辛浩,陳吉濤
1.中國科學(xué)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(xué)和地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210008
2.中國科學(xué)院大學(xué),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(shí)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(jì)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?cái)?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(xiàng)目 自然科學(xué)基金委青年項(xiàng)目(41302077);中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)(XDB26000000)。數(shù)據(jù)庫(集)組成數(shù)據(jù)集由三部分?jǐn)?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(gè)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。
寒武紀(jì)時(shí)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(dǎo)[2]。寒武紀(jì)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(dòng)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(xué)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(jì)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(jì)80年代張文堂等在此開展了詳細(xì)的工作,而后眾多學(xué)者陸續(xù)對該區(qū)域進(jìn)行了巖石地層、層序地層、生物地層等多項(xiàng)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(dǎo)致不必要的重復(fù)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(jìn)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(yīng)用于科研、教學(xué)、科普等工作。
針對科學(xué)問題,通過文獻(xiàn)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(shí)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(jìn)行詳細(xì)的描繪與記錄,根據(jù)巖性變化、構(gòu)造現(xiàn)象進(jìn)行拍照和采樣,并將代表性的樣品磨制成薄片進(jìn)行顯微觀察與分析。
顯微觀察在中國科學(xué)院南京地質(zhì)與古生物研究所顯微鏡實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)[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(jìn)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(jìn)行命名。在濟(jì)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(dú)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
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。
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(xì)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
顯微照片數(shù)據(jù)子集由104個(gè)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(jìn)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(dòng)添加,比例尺在數(shù)據(jù)子集中單獨(dú)展示)。
圖5 九龍山剖面碳酸鹽巖顯微圖像示例
薄片鑒定信息表由1個(gè)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、顆粒灰?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(jìn)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;泥粒灰?guī)r8片,顆粒類型主要為生屑、方解石晶粒、內(nèi)碎屑等;顆粒灰?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(tuán)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(jì)圖
本數(shù)據(jù)集樣品均采自于魯西地區(qū)濟(jì)南九龍山剖面,選擇代表性、保存完整的碳酸鹽巖樣品進(jìn)行送樣。按照國家與國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(dòng)曝光和自動(dòng)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(zhǔn)確性,在薄片鑒定與描述過程中,作者進(jìn)行了多次檢查與核實(shí),并與同行學(xué)者進(jìn)行討論。
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(jìn)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(xué)研究基礎(chǔ)。同時(shí),本數(shù)據(jù)集也可用于基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)的教學(xué)與研究中,還可以為油氣勘探、人工智能、科學(xué)普及等相關(guān)工作提供基礎(chǔ)素材。
本數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)形式簡單,在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(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(xué)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(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(jìn)一步解決地學(xué)相關(guān)的科學(xué)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(shí)代與構(gòu)造背景來展開分析。