Question

地质编图

Answer 1

填图和编图成果介绍与研讨是第33届国际地质大会极地地质的重要内容之一，提交的图件内容丰富、实用性强。从会议上了解到，一套图件的编制往往是许多国家和研究机构参加，而且在编图过程中非常重视数据库的建设。

一、环北极填图计划

应世界地质图委员会的要求，以及作为国际极地年活动的一部分，环北极国家近年来合作开展了一系列填图项目，编制了一套以60°北为界的北极区1:500万地质和地球物理数字图集。

1.1∶500万北极基岩地质图

加拿大地质调查局、俄罗斯地质研究所、俄罗斯世界海洋地质和矿产资源研究所、美国地质调查局、瑞典地质调查局、挪威地质调查局、丹麦和格林兰地质调查局联合完成了一套最新的1∶500万的北极地区基岩地质图和相关的数据库建设。编图范围包括60°北以北的陆地和近海，每个图幅附有图例。新编图件的区域含瑞典、俄罗斯陆地和近海、美国的阿拉斯加、加拿大北部的两个区（纽曼特边区和西北边区）。

编图所采用的已出版资料有：北欧1∶400万数字地图、芬诺斯堪的亚地盾1∶200万、格林兰1∶250万、育空1∶100万和加拿大北极部分1∶500万等各种比例尺的地质图，以及覆盖大西洋西北部和北美近海的（1∶500万）地质图等图件。

图件上的线元素包括扩张脊、洋壳等时线、岩墙群、接触点和断层；点元素为碰撞构造、活动火山、底辟构造和金伯利岩等；面元素的标准化以ICS时间尺度为准。前寒武纪的绘制采用绝对时间尺度，埃迪卡拉纪和更年轻的地质体则采用相对时间尺度，以最老和最年轻的年龄范围为上、下限，在图面上和数据库中，将不同地质年代的域分成85个区域，其中56个分布在显生宙，30个分布在前寒武纪。岩性被分成28类，包括喷出岩（6类）、侵入岩（9类）和沉积岩（10类）和变质岩（3类）；前寒武纪的编图单元按照“域”进行分组和编号，包括克拉通（11类）、微大陆和蛇绿岩带（6类）、岩浆弧（8类）、造山带（15类）和后造山盆地（8类）。这样划分构造域有利于区分不同类别地质体之间的相互关系，突出侵位于相互分离的陆核之内的地质体或者曾经是毗邻的更高级别的地质体。但是如何适当地定义显生宙的地体和域、尤其是显生宙造山带，还存在明显的分歧。新编的地质图利用虽未正式鉴别，但具特殊成分和年代范围的构造域作为图件的组合单元来避开这一难题。

本计划短期目标虽然是编制一幅新的环北极地质图，但这次努力的真正价值在于数据库的建设。这份数字空间资料档案库不仅是编制正规数字地质图的宝贵财富，也是用户通过世界互联网获得数据来编制自己需要的各种图件的资源。总的说来，这些数据除了可以作为一种模式为扩大数字地质图范围服务以外，还可为地下和全球其他区域的相关研究服务。

2.1∶500万北极最新磁异常和重力异常图

本项目由几个国家（俄罗斯、瑞典、芬兰、丹麦、美国、加拿大、德国和挪威）的研究机构执行。

编图过程首先是收集各参与机构最近出版的各种磁异常和重力异常栅格数据，并将其转换成标准数据格式。

磁异常图编制：将加拿大磁异常数据（基于加拿大航空磁测数据库）、阿拉斯加磁异常数据（基于美国地质调查局阿拉斯加航空磁测数据库）、欧洲西北区1千米网格密度的磁异常数据（芬诺斯堪的亚编汇和NGU大西洋东北部编汇），与洋区以及俄罗斯地区5千米网格密度的磁异常数据进行编汇，再加入格林兰和邻近区新的网格数据，使用He-mant等（2007）的方法和GEOSOFT程序合并这些网格数据，使本次汇编的最终网格分辨率达到2千米×2千米和1千米×1千米。

重力异常图包括许多图种：环北极空间重力异常图、海区空间重力异常图和陆区布格重力异常图。应用卫星重力异常来控制数据稀疏的区域，提高新编图件的精度，使重力异常图集的分辨率达到10千米×10千米。

3.1:100万斯瓦尔巴特群岛及邻近陆架地质图

这张地质图是许多地质学家收集不同国家的数据而编制的。编图应用的资料有A.K.Orvin于1936年编制的该区首张地质图，挪威极地研究所20世纪60年代和2002年出版的相对较新的地质图（Winsnes,Dallmann等，2002），由挪威和俄罗斯共同完成的地震剖面和航空磁测等地球物理资料则用于海上部分的编图。

斯瓦尔巴特构造区位于欧亚板块西北角，是重建北大西洋和北极西部地质史的关键区域。目前解释的斯瓦尔巴特构造区是加里东造山期由四个各具前加里东构造史的块体组合而成的。为阐明斯瓦尔巴特的地质位置以及大陆架周围的各种地质要素，选择编制海区1∶1000万比例尺的地质图。

斯瓦尔巴特构造区被南北向断层和泥盆纪地堑隔开，上覆为石炭纪—第三纪的台地沉积，因大西洋扩张而形成的第三纪断裂带沿群岛的西海岸分布。该区的海洋部分可划分为3个构造单元，即东南部的典型陆架、北陆坡和西陆坡。在西陆坡，第三纪褶皱冲断层带发育在一个右旋走滑的板块边缘，该板块边缘是古近纪北大西洋扩张时期沿巴伦支海和格陵兰陆架之间的陆内转换边缘，应力条件主要是拉张作用。南北向的第三纪主褶皱与大陆边缘的西缘平行。总之，它们继承了更老的加里东期构造体系。在斯瓦尔巴特北部，中生代至新生代的构造事件则以拉张应力状态占优势。

二、各种比例尺的北极显生宙古环境和古岩相图

此项目由波兰科学技术大学执行，编图资料来源于地质报告、地质图、地层柱状图和其他与构造演化、盆地形成、沉积有关的古地理解释等研究。除了编制北极显生宙古环境和古岩相图，在板块和古地质图构造重建的基础上，运用板块构造模型还编制了古大陆基底图，并将所有地质构造特征用标准数字化的形式归档，同时保留和建设最新的海洋磁性和构造数据库，并设立相应的数据空间以便今后不断地增加古地磁、热点、地质和地球物理资料，以此来拓展全球板块构造重建的范围和精度。

北极Sauk、Tippecanoe、Kaskaskia、Absaroka、Zun和Sloss、Tejas等区的分图幅显示了各地区最大海侵期的海平面和相应变化周期、年代地层和区域不整合。编制的图件将这些沉积旋回划分为32个亚旋回（超层序）和21种岩相。

这些图件揭示了北极区从寒武纪到新近纪的古环境与岩相特征。研究者应用岩相分布特征解释了与大陆裂解和聚合相关的气候变化，并提出：①与裂陷和被动边缘有关的盆地源于大陆的裂解和大洋的发育；②大陆的聚合导致前陆盆地的形成，俯冲带与弧后盆地有关；③生物灭绝事件可能与板块的重组和地幔柱活动有关。

构造演化与板块重组：冈瓦纳超大陆和波罗的海、劳伦以及西伯利亚3个主要大陆板块在显生宙初期颇为重要。波罗的海和西伯利亚向北漂移并且在加里东造山期发生碰撞，形成劳汝西亚（Laurussia）大陆；二叠纪和三叠纪初期，劳汝西亚与西伯利亚发生碰撞形成劳亚古大陆，后者又是潘基亚超大陆（泛古陆）的一部分；中生代潘基亚超大陆的裂解与西伯利亚裂谷作用，与位于Chukotka—阿拉斯加北坡和Verhoyansk之间的南Anui-An-vil大洋的起源有关。北极洋最初的扩张发生于早白垩世，并形成加拿大盆地，其后晚白垩世的扩张形成Makaro盆地。这些扩张都与亚洲东北部和北美西北部的造山事件以及亚洲与美洲在Chukotka—阿拉斯加地区的缝合作用有关。北美、格林兰和欧亚大陆之间的裂离发生于古近纪，北大西洋海底持续扩张导致北极欧亚盆地的开启。

三、1∶1000万国际南极洲构造图

新编1∶1000万南极洲构造图是世界地质图计划（CGMW）的一部分，且同意加入国际极地年的活动。这个计划的执行是国际性的，来自不同国家的著名地质科学家应邀加入这一编图团队，并在编图程序的各个阶段直接接受世界地质图委员会及其大地构造图专门委员会的监督。新编构造图的主图幅配有许多小比例尺的附图，这些附图包括南极洲的构造分区、野外资料、陆—洋转换带的地壳剖面以及应用于编图的不同数据组的位置草图。

与早期图件相比，此图件一个重要的区别是不同类型地质体的划分是以地球动力学背景为依据的，即块体划分按照扩张构造环境、汇聚构造环境和板内构造环境划分，而不是根据传统的大陆壳、洋壳和转换地壳来划分。因此，构造单元的识别涉及构造属性、构造组合特征、与板块边界的关系等。

1∶1000万南极洲构造图不仅展示了南极洲大陆的大地构造格局，同时还揭示了大陆边缘海底和周缘深海海底的构造格局。南极洲板块是古冈瓦纳超级大陆的中间块体，其陆块绝大部分为太古宙和古元古代单元，地球动力学演化相对复杂，以至于难以直接推断古老地史时期的板块构造机制。推测全球性板块构造运动之前可能存在更大的具早寒武世陆壳的陆块——超大陆南极陆块。在南极洲长达10000千米的大陆边缘中，约有85%的大陆边缘是张裂扩展边界类型。块体沿南极洲半岛太平洋山脉—海沟边界近1200千米的大陆边缘碰撞后，由俯冲类型转换成被动大陆边缘。古生代以来，南美洲、非洲、印度、澳大利亚和新西兰相继从南极洲板块分裂出来并向北漂移，形成了始于侏罗纪的南半球海洋。

四、1∶500万亚洲地质图（IGMA 5000）

由中国负责，二十多个国家的地质科学工作者共同参与的1∶500万亚洲地质图编图项目，也是世界地质图填图计划的一部分。本图幅的编制始于2005年，完成时间为2010年，预计提交IGMA 5000光盘及纸图、IGMA 5000空间数据库和IGMA 5000文字说明—《亚洲地质》等成果。

1∶500万亚洲地质图按照国际标准制定地理底图，确定地层、岩石类型等划分方案，实现大陆和海洋统一编制、海陆一体化研究的目标。中国部分图幅的编制以1∶250万地质图的成果为基础，在补充大量新的地质填图资料、特别是100余幅1∶25万地质调查成果等资料的基础上完成的。配套的系列图件包括地层序列图、地层柱状图及对比图、构造—岩浆序列图、断裂系统图等。

目前正在开展的重大地质问题专题研究有：早前寒武纪、晚前寒武纪、显生宙等三个区域地层及古生物研究，两个区域的花岗岩、火山岩等研究和构造研究。

已经取得的突出成果为：①中国东部中生代火山岩系和热河生物群时代之厘定；②中国新元古代地层划分的重大调整。即中国东部中生代火山岩划分为三套：T₃J₁,J_2～3及K₁，南大岭火山岩（J₁）、髫髻山火山岩（J_2～3）、张家口—义县火山岩（K₁）分布较广，其中以K₁最强，分布最广。

五、巴伦支海—喀拉海古地理系列图

巴伦支海—喀拉海古地理系列图是地质基础（Geo Base）项目之一，其主要目标是创建巴伦支海和喀拉海油气区的构造地层和古地理模式。该项目应用俄罗斯和挪威已有的地质、地球物理数据和包括潜在油气区等资料的各学科综合解释成果，布置适当的地震测线，再用深、浅钻孔资料和周围的露头做校正等，编制了泥盆纪—始新世共20份古地理图件。这些图件与以前出版的图件相比，提供的古地理模式不仅纵向上具有更高的分辨率，横向上也可用于研究各时期不同地域主要的沉积作用。编制一系列的古地理图对于了解研究区主要沉积单元的纵向、横向分布，整体认识一个地区的古地理演化是有效的。

编图过程中建立了巴伦支海、北伯朝拉地区和喀拉海大地构造、地质结构和古地理格架。这项综合性研究是了解油气源岩和潜在储层空间分布的科学方法，又是鉴别巴伦支海油气成藏的基础。巴伦支海—喀拉海地区拥有巨大的碳氢化合物资源，对该区古地理演化的认识和理解对于不同次级盆地的有效开发模式显得至关重要。因此本次编图和研究为巴伦支海—喀拉海地区地壳模型和盆地构造提供了精细的地质基础，对西巴伦支海与东巴伦支海盆地之间地质特征的差异加深了认识。

六、俄罗斯北极大陆边缘1∶250万新生代岩浆岩图

本图幅覆盖了欧亚北极海域和附近岛屿以及邻近的陆地，其北部边界是大陆斜坡边缘。图幅将岩浆岩定义为岩浆岩建造，所有岩浆岩建造分为4大族几个群组，并确定其地球动力学条件及大地构造关系，即是发育在褶皱区、造山带，还是构造—岩浆活动的地带等，重建岩浆岩建造的分布岩相区。

编图要素的辨识方法：颜色反映岩浆岩成分，符号上的指数反映岩浆岩年代。由于火山喷出岩建造具有层状结构特征，因此除了标注反映岩浆岩性质的颜色和指数外，还增加斑点以显示其为喷出岩；层状结构岩浆岩的褶皱年代用罗马数字标注在指数前面，海域和邻近大陆的火成岩和沉积岩盖层厚度由等值线表示。此外，还用于不同比例尺的地质图、地球物理图以及地震剖面解释结果做构造分析，根据年代、级别、所处深度及形态对断层进行划分，标注在岩浆岩图幅上。

（邱燕执笔）