張藝秋，安慰，胡修棉

1.南京大學地球科學與工程學院，南京 210023

2.合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，合肥 230009

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)庫（集）名稱 藏南日喀則弧前盆地白堊紀陸源碎屑巖顯微圖像數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)作者 張藝秋，安慰，胡修棉數(shù)據(jù)通信作者 安慰（anwei@hfut.edu.cn）數(shù)據(jù)時間范圍 巖石樣品采集地層的時代為白堊紀（約120-75 Ma）；巖石樣品采集的時間為2009-2010年；巖石薄片偏光顯微照片拍攝于2020年。地理區(qū)域樣品所在剖面，在行政區(qū)劃上位于中國西藏自治區(qū)日喀則地區(qū)；在地貌上位于青藏高原南緣，雅魯藏布江縫合帶和岡底斯山脈之間。GPS 范 圍 ： 86°34′27.0″E-89°03′39.8″′E ； 29°08′03.6″N-29°27′30.5″N。偏光顯微鏡分辨率 4908×3264像素數(shù)據(jù)量 8.90 GB數(shù)據(jù)格式 *.png，*.jpg，*.xls數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)網(wǎng)址 http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00088基金項目 國家杰出青年基金項目（41525007）；面上基金項目（41972106）。

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引 言

新特提斯洋的北向俯沖及隨后的印度-亞洲大陸碰撞導致了青藏高原的全面抬升，期間在拉薩地體南緣沉積了大量白堊紀以來的地層。其中，藏南日喀則-仲巴地區(qū)的日喀則弧前盆地（圖1）形成于新特提斯洋向拉薩地體俯沖的構(gòu)造背景下，是拉薩地體剝蝕產(chǎn)物的主要沉積場所，直接記錄了拉薩地體白堊紀的地貌演化和新特提斯洋的俯沖過程[1-2]。

圖1 日喀則弧前盆地及部分剖面地質(zhì)簡圖

日喀則弧前盆地由下向上依次沉積了沖堆組、桑祖崗組、昂仁組、帕達那組及曲貝亞組，印度-亞洲大陸碰撞時弧前盆地演變?yōu)橥鲎才璧?，接受曲下組和加拉孜組沉積[4-5]。日喀則弧前盆地以日喀則蛇綠巖為基底[6-7]，之上直接沉積了沖堆組硅質(zhì)巖（Aptian期[8]）及少量凝灰?guī)r（約119-113 Ma[7]）；之后，弧前盆地開始接受大量的陸源碎屑形成深水海底扇相、陸棚相、三角洲-河流相的向上變淺的沉積序列并表現(xiàn)出復雜的物源變化趨勢[4,6,9-11]。約113-99 Ma，弧前盆地的碎屑物質(zhì)主要來自岡底斯巖漿弧的白堊紀組分，少量可能來自中拉薩地體或南拉薩地體的早期地層[6,10]；約99-88 Ma，弧前盆地的碎屑物質(zhì)幾乎全部來自岡底斯巖漿弧，由早期的白堊紀組分擴展至侏羅紀組分[6]；約 88-76 Ma，弧前盆地中中拉薩地體的碎屑物質(zhì)大量增加，表明存在連接中拉薩至弧前盆地的古水系[6,10]。此外，日喀則地區(qū)和仲巴地區(qū)[10]的研究表明弧前盆地東西部碎屑物質(zhì)存在較大差異，盆地側(cè)向上可能存在不同的供給水系。

這些研究表明，日喀則弧前盆地保存了大洋俯沖所形成的完整地層，記錄了大量新特提斯洋消亡、拉薩地體抬升剝蝕歷史及古地理面貌的關(guān)鍵信息。因而，該盆地是研究新特提斯洋消亡、青藏高原在印度-亞洲大陸碰撞之前形成過程及抬升歷史的重要研究對象之一，同時也是研究弧前盆地這一盆地類型的理想地區(qū)之一。

因此，日喀則弧前盆地日益受到大家的關(guān)注，越來越多的學者參與到相關(guān)研究中來。但是至今為止，該盆地能夠公開查閱的基礎巖相學研究資料十分缺乏，相關(guān)顯微圖像數(shù)據(jù)也很少以完整的形式記錄在學術(shù)作品中。已發(fā)表的研究論文通常僅僅展示少數(shù)與研究問題和討論部分相關(guān)的典型巖石薄片顯微圖像[6，10-11]，其他研究人員獲取具體測量剖面名稱及其他采樣信息的過程存在諸多不便。巖石薄片顯微圖像是基礎巖相學研究的原始材料，但目前僅有少部分薄片基本信息得以共享，一些不必要的資源浪費現(xiàn)象在地學科研界十分普遍，往往地學領(lǐng)域其他方向的相關(guān)研究，需要耗費大量的人力與物力進行重復調(diào)研，對同一地區(qū)甚至同一剖面展開一些基礎的野外巖石學工作，因而研究人員的效率難以提高。

基于前述問題，本文針對日喀則弧前盆地碎屑沉積為主的地層單元，選取其中10條實測地質(zhì)剖面，系統(tǒng)梳理了共計191塊碎屑巖薄片的顯微圖像數(shù)據(jù)，將進行過系統(tǒng)巖石學工作的剖面、樣品基礎信息等大量未公開發(fā)表數(shù)據(jù)，與對該地區(qū)或該部分樣品感興趣的地學界同仁共享。本數(shù)據(jù)集巖石薄片所涉及的10條地質(zhì)剖面具體的GPS坐標、地層單元、各個剖面所含的巖石薄片等基本信息展示如下（表1）。圖2為日喀則弧前盆地綜合柱狀圖，圖中注明了部分樣品的采樣位置。

表1 日喀則弧前盆地實測剖面信息表

圖2 日喀則弧前盆地綜合柱狀圖（修改自[6]）

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

確定初步的科學問題后，圍繞相關(guān)科學假設，在系統(tǒng)文獻調(diào)研和野外踏勘的基礎上，對極具代表性的地層剖面進行實測。對剖面進行詳細描述并系統(tǒng)采樣，層位劃分、沉積特征等原始數(shù)據(jù)在野外通過觀測直接獲取并記錄在冊。

野外采集的全部巖石樣品，被統(tǒng)一送至河北省廊坊誠信地質(zhì)服務有限公司進行標準化薄片磨制，樣品被處理為0.03 mm的光學巖石薄片。按照《巖石顯微圖像專題》的標準對全部薄片進行顯微圖像拍攝。系統(tǒng)采集巖石顯微圖像的基礎上，依據(jù)《巖石顯微圖像專題》對薄片的相關(guān)信息進行收集，薄片描述和相關(guān)碎屑巖定名均依據(jù)專題規(guī)定的標準[12]。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

本數(shù)據(jù)集共包含4個組成部分，分別是薄片顯微照片文件夾、實測剖面柱狀圖文件夾（S1、S8及S9剖面）、剖面野外照片文件夾（S1-S2與S4-S10剖面）及薄片鑒定信息表格。這些組成部分可以通過表1的實測剖面代號和薄片樣品號，相互串聯(lián)為完整的數(shù)據(jù)庫，以供使用人員進行查詢。

2.1 薄片顯微照片文件夾

薄片顯微照片文件夾共收錄191塊巖石薄片的388張偏光顯微照片。其中，每塊巖石薄片至少具有同一視域的單偏光顯微照片和正交顯微照片各一張。顯微照片所呈顏色被控制在與顯微鏡下的肉眼觀察基本一致，右下角嵌入白底紅字的線段比例尺。本數(shù)據(jù)集對顯微照片統(tǒng)一采用4908×3264像素的最高分辨率，放大倍數(shù)以圖像中顆粒清晰且能識別為選擇依據(jù)，視域內(nèi)一般具有30-80顆碎屑顆粒。顯微照片一律以PNG格式保存。

顯微圖像采用統(tǒng)一方式進行編號，格式遵循“薄片編號”+“m”+“拍攝視域的數(shù)字序號”+“單偏光符號-或正交光符號+”的規(guī)則[15]。以樣品號為09PDN12的巖石薄片為例，其第一個視域拍攝的單偏光圖像和正交圖像分別保存為09PDN12m1-，09PDN12m1+（圖3）。若第一視域的代表性不足，選取第二個視域再次記錄顯微圖像，分別保存為“樣品號m2-”，“樣品號m2+”。

圖3 09PDN12石英巖屑砂巖單偏光（左）和正交光（右）顯微鏡下的圖像

2.2 實測剖面柱狀圖文件夾

實測剖面柱狀圖文件夾中所有圖片為JPG格式，展示了表1中S1、S8和S9剖面的基本信息，包括剖面位置、各地層厚度情況及相應的樣品位置信息等（圖4）。

圖4 沖堆組S1與帕達那組S8剖面實測巖性柱狀圖（含剖面位置及相關(guān)剖面上的樣品信息）

2.3 剖面野外照片文件夾

剖面野外照片文件夾包括了9條實測剖面（除S3外）的野外照片（JPG格式），共計12張照片（如圖5）。各照片文件以“剖面代號 地層單元名稱＋剖面名稱”的格式進行命名，使用者可據(jù)此了解剖面的整體情況，建立初步的宏觀認識，也可根據(jù)野外照片和薄片鑒定信息表等精確剖面具體位置和樣品層位，以便開展相關(guān)野外工作和進一步研究。

圖5 日喀則市東南納蝦剖面（S1）野外照片

2.4 薄片鑒定信息表

薄片鑒定信息表為1張碎屑巖鑒定表格，表格內(nèi)主要包含了以上所述的10條測量剖面S1-S10中泥頁巖、粉砂巖、砂巖、礫巖、礫石、硅質(zhì)巖和火山碎屑巖等巖石薄片的基本信息和鏡下顯微特征等。

薄片鑒定結(jié)果如表2所示，共計191塊巖石樣品：5個泥頁巖以頁巖為主，兼有泥巖；2個粉砂巖樣品均為鈣質(zhì)粉砂巖；158塊砂巖樣品以石英巖屑砂巖為主，兼有部分長石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖和少許巖屑砂巖；11個礫巖以灰質(zhì)礫巖為主，含玄武質(zhì)角礫巖和玄武質(zhì)礫巖；7塊礫石樣品中玄武質(zhì)礫石最多，兼有灰?guī)r類、石英巖屑砂巖和火成巖礫石；7個硅質(zhì)巖中，除1塊硅質(zhì)巖基質(zhì)外，均為硅質(zhì)巖；還包含1塊火山碎屑巖，為凝灰?guī)r。因為本數(shù)據(jù)集只記錄拉薩地體南部日喀則弧前盆地陸源碎屑巖信息，并未考慮火成巖和灰?guī)r等其他巖石類型的樣品。

表2 數(shù)據(jù)集包含巖石類型及其巖性信息匯總表

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集記錄并提供了各巖石薄片采樣點的坐標。由于野外工作時巖石薄片的取樣密度較大，少數(shù)巖石薄片采樣時的具體坐標位置并未納入數(shù)據(jù)集，僅對其所在剖面區(qū)段的起始坐標進行了記錄。但數(shù)據(jù)集提供了部分剖面野外照片和實測剖面柱狀圖，可結(jié)合不同地層單元、層位之間的明顯差異，利用地層厚度和重要標志層等限制信息在野外進行尋找。

本數(shù)據(jù)集收錄的巖石薄片樣本均符合國家與國際標準的厚度。薄片厚度 0.03 mm。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石英顆粒的干涉色均觀察為一級干涉色。

鏡下照片拍攝過程中，對顯微鏡連接的拍攝軟件采取自動曝光和自動白平衡，盡量使肉眼觀察和系統(tǒng)照片顏色保持一致。在分辨率方面，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png格式。顯微照片的質(zhì)量與清晰度在上述手段下保證可靠，高清且無色差。

4 數(shù)據(jù)價值

本數(shù)據(jù)集顯微圖像包含的碎屑巖，包括了從陸隆位置的深水海底扇相到三角洲-河流相的連續(xù)演化序列，碎屑顆粒來自岡底斯巖漿弧和中拉薩地體，具備多樣的沉積環(huán)境以及變化的物源區(qū)。同時，這批數(shù)據(jù)記錄了新特提斯洋俯沖起始至印度-亞洲大陸初始碰撞、拉薩地體的逐步抬升剝蝕等諸多重要的地質(zhì)過程，所蘊含的地質(zhì)意義與科學價值仍待進一步開發(fā)。

除了在基礎地質(zhì)學領(lǐng)域的利用價值外，本數(shù)據(jù)集還可用于指導社會生產(chǎn)。在建筑石材的尋找、修路石料的就近篩選、礦產(chǎn)勘探等社會生產(chǎn)實踐中，都可以發(fā)揮重要作用。此外，薄片照片中顯示的典型深海相-海陸過渡相-陸相沉積顯微特征，在專業(yè)教學和大眾科普領(lǐng)域內(nèi)都有極大的潛在應用空間。

最后，這批高清顯微圖像集還可以與人工智能技術(shù)相結(jié)合，作為機器學習的樣本對象，為圖像驗證和特征抓取、識別的訓練提供豐富素材，為將來實現(xiàn)巖石薄片的人工智能鑒定提供可能。個別具有獨特美學價值的顯微圖像還可作為藝術(shù)鑒賞及廣告宣傳的素材，將巖石薄片鏡下的精彩圖像呈現(xiàn)給更多地學領(lǐng)域外的非專業(yè)人士。

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，在使用時需要注意以下幾點：

（1）數(shù)據(jù)集中所有出現(xiàn)的薄片，目前都集中統(tǒng)一保存在南京大學胡修棉教授課題組。如果以上數(shù)據(jù)集中提供的顯微照片或其他信息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并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）基于本數(shù)據(jù)集薄片的鑒定結(jié)果，已經(jīng)有一系列沉積地質(zhì)學研究和相關(guān)解釋，在公開發(fā)表的學術(shù)論文[6]中均可以查閱，使用者可以自行下載并閱讀相關(guān)文獻。

（3）若單純出于使用圖像數(shù)據(jù)集的需求，直接下載并使用數(shù)據(jù)庫即可；但值得注意的是，若需要進一步對地學相關(guān)的具體科學問題展開研究，則需結(jié)合數(shù)據(jù)信息表中所提供的地理位置，并結(jié)合巖石形成時的特定地質(zhì)時代及構(gòu)造背景來展開分析。