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1:500万国际亚洲地质图——中国地质调查局国际合作成果

2017-04-28

被世界地质图委员会(CGMW)主席誉为蒙娜丽莎式杰作的1:500万国际亚洲地质图(1:5M International Geological Map of Asia,以下简称“IGMA5000”)编制是由CGMW建议,中国主导,亚欧主要国家共同编制。项目由中国地质调查局负责组织实施,中国地质科学院地质研究所任纪舜院士为首席科学家。项目建立了一个编辑组、五个区域工作组和六个专题研究组,先后有中国、俄罗斯、法国、蒙古、朝鲜、韩国、日本、伊朗、伊拉克、巴基斯坦、哈萨克斯坦、印度、缅甸、老挝、泰国、越南、柬埔寨、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾等20个亚欧国家的100余名地质学家参与工作。2013年,IGMA5000分中、英文两个版本由地质出版社出版在国内、外发行。现已被国内外地质调查、矿产勘查、科研院所、大专院校和政府决策部门广泛应用。

一、打造海陆一体化亚洲地质图件。

以往的中国地质图和世界各大洲的地质图大多是以陆域为主。IGMA5000则既表示大陆地质,又显示海底地质,实现海陆一体化研究。图幅西起阿尔卑斯,含欧洲大部和非洲东部,东到马里亚纳海沟,包括西太平洋及其沟-弧-盆体系;北起北冰洋,包括北美最北端,南到爪哇海沟,含北印度洋裂谷系和沟-弧系以及澳大利亚西北部。读者从IGMA5000不仅能研究亚洲地质,而且可以解读亚洲与相邻大陆和海洋的地质构造关系。

二、完成按国际标准编制的国际亚洲地质图

IGMA5000的地层划分以国际地层表(2012)的划分方案为依据,并反映了地层的变质程度,火成岩分类以国际地科联火成岩分类学委员会推荐的火成岩分类方案作为划分依据,断层按国际通用原则统一划分。在海域增加了洋壳、磁异常条带,其中大陆架还增加了新生界沉积等厚线和前新生代埋藏基底岩石等有关内容。在陆域展示了代表古洋残片蛇绿岩套中的超基性岩和蛇绿混杂岩以及第四纪特殊成因类型(沙漠、黄土等)、冲击构造和典型钻孔等重要地质信息。

图件编制按统一标准分工负责,先由参与编图的各国学者编制各自国家或地区的地质草图,然后由编辑组统一汇总、完善。在编图过程中,各国学者都使用了各个国家或地区的最新的地质图件和资料,并融入了针对亚洲一些关键时段和地区的地层、岩石和构造等专题研究成果,重新厘定了若干地层、岩石等地质体的时代,统一并解决了亚洲一系列地层划分对比、岩石分类和构造等问题,其内容已比过去的图件大大更新,因此更为准确地反映了亚洲地质构造特征。

三、ArcGIS平台,为数字亚洲地质迈出了坚实的一步

建立在GIS基础上的数字化IGMA5000,选择ArcGIS作为地质制图和数据库建设平台,先后使用了ArcGIS 9.1、9.2、9.3和10.0多种版本,从而在ArcGIS平台上建立一套集合数据采集、数据编辑、数据应用和数据发布的综合系统,实现了制图编辑,输出成图。图面上对不同地质图元实体,分别用点、线、面三种空间要素表示,图面元素之间通过拓扑建立空间关系,通过坐标系统和真实世界建立联系。数据库设计则按上述三种不同类型图元,依其地质属性内容分别建立属性表,通过关系数据库(属性库)反映地质体的特征。各类属性表按其属性内容划分出若干数据项,用于存储各类地质实体的基本地质信息数据,如地质体时代及时代依据、名称、岩石类型以及能反映其形成环境和地质特征的相关数据信息等等,同时考虑到制图与后期应用的需要也设计了一些属性项,如“Symbol”和“Label”用于存储图示信息,并设计了ArcGIS环境下的各类符号库。开发了1:500万国际亚洲地质图的ArcGIS环境下的数据库应用系统,包括数据库的查询和检索,为使用者提供了空间和属性检索功能。

四、通过专题研究解决了亚洲一些重大地质问题

1.在河北密云大城子一带发现中元古界长城系底部的常州沟组不整合沉积覆盖于元古代环斑花岗岩之上,并获得该花岗岩锆石SHRIMP年龄1.68Ga;在北京密云沙厂一带发现常州沟组不整合沉积覆盖于花岗斑岩岩脉之上,岩脉LA-MC-ICPMS锆石U-Pb 年龄为1.67 Ga,从而确定蓟县剖面中元古界底界不是1.8Ga,而很可能是1.65Ga左右。

2.通过精确的同位素测年,确定双桥山、冷家溪、四堡等群并不是中元古界,而是新元古界,将中国南部新元古界地层自下而上分为:冷家溪群(1 000Ma-820Ma)、板溪群(820Ma-780Ma)、南华系(780Ma或760Ma-635Ma)和震旦系(Ediacaran)(635Ma-542Ma),并据此重新统一划分对比了俄罗斯、蒙古和印度等地的新元古界。

3.根据SHRIMP测年,确定中国东部中生代最大规模的火山岩喷发发生在135100 Ma,时代为早白垩世中晚期,从而彻底解决了争论达80年的热河生物群的年代之争,并把中国东部与俄罗斯东部火山岩的时代最终统一起来,为研究亚洲滨太平洋中生代构造提供了新的理论基础。

4.确定中亚地区石炭-二叠纪火山岩大多不是形成于岛弧环境,而是形成于拉张裂陷环境,为古亚洲洋演化研究提供新的理论基础。

5.确定古亚洲洋构造域主要发育加里东和华力西期花岗岩,其中,以华力西期花岗岩最重要;特提斯域主要发育印支、燕山、喜马拉雅3期花岗岩,以印支和喜马拉雅两期最为重要;太平洋域发育印支、燕山、喜马拉雅3期花岗岩,亚洲大陆以燕山期最为重要,西太平洋岛弧以喜马拉雅期分布最广。这与3个构造域各自最重要的构造活动和内生金属成矿时期完全一致。

6系统厘定了中国及亚洲的主要蛇绿岩带的时空展布。古亚洲域主要有元古代最晚期和寒武-奥陶纪2个时期。特提斯域,除侏罗-白垩纪外,在雅鲁藏布江带和班公-怒江带均已发现三叠纪蛇绿岩。太平洋域存在早古生代、晚古生代、中生代和新生代蛇绿岩,以中、新生代为主。

五、建立三个研究平台,迈向新的目标

IGMA5000项目的实施,建立了我国与亚欧国家和地区合作交流的亚洲地质研究的国际平台,进一步夯实了中国地质科学院地质研究所、天津地调中心、南京地调中心、西安地调中心、广州海洋地质调查局、北京大学、中国地质大学、南京大学等多家单位参予的国内研究平台。同时,培养了一批既掌握中国又了解亚洲、熟悉世界的各学科地质领军人才与青年后备力量,形成了多支相对稳定的人才梯队和工作团队。IGMA5000项目高质量的完成,有效地增强了中国地质科学家和中国地质调查局的国际影响力。

在IGMA5000取得巨大成功的基础上,根据世界地质图委员会决议,IGMA5000团队正在中国地质调查局进一步支持下,从多学科角度研究东亚和南亚(中国及邻区)海陆大地构造,编制中国及邻区海陆大地构造图,以全面展示中国及邻区大地构造时空四维的演化历史,为大数据建设提供基础性地质构造大框架,揭示古亚洲洋、太平洋和特提斯三大构造域及其对资源-环境的制约,深化对地质构造背景的认识,以便为资源、环境灾害的调查与评价提供重要理论基础。