樣品采集的地理位置、地層信息，及薄片中碳酸鹽巖的組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造均有系統(tǒng)的描述。因此本數(shù)據(jù)集可應(yīng)用于四川盆地西北緣的巖石微相研究當(dāng)中，也可應(yīng)用于圖像智能識別等交叉學(xué)科研究中，同時可為找油找礦、教學(xué)科普等社會生產(chǎn)實踐活動提供基礎(chǔ)資料服務(wù)。

5 數(shù)據(jù)使用方法和建議

使用本數(shù)據(jù)集時需注意以下幾點：

（1）數(shù)據(jù)集雖然提供了詳細的剖面信息，但是在使用這些信息前在仍需要在野外對數(shù)據(jù)進行對照核實。

（2）數(shù)據(jù)集中所涉及的薄片，均由成都理工大學(xué)侯明才教授課題組保存。研究者如果需要對薄片進行觀察，可聯(lián)系本文作者進行申請。

（3）本數(shù)據(jù)集中鎮(zhèn)巴剖面的巖石微相分析已于2020年發(fā)表，相關(guān)內(nèi)容可以參考該文獻[13]。