鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩显微图像数据集

晁晖，侯明才*，曹海洋，梁子若

1.成都理工大学沉积地质研究院，成都 610059

2.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610059

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称 鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩显微图像数据集数据作者 晁晖，侯明才，曹海洋，梁子若数据通信作者 侯明才（houmc@cdut.edu.cn）数据时间范围岩石样品采集地层的时代为中侏罗世（延安组-直罗组，约174-163 Ma）;岩石样品采集时间为2017年；岩石薄片偏光显微照片拍摄于2018年。地理区域 鄂尔多斯盆地东北缘神山沟剖面（起点坐标为39°45′89″N，110°11′03″E）和高头窑剖面（起点坐标为40°2′6.8″N，109°38′3.7″E）。偏光显微镜分辨率 1280*960像素数据量 5.01 GB数据格式 *.tif，*.xls，*.jpg数据服务系统网址 https://dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00087基金项目 国家重点基础研究发展“973”计划（2015CB453001）数据集组成数据集共包括3个数据文件，它们分别为：（1）薄片照片.zip是岩石薄片偏光显微照片（tif格式）的图片集，数据量4.91GB；（2）剖面野外宏观照片.zip展示了各实测剖面的野外宏观照片（jpg格式），数据量107 MB；（3）薄片照片信息表.xls是岩石薄片的基本信息以及鉴定数据表，数据量33KB。

引 言

随着互联网技术的发展，现代社会逐渐趋向于数字化和网络化，人们的信息需求也随之从耗时繁琐的文字转变为更为直观省时的图像，因而，获取海量图像信息成为了重中之重[1]。目前，大数据正在被引入地质学，其使地质学从观察学科转变为数据科学[2]。最早的地质依靠野外踏勘，显微镜的出现使地质科学首次从宏观进入微观领域。岩石薄片镜下观察能够全面真实地反映出岩石微观结构构造、矿物成分等特征，是开展地质研究工作最基础的工具和方法之一。因此对岩石薄片显微图像进行建库管理和分类检索显得尤为重要。鄂尔多斯盆地位于华北地台，是中国中西部中生代能源矿产最丰富、保存最完整的内陆含油气盆地[3]。在中侏罗世，盆地东北部位于阴山构造带和太行山构造带的交汇处，是研究蒙古-鄂霍茨克洋盆关闭、古太平洋板块俯冲及其所引发的陆内造山活动的理想之地[4]。同时，盆地东北部为主要的煤富集区及铀矿富集区。据上，分析了解鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世地层的岩石学特征，对于明确该地区的碎屑物质来源、沉积构造演化以及探讨成煤成矿规律均具有十分重要的指导意义。

本文研究是基于鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩薄片图像，以薄片内碎屑岩微观沉积学特征为研究目标，构建对应显微图像数据集，为进一步在相关地区进行地质研究提供图像信息基础，提高地质科学研究对象的空间性和非空间性，推动多学科融合的科学新范式。

1 数据采集和处理方法

数据采集和处理分为野外数据和显微数据两部分。

1.1 野外数据

78个岩石样品来自鄂尔多斯盆地东北缘高头窑剖面和神山沟剖面。高头窑剖面样品 34个，神山沟剖面样品44个。采样时均去除表面风化物质，取新鲜面样品，然后送至实验室磨制加工成薄片。

1.2 显微数据

薄片在偏光显微镜下观察，描述矿物的结晶特点，测定其光学性质，确定岩石的矿物成分，研究它的结构、构造，分析矿物的生成顺序，确定岩石类型及其成因特征，最后定出岩石的名称，并根据不同放大倍数和研究需求进行针对性拍照，进而得到显微图像。

2 数据样本描述

数据集包括野外剖面宏观照片（图1），薄片照片（图2）和薄片照片信息表。

野外宏观照片主要表现为高头窑剖面和神山沟剖面中侏罗世地层的宏观岩性、界限接触及沉积构造等内容，其中高头窑剖面11张，神山沟剖面7张，保存格式为jpg。

图1 鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩野外照片

薄片照片为来自鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世（延安组J2y和直罗组J2z）地层78个碎屑岩样品的516张镜下照片。高头窑剖面样品34个，包括27个砂岩，1个粉砂岩和6个泥岩样品，镜下照片共222张；神山沟剖面样品44个，包括33个砂岩，7个粉砂岩和4个泥岩，镜下照片共294张（表1）。显微图像的命名格式采用“样品名”+“镜下放大倍数”+“（正交/单偏光符号）”，保存格式为tif。

表1 高头窑剖面、神山沟剖面薄片基本信息

图2 鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩显微照片

薄片信息表内容主要为样品采集处的行政区划的地理位置或GPS坐标位置信息，岩石样品所属时代与层位，以及颗粒组分（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，保存格式为xls。

3 数据质量控制和评估

本文薄片归属样品均由论文编写者采自野外露头剖面，且与前人研究进行相关对比，保证地层资料真实可信；镜下观察及显微照片拍摄在成都理工大学显微实验室由相关专业学生完成，对于每个涉及视域，分别拍摄了对应的单偏光或正交偏光显微照片，照片质量清晰可靠。

地质现象错综复杂，微观世界千变万化，本图像数据集相较于文中研究区两条剖面，信息准确可信，对于鄂尔多斯盆地中侏罗世地层的综合研究能够在定量上具备一定的参考值。

4 数据价值

前人对于岩石显微图像数据开展过大量工作，多偏向于某种单一的应用，如岩石孔隙图像检索[5-6]、岩石矿物识别[7-9]、岩石粒度计算[10-11]等，以定量化研究居多。但是迄今为止，地质仍属于描述性科学范畴，多数地质作用和地质过程，例如构造作用、岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、成煤作用、油气成藏作用等，都无法用单纯的确定性或随机性数学模型来确定[12]。特此，本文的数据集相较以上而言，更具定性化。如根据矿物颗粒接触关系去判断成岩作用，通过胶结物去讨论沉积环境，统计重矿物组分来分析沉积物源。

另一方面，地质学的基础理论是地质年代表，不同年代和时代的地质情况存在什么变化，不同时代的岩石属性也是不同的，如中侏罗世在鄂尔多斯盆地东北缘为碎屑岩陆相沉积，但同时期在西藏地区则为碳酸盐岩海相沉积，因此本图像数据集更具有非主体性，即任何看到本数据集的个人均可以自行处理数据，并能够结合多种地质数据，探寻之间隐藏的地质要素关系。