鄂尔多斯盆地徐庄组岩石薄片显微图像数据集

岩石显微图像专题 I 区论文（评审中） • 版本 ZH2

A dataset of microscopic image of rock slices of Xuzhuang Formation in Ordos Basin

钱红杉，邢凤存，张春林，古强，陈孝全，付辉

Qian Hongshan, Xing Fengcun, Zhang Chunlin, Gu Qiang, Chen Xiaoquan, Fu Hui

DOI: 10.11922/csdata.2020.0070.zh
PID: 21.86101.1/csdata.2020.0070.zh
: 10.11922/sciencedb.j00001.00102

： 2020 - 07 - 15

： 2020 - 07 - 29

1406 32 0

摘要&关键词

摘要：寒武纪生命大爆发一直是国际研究的热点，作为全球地质事件及地质演化不可缺少的地区之一，鄂尔多斯盆地寒武系基础地质研究尚待深入，并且该层系油气勘探也尚待突破。为了进一步丰富该地区的基础地质数据，本次研究精选鄂尔多斯盆地周缘9条中寒武统徐庄组野外剖面，共计192个岩石样品进行系统的采样、制片及鉴定，岩石种类齐全，包括陆源碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩等。本数据集详展示了徐庄组岩石薄片的矿物成分及含量，结构构造、生物化石的观察与描述以及成岩作用，并且提供了系统的偏光显微照片。不仅可以为全球中寒武世基础地质研究提供数据支撑，也为鄂尔多斯盆地中寒武统地层油气勘探提供基础地质资料参考。

关键词：显微图集；岩石薄片；中寒武统徐庄组；鄂尔多斯盆地

Abstract & Keywords

Abstract: The Cambrian life explosion has always been a hotspot in international research. As one of the indispensable regions for global geological events and geological evolution, the basic geological research of the Cambrian in the Ordos Basin has yet to be deepened, and the oil and gas exploration in this layer has yet to be breakthrough. In order to further enrich the basic geological data in this area, this study selected 9 field profiles of the Middle Cambrian Xuzhuang Formation in the periphery of the Ordos Basin. A total of 192 rock samples were systematically sampled, sliced, and identified. The rock types are complete, including Terrestrial clastic rocks, carbonate rocks, mixed rocks etc. This dataset shows in detail the mineral composition and content of the rock slices of the Xuzhuang Formation, structural structure, observation and description of biological fossils, and diagenesis, and provides systematic polarized photomicrographs. It can not only provide data support for basic Cambrian geological research in the world, but also provide basic geological data references for oil and gas exploration of the Middle Cambrian strata in the Ordos Basin.

Keywords: micro atlas; thin section; Middle Cambrian Xuzhuang formation; Ordos Basin

数据库（集）基本信息简介

数据集名称	鄂尔多斯盆地徐庄组岩石薄片显微图像数据集
数据作者	钱红杉，邢凤存，张春林，古强，陈孝全，付辉
数据通讯作者	邢凤存（xingfengcun@163.com）
数据时间范围	岩石样品采集地层的时代为中寒武世；岩石标本采集时间2017–2019年；岩石薄片偏光显微镜照片拍摄于2020年。
地理区域	山西省吕梁市、运城市、忻州市、朔州市，陕西省咸阳市、宁夏回族自治区吴忠市
偏光显微镜分辨率	4908×3264像素
数据量	1.98GB
数据格式	.png，.xlsx
数据服务系统网址	http://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00102
数据集组成	本数据集由两个部分组成：（1）薄片照片拍摄来自9条野外剖面所采集192个岩石样品的偏光显微照片，共计836张，分别存放在碎屑岩薄片照片、碳酸盐岩薄片照片和混积岩薄片照片三个文件夹中，照片均为png格式，数据量为1.98 GB。（2）薄片信息表是岩石薄片的基本信息以及鉴定数据表，包括碎屑岩薄片鉴定表和碳酸盐岩薄片鉴定表，而混积岩薄片信息已写入碳酸盐岩鉴定表中，其数据量为68.5 KB。

Dataset Profile

Title	A dataset of microscopic image of rock slices of Xuzhuang Formation in Ordos Basin
Data authors	Qian Hongshan, Xing Fengcun, Zhang Chunlin, Gu Qiang, Chen Xiaoquan, Fu Hui
Data corresponding author	Xing Fengcun (xingfengcun@163.com)
Time range	The stratigraphic age of samples is Middle Cambrian; rock samples were collected from 2017 to 2019; polarizing microscope photos of rock slices were taken in 2020.
Geographical scope	Luliang City, Yuncheng City, Xinzhou City, Shuozhou City, Shanxi Province, Xianyang City, Shaanxi Province, Wuzhong City, Ningxia Hui Autonomous Region.
Polarized microscope resolution	4908 * 3264 pixels
Data volume	1.98 GB
Data format	.png, .xlsx
Data Service System	<http://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00102>
Dataset composition	This dataset consists of two parts: (1) Thin-film photos Polarized micrographs of 192 rock samples collected from 9 field profiles, totaling 836, Stored in three folders of clastic rock slice photos, carbonate rock slice photos and mixed rock slice photos. The photos are in png format and the data volume is 1.98 GB. (2) Thin slice information table is the basic information of rock thin slice and identification data table, including clastic rock thin slice identification table and carbonate rock thin slice identification table, and the information of the thin slice of mixed rock has been written into the carbonate rock identification table, and the data volume is 68.5 KB.

引言

寒武纪生命大爆发以及板块运动等是国际研究的热点，国内拉张槽理论的提出 ^[1,^2,^3] 更增加了关于该时期板块运动及沉积响应等一系列地球科学问题的探索。目前，针对扬子板块和塔里木板块寒武纪的综合地质及时间研究不断深入，并取得了重大油气勘探突破，与两个板块相比，华北地台内鄂尔多斯盆地寒武系地层沉积厚度大、范围广，记录了丰富的地质信息，但基础地质研究相对薄弱，油气勘探尚未取得突破，无论是从地球科学系统研究还是油气勘探等，都需要对鄂尔多斯盆地寒武纪综合地质信息进行研究和挖掘。鄂尔多斯盆地面积广阔，跨越数个省区，各地区寒武系岩石地层单位各具特色，中寒武世徐庄期是华北地台重要的红色泥岩发育层段，是重要的古气候、古构造演化阶段。目前，针对中寒武统徐庄组可以公开查阅的基础岩相学资料少之又少，可以共享的显微图像数据也相当匮乏，直接影响到基础地质研究工作的开展。为此，本文的主要目标是针对鄂尔多斯盆地寒武系徐庄组开展显微图像数据整理工作，为此笔者精选9条典型剖面（图1），总计共192个岩石薄片样品，在镜下进行了系统详细的鉴定工作（图2），提供了鄂尔多斯盆地相关的地质基础数据，希望在一定程度上帮助各位科研人员开展相应的研究工作。

图1 徐庄组野外剖面位置图

图2 岩石薄片偏光显微图像拍照和薄片鉴定主要流程示意图（改自胡修棉等^[4]）

1 数据采集和处理方法

1.1 数据采集

通过前期文献调研与实地野外探勘分析，本文精选9条剖面，并进行了系统的样品采集工作，获得样品数量总计192件。将野外采集的样品首先进行预处理工作，为了避免岩石样品污染导致后期鉴定工作的困难与误差，笔者对野外样品进行了筛选，精细选取了样品新鲜未风化的部分进行了普通薄片送样，获得了国家标准厚度为30 μm的光学岩石薄片。

1.2 处理方法

岩石薄片制备进行了2/3盖片，通过对余下1/3薄片进行茜红素染色处理，可有效区分白云石和方解石。本次显微镜下观察室在成都理工大学沉积地质研究院沉积地质实验室完成，使用仪器型号为WieNikon LV100POL的偏光显微镜进行薄片照片采集，测试条件为温度25℃、湿度50%。薄片拍照和信息采集方法统一按照《岩石显微图像专题》的标准执行，系统采集了岩石显微图像，并同时获取了薄片的有关信息，在此基础上，进行了系统的观察分析和鉴定，其中薄片的描述与沉积岩定名均依据《岩石显微图像专题》确定的标准^[4]。

2 数据样本描述

本数据集中主要由2部分组成，分别为薄片照片数据集和薄片鉴定报告。采集岩石薄片的10条地质剖面具体的地层单元、所含岩石薄片等信息见表1，各自相对的具体地理位置见图1。

表1 鄂尔多斯盆地徐庄组剖面信息表

时代	组名	剖面代号	剖面名称	薄片数量	显微图片数量
中寒武世	徐庄组	LHT	山西省吕梁市兴县恶虎滩	36	180
		SHC	陕西省咸阳市礼泉上韩	34	158
		XWK	山西省运城市河津西硙口	31	134
		D04	山西省忻州市岢岚石家会	31	162
		D05	山西省忻州市五寨县小口子	18	70
		D06	山西省忻州市宁武县芦芽山	13	52
		BYG	甘肃省平凉市白杨沟	13	58
		D09	山西省朔州市下水头乡	10	24
		D11	山西省朔州市燕家堡	6	16
合计			9条	192张	836张

2.1 薄片照片数据集

整个薄片照片数据集由192个岩石薄片的偏光显微照片组成，每一片岩石薄片都包含具有相同视域的薄片正交偏光显微照片和单偏光显微照片各一张，且显微照片颜色与偏光显微镜下的肉眼观察一致，显微图像中的成分与鉴定报告中的描述相同。

放大倍数与比例尺位置：根据颗粒大小选择合适的倍数，以图像清晰能识别为原则，此次拍摄中目镜放大倍数主要为2倍、4倍以及10倍，碎屑比例尺置于右下角，单位为μm，红色实线，白色背景。

编号原则：薄片号+m+摄像视域的数字序号+“+或-”，如编号为XWK-D25-27的薄片拍摄多张则分别标记为XWK-D25-27m1-，XWK-D25-27m1+；XWK-D25-27m2-，XWK-D25-27m2+，XWK-D25-27m3-，XWK-D25-27m3+……，倒数第三位的m是micrograph的缩写，-是单偏光，+是正交偏光（图3）。

图3 显微图像数据集示例


（a）亮晶生屑灰岩，XWK-D25-27m1-	（b）亮晶生屑灰岩，XWK-D25-27m1+

（c）细-中粒石英砂岩，XWK-D25-42m1-	（d）细-中粒石英砂岩，XWK-D25-42m1+

显微照片的分辨率为4908×3264像素，保存格式为PNG。

2.2 岩石薄片鉴定报告

薄片鉴定报告为2部分，分别是1个碳酸盐岩鉴定表格和1个陆源碎屑岩鉴定表格，鉴定表格的内容主要包含了以上所述的9条测量剖面中的灰岩、白云岩、砂岩、粉砂岩、泥页岩等岩石薄片的基本信息和岩性特征信息、分类命名等内容。

表2、表3分别是碳酸盐岩和砂岩薄片鉴定报告数据表头。碳酸盐岩的观察与描述主要从矿物成分及含量、结构（颗粒结构、重结晶结构）、构造（鸟眼构造、示底构造、生物钻孔及缝合线构造等）、生物化石的观察与描述、成岩后生变化等展开。碎屑岩的描述主要侧重于颗粒组分（颗粒类型、相对含量等）、填隙物特征（陆源杂基、灰泥、亮晶方解石等）、特殊的结构构造，成岩作用等。此外，两类表格均有补充描述及样品信息，进而全方面分析了薄片信息。

表2 碳酸盐岩薄片鉴定报告数据表头

序号

薄片原始编号

岩类

岩石名称（二者选一）

图像编号

颗粒结构或残余颗粒结构

重结晶结构

固着生物结构或残余生物结构

补充描述

样品信息

碳酸盐颗粒类型

填隙物类型

填隙物含量

颗粒支撑关系

>2mm颗粒支撑关系

晶粒大小

晶粒结构

晶粒自形程度

主要固着生物类型

生物结构

生物建造类型（野外观察）

Dunham
分类

曾允孚分类

颗粒类型

颗粒含量

颗粒总含量

颗粒粒度

颗粒分选

颗粒保存程度

>2mm颗粒含量

特殊颗粒

胶结物组构

沉积结构

沉积构造

成岩作用

其它

出版文献ID

地理位置

样品/剖面纬度

样品/剖面经度

群/组

时代

薄片所有者

类型

含量

国

省

市/县-村/山/河/湖

表3 碎屑岩鉴定报告数据表头

薄片描述

样品信息

序号

薄片原始编号

岩类

岩石名称

图像编号

颗粒成分描述

杂基含量

补充描述

出版文献ID

地理位置

样品/剖面纬度

样品/剖面经度

群/组

时代

薄片所有者

超过10%的主要颗粒

QFL含量关系式

岩屑类型&情况

胶结物类型

成岩作用

其他

国

省/州

市/县-村/山/河/湖

鉴定结果显示鄂尔多斯盆地徐庄组以碳酸盐岩发育为主，陆源碎屑岩和混积岩也兼有发育。表4则是数据集包含岩石类型及其岩性信息汇总表。

表4 数据集包含岩石类型及其岩性信息汇总表

岩类	岩石类型	数量
灰岩	108	微晶灰岩16、极细晶-微晶灰岩2、泥-微晶灰岩7、泥晶灰岩15、鲕粒灰岩30、残余鲕粒灰岩4、生屑灰岩7、砂屑灰岩12、粪球粒灰岩1、含云灰岩4、云质灰岩10
白云岩	35	细-中晶白云岩4、细晶白云岩9、极细晶白云岩11、微晶云岩3、极细晶-微晶云岩1、微-泥晶白云岩1、泥晶云岩1、残余鲕粒白云岩1、灰质白云岩2
混积岩	11	泥质微晶灰岩5、砂质异化颗粒灰岩1、异化颗粒灰岩5
砂岩	18	石英砂岩5、长石石英砂岩6、岩屑石英砂岩2、石英岩屑砂岩1、石英杂砂岩2、长石石英杂砂岩2
粉砂岩	10	粉砂岩4、泥质粉砂岩5、钙质粉砂岩1
泥页岩	10	钙质页岩2、粉砂质页岩5、粉砂质泥岩3

3 数据质量控制和评估

从样品获取、薄片制备、拍摄及鉴定流程来看（图2），本数据集质量得到了一定保证，岩石薄片样品厚度为0.03 mm，符合国家与国际标准。本次研究共获取岩石薄片显微图像836张，存储总容量为GB，所拍摄的偏光显微图像质量清晰且无色差，在显微镜拍摄过程中，采用自动曝光和自动白平衡，尽量减少拍摄所产生的误差，且显微照片的分辨率统一采用拍照系统的最高值，分辨率为4908×3264像素，为了计算机读取方便，图像格式统一保存为png格式。

此外，为了进一步统一规范数据集的收集鉴定标准，本次显微镜下鉴定依据的是《沉积岩显微数字图像数据的获取与信息收集标准》^[4]。碳酸盐岩鉴定依据分类命名标准见表5，砂岩岩分类命名法见图4，混积岩采用混积岩采用Mount (1985) ^[11]分类命名法则（图5）。为进一步保证数据质量，在薄片观察鉴定后，对数据表信息又进行了多次检查核实。

表5 碳酸盐岩鉴定依据分类标准表

类型	使用标准	补充说明
晶粒粒度	曾允孚 ^[5]（1986）	泥晶、微晶、极细晶、细晶、中晶、粗晶、巨晶
晶粒结构	Fridedman ^[6]（1965）	等粒结构、斑状结构、嵌晶结构
晶粒自形程度	Fridedman [6] （1965）	自形、半自形、他形
晶粒保存程度	余素玉 ^[7]（1992）	自形、半自形、砂砾级他形、粉级他形
颗粒分选	Jerram^[8]（2001）	分选极好，分选好，分选较好，分选中等，分选差
填隙物类型	Embry和Klovan ^[9]（1971）	泥晶、亮晶
生物结构	曾允孚^[5]（1986）	骨架结构、障积结构、粘结结构

图4 砂岩分类命名法（来自胡修棉等^[4]）

图5 混积岩分类命名法（来自胡修棉等^[4]）

4 数据价值

本数据集显微图像为鄂尔多斯盆地中寒武世盆地沉积演化等研究方向提供新一轮的基础地质资料，进一步为研究区中寒武统油气与矿产资源的勘探开发提供地质依据与理论指导。此外，本数据集也可用于地学专业薄片教学方面的相关开展。

5 数据使用方法和建议

本数据集主要提供了鄂尔多斯盆地寒武系徐庄组岩石薄片的显微图像，一方面可以为课程教学提供展示及训练的素材，另一方面也可作为相关研究方向的基础数据资料，其具体的使用建议如下：

（1）数据集中所有出现的薄片，都集中统一保存在成都理工大学邢凤存副教授课题组。如果以上数据集中提供的显微照片不能满足进一步的研究需要，可以联系本文作者申请进一步使用这些薄片。

（2）如果单纯使用图像集，可以直接从数据库下载使用；结合相关研究使用本数据集薄片照片及鉴定结果可为相关领域提供基础资料服务，如若需要进一步解决地学相关的科学问题，需结合数据信息表中提供的地理位置，以及岩石形成所处的地质时代与构造背景来展开分析。

致谢

李东阳、柴寒冰、刘志波等在野外剖面实测与样品采集中给都给予本次研究很大的帮助，孙汉骁、赵文喻、王兆鹏等也在样品整理，以及后续数据整理中做出了很大贡献，在此一并表示感谢！

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数据引用格式

钱红杉, 邢凤存, 张春林, 等. 鄂尔多斯盆地徐庄组岩石薄片显微图像数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-07-29). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00102.

稿件与作者信息

论文引用格式

钱红杉, 邢凤存, 张春林, 等. 鄂尔多斯盆地徐庄组岩石薄片显微图像数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2020. (2020-07-29). DOI: 10.11922/csdata.2020.0070.zh.

钱红杉

Qian Hongshan

主要承担工作：薄片拍照鉴定、论文撰写。

（1995—），女，河北省沧州市人，硕士研究生，研究方向为沉积学。

邢凤存

Xing Fengcun

主要承担工作：野外计划设计、数据集设计、论文指导。

xingfengcun@163.com

（1978—），男，辽宁省锦州市人，博士，副教授，研究方向为沉积学、油气储层地质学、层序地层学等。

张春林

Zhang Chunlin

主要承担工作：野外剖面实测与采样及薄片部分鉴定工作。

（1979—），男，天津人，博士，高级工程师，现从事油气地质综合研究及风险勘探目标评价工作。

古强

Gu Qiang

主要承担工作：薄片拍照、数据整理。

（1994—），男，四川省德阳市人，硕士研究生，研究方向为沉积学。

陈孝全

Chen Xiaoquan

主要承担工作：薄片部分审核工作。

（1983—）男，湖北省天门市人，高级工程师，研究方向为油田地质综合研究。

付辉

Fu Hui

主要承担工作：野外剖面实测与采样。

（1994—），男，四川省德阳市人，博士研究生，研究方向为沉积学。

出版历史

I区发布时间：2020年7月29日（版本ZH2）

II区出版时间：2020年9月29日（版本ZH3）