任紀(jì)舜, 牛寶貴, 王 軍, 和政軍, 金小赤, 謝良珍, 趙 磊,劉仁燕, 江小均, 李 舢, 楊付嶺
中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037
1:500萬國際亞洲地質(zhì)圖
任紀(jì)舜, 牛寶貴, 王 軍, 和政軍, 金小赤, 謝良珍, 趙 磊,劉仁燕, 江小均, 李 舢, 楊付嶺
中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037
1:500萬國際亞洲地質(zhì)圖(IGMA5000)是由世界地質(zhì)圖委員會(huì)(CGMW)的4個(gè)分會(huì)、亞歐20個(gè)國家的100余名地質(zhì)學(xué)家合作完成的。這是 CGMW 旗下, 第一份 IGMA5000; 第一份以亞洲為主體, 又包括鄰區(qū),既表示大陸地質(zhì), 又表示海底地質(zhì)的 IGMA5000; 第一份按國際標(biāo)準(zhǔn), 在 ArcGIS平臺(tái)上編制的數(shù)字化IGMA5000。圖幅西起阿爾卑斯, 東到馬里亞納海溝, 北起北冰洋, 南到爪哇海溝。從這張圖上, 不僅可以解讀亞洲地質(zhì), 而且可以研究亞洲與相鄰大陸和海洋的地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系。IGMA5000的完成, 為亞洲大地構(gòu)造、成礦規(guī)律和資源環(huán)境研究建立了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
亞洲; 地質(zhì)圖; IGMA5000; ArcGIS; CGMW
1975年和 1982年中國、前蘇聯(lián)都曾出版過1:500萬亞洲地質(zhì)圖(中國地質(zhì)科學(xué)院, 1975; State Department of Geodesy and Cartography of USSR,1982), 但由于亞洲面積巨大、國家眾多、發(fā)展極不平衡, 特別是作為亞洲最大的國家, 中國長期沒有進(jìn)入世界地質(zhì)圖委員會(huì)(Commission for the Geological Map of the World, 簡稱CGMW), 該會(huì)一直沒有安排 1:500萬國際亞洲地質(zhì)圖(1:5M International Geological Map of Asia, 簡稱 IGMA5000)的編制。改革開放以來, 隨著中國地質(zhì)工作的發(fā)展, 中國地質(zhì)學(xué)家在國際地學(xué)界日益活躍, CGMW于2004年決議, 由中國學(xué)者主持編制IGMA5000?,F(xiàn)在這一工作已經(jīng)完成, IGMA5000即將由地質(zhì)出版社以中、英文兩種版本出版, 主編: 任紀(jì)舜, 副主編: 牛寶貴、王軍、金小赤、謝良珍。茲簡要報(bào)道如下。
CGMW 是國際地科聯(lián)(IUGS)下屬的專業(yè)性學(xué)術(shù)單位, 是國際地學(xué)界地質(zhì)編圖的權(quán)威機(jī)構(gòu)。2000年, CGMW巴西會(huì)議選舉任紀(jì)舜為 CGMW理事會(huì)成員, 負(fù)責(zé)南亞和東亞分會(huì); 2002年, CGMW 巴黎會(huì)議, 委托任紀(jì)舜起草 IGMA5000編圖工作建議;2004年, CGMW佛羅倫薩會(huì)議決議, IGMA5000由CGMW南亞和東亞分會(huì)負(fù)責(zé), 聯(lián)合北歐亞、中東、海底圖3個(gè)分會(huì)及亞歐相關(guān)國家共同編制。2005年中國地質(zhì)調(diào)查局立項(xiàng), 開始編制IGMA5000。
小比例尺地質(zhì)圖的編制是全面進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造研究的基本手段。它不是已有地質(zhì)圖件的簡單拼接和地質(zhì)資料的匯總, 而是經(jīng)過對(duì)地質(zhì)圖件和資料的綜合整理、分析研究、去偽存真、去粗取精、升華認(rèn)識(shí)、完成的一份有統(tǒng)一思想和科學(xué)內(nèi)容的全新的大區(qū)域地質(zhì)圖件。從而達(dá)到對(duì)區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域巖石、區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)演化歷史的更加準(zhǔn)確全面的認(rèn)識(shí)。這里既有關(guān)鍵地質(zhì)問題的專題性研究, 又有攬蓋全局的綜合研究, 以及圖面表達(dá)方式的科學(xué)性和藝術(shù)性的探索。一幅高水平的小比例尺綜合地質(zhì)圖,必然是科學(xué)和藝術(shù)的完美結(jié)合。
為了編制一份高水平的圖件, 我們特別著力于以下幾點(diǎn):
地質(zhì)圖是一切地質(zhì)工作的基石, 為了給亞洲大地構(gòu)造、成礦規(guī)律和資源環(huán)境研究以及系列地質(zhì)圖的編制, 建立起一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ), 我們把亞洲放在全球背景上編制IGMA5000。圖面以亞洲為主體, 但也包括鄰區(qū); 既表示大陸地質(zhì), 又顯示海底地質(zhì),實(shí)現(xiàn)海陸一體化研究。為此將IGMA5000的圖廓確定為: 西起阿爾卑斯, 含歐洲大部和非洲東部, 東到馬里亞納海溝, 包括西太平洋及其溝-弧-盆體系;北起北冰洋, 包括北美最北端, 南到爪哇海溝, 含北印度洋裂谷系和溝-弧系以及澳大利亞西北部(圖1)。這樣, 讀者不僅可以從 IGMA5000解讀亞洲地質(zhì), 而且可以研究亞洲與相鄰大陸和海洋的地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系。
本圖按國際標(biāo)準(zhǔn)編制, 但又結(jié)合亞洲實(shí)際情況和工作進(jìn)展做適當(dāng)調(diào)整。(1)地層劃分, 以最新國際地層表(2012)為依據(jù), 顯生宙地層劃分到統(tǒng), 元古宙劃分到系, 太古宙劃分到界。(2)火成巖, 以國際地科聯(lián)(IUGS)火成巖分類學(xué)委員會(huì)推薦的火成巖分類方案(Streckeisen, 1976; Streckeisen, 1978; Le et al.,1986; Le Maitre, 1989), 結(jié)合亞洲實(shí)際情況, 火山巖分為: 酸性、中性、基性(超基性)和堿性, 以及它們的過渡類型, 如中-酸性、中-基性以及雙模式火山巖等; 侵入巖分為: 酸性、中性、基性、超基性和堿性5類, 其中酸性巖, 即花崗巖類進(jìn)一步分為堿性花崗巖(包括環(huán)斑花崗巖)、花崗巖(包括正長花崗巖、二長花崗巖等)、花崗閃長巖、英云閃長巖和斜長花崗巖、紫蘇花崗巖等5類。(3)變質(zhì)巖, 按溫度劃分為:高綠片巖相、高綠片巖相—角閃巖相、角閃巖相、角閃巖相—麻粒巖相和麻粒巖相; 低綠片巖相在圖上未予表示; 按壓力分為: 藍(lán)片巖相(高壓)和含柯石英榴輝巖相(超高壓)。(4)斷裂及其他構(gòu)造要素, 按國際通用原則統(tǒng)一劃分出正斷層(實(shí)測、推測)、逆沖斷層(實(shí)測、推測)、走滑斷層(實(shí)測、推測), 性質(zhì)未分?jǐn)鄬?實(shí)測、推測), 以及大洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層和現(xiàn)今貝尼奧夫帶。同時(shí)在海域標(biāo)出了磁異常條帶, 部分大陸邊緣盆地增加了沉積等厚線。此外,IGMA5000還表示了蛇綠巖和蛇綠混雜巖、金伯利巖、沖擊構(gòu)造以及第四紀(jì)沙漠、黃土等(圖2)。
建立在 GIS基礎(chǔ)上的數(shù)字化 IGMA5000, 選擇ArcGIS作為地質(zhì)制圖和數(shù)據(jù)庫建設(shè)平臺(tái), 先后使用了ArcGIS 9.1、9.2、9.3和10.0多種版本。數(shù)據(jù)庫建設(shè)遵循下列原則: (1)標(biāo)準(zhǔn)化, 數(shù)據(jù)庫各屬性項(xiàng)地質(zhì)內(nèi)容中使用的術(shù)語采用國際通用術(shù)語, 并建立 IGMA5000專用術(shù)語詞典庫, 對(duì)不能采用術(shù)語表述的地質(zhì)屬性內(nèi)容, 制定了詳細(xì)的屬性內(nèi)容的填寫規(guī)范; (2)采用ArcGIS的Geodatabase(GDB)存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù), 通過使用Geodatabase特有的屬性域(Domain), 子類(Subtype)和拓?fù)湟?guī)則(Topology), 保證空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的自洽性和一致性; (3)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)合理, 在ArcMap下通過制定制圖規(guī)范、標(biāo)注規(guī)則、設(shè)計(jì)IGMA5000專用Style庫、使用Representation等技術(shù), 以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制圖的工作模式, 實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的制圖。
圖3 IGMA5000區(qū)域編圖小組分工簡圖Fig. 3 Task areas of working groups
由CGMW南亞和東亞分會(huì)負(fù)責(zé), 聯(lián)合CGMW北歐亞、中東、海底圖3個(gè)分會(huì)以及亞歐20個(gè)國家(柬埔寨、中國、朝鮮、法國、印度、印尼、伊朗、伊拉克、日本、哈薩克斯坦、老撾、馬來西亞、蒙古、緬甸、巴基斯坦、菲律賓、韓國、俄國、泰國、越南)的地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)和科研單位的100余名地質(zhì)學(xué)家, 分成5個(gè)區(qū)域編圖小組(圖3)、8個(gè)專題研究小組、1個(gè)編輯組和 1個(gè)國際工作組分工合作編制。故稱之為國際亞洲地質(zhì)圖。所有參加人員名單及所承擔(dān)的任務(wù), 均在圖幅右側(cè)列出。
在IGMA5000編制過程中, 共召開了6次國際工作會(huì)議, 商討編圖方案、編圖標(biāo)準(zhǔn), 檢查進(jìn)展情況,進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。負(fù)責(zé)全圖總編的中國學(xué)者曾4次出訪, 分別到俄羅斯、伊朗、越南等國與合作方就接圖和數(shù)據(jù)庫建設(shè)等問題進(jìn)行研討, 并考察波羅的地盾、厄爾布斯山和越南北部等地地質(zhì); 邀請(qǐng)蒙古、俄羅斯學(xué)者來華共同編制中亞—蒙古地區(qū)地質(zhì)圖;邀請(qǐng)?jiān)侥蠈W(xué)者來華, 討論印度支那和中國南部地質(zhì)。
由于各國、各地區(qū)地質(zhì)學(xué)家親自參加編圖, 不但保證了圖件資料達(dá)到最新、最全, 而且各國學(xué)者間的不斷切磋, 達(dá)到地質(zhì)思想上的交流融合, 這樣IGMA5000就不是各地區(qū)地質(zhì)圖拼合起來的“混合物”, 而是通過充分研討、去偽存真、去粗取精、升華認(rèn)識(shí)的“化合物”。
把編圖與專題研究結(jié)合起來是IGMA5000的最大特色。組織了早前寒武紀(jì)地質(zhì)、晚前寒武紀(jì)地質(zhì)、南華系—震旦系、顯生宙地層、東部火山巖、西部火山巖、花崗巖、大地構(gòu)造等8個(gè)專題研究小組。與編圖人員密切配合, 研究并解決了亞洲地質(zhì)的一些重大的關(guān)鍵性問題: 確定中國中元古界薊縣剖面的底界不是 1.8 Ga, 而是小于 1.68 Ga(和政軍等,2011; 李懷坤等, 2011), 初步判定為 1.65 Ga, 從而與國際地層表的 1.60 Ga基本一致; 根據(jù)中國南部新元古界的最新年齡數(shù)據(jù)(高林志等, 2008, 2010,2011), 將亞洲的新元古界四分, 即震旦系(Ediacaran, 541—635 Ma)、南華系(635—750? Ma)、板溪群(750?—820 Ma)、冷家溪群(820—1000? Ma);確定中國東部大陸上大片分布的含熱河生物群的火山巖系為早白堊世中晚期, 其主體年齡為 115~135 Ma(Niu et al., 2004; 刑光福, 個(gè)人交流), 從而把中國東部與俄羅斯遠(yuǎn)東同時(shí)代火山巖的時(shí)代最終統(tǒng)一起來; 初步判定中亞地區(qū)石炭系—下二疊統(tǒng)火山巖, 大部分不是形成于板塊俯沖體制下的弧火山巖, 而是造山后伸展環(huán)境下形成的(夏林圻等, 2008;Xia et al., 2012), 當(dāng)時(shí)中亞地區(qū)很可能已不存在所謂溝-弧-盆體系, 這一點(diǎn), 對(duì)研究中亞造山帶的構(gòu)造模型十分有價(jià)值, 等等。
所有專題研究成果, 除發(fā)表單篇論文外, 將由科學(xué)出版社出版《亞洲重大地質(zhì)問題研究系列著作》;由“Journal of Asian Earth Science”(亞洲地球科學(xué)雜志)??霭妗秮喼薜刭|(zhì)演化》。
2012年4月, 由CGMW邀請(qǐng)國際亞洲地質(zhì)專家對(duì)IGMA5000進(jìn)行了審查。CGMW主席Ph. Rossi博士親自起草的評(píng)審決議, 稱IGMA5000 是當(dāng)代地質(zhì)編圖的一幅杰作(Masterpiece)。上屆國際地科聯(lián)副主席J. Charvet教授認(rèn)為“IGMA5000在亞洲地質(zhì)研究中具有里程碑意義”。2012年 12月, 中國地質(zhì)調(diào)查局組織的評(píng)審委員會(huì), 評(píng)價(jià)“IGMA5000達(dá)到了國際領(lǐng)先水平”。評(píng)委會(huì)主任李廷棟院士指出“IGMA5000是中國從地質(zhì)大國邁向地質(zhì)強(qiáng)國的重要一步”; 評(píng)委翟裕生院士則說: “是中國地質(zhì)編圖走向亞洲, 步入全球的里程碑”。
從 IGMA5000可以看出, 中國所在的東亞和中亞正好位于亞洲的核心部位, 顯生宙幾個(gè)全球性動(dòng)力體系——古亞洲洋、特提斯—古太平洋、印度洋—太平洋 3大體系的疊加復(fù)合, 使這里成為亞洲甚至全球地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化歷史最復(fù)雜的一個(gè)區(qū)域。由此也可以悟出, CGMW為什么把編制IGMA5000的重任委托給中國。這說明國際地學(xué)界在亞洲地質(zhì)問題上是很重視中國, 重視中國地質(zhì)學(xué)家的作用的?,F(xiàn)在, 我們已經(jīng)成功完成了 IGMA5000, 但這只是我們研究亞洲地質(zhì)的第一步。我們相信, 只要我們中國地質(zhì)學(xué)家勇于開拓、自強(qiáng)不息, 我們一定可以在亞洲地質(zhì)研究上做出更大貢獻(xiàn); 我們相信, 現(xiàn)代地球科學(xué)起源于歐美, 但發(fā)展完善一定需要亞洲,特別是中國地質(zhì)學(xué)家的積極參與。從中國走向亞洲,步入世界, 正是中國地質(zhì)科學(xué)發(fā)展的需要和必然。
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致謝: 衷心感謝CGMW的關(guān)切和指導(dǎo), IGMA5000的各國學(xué)者的積極參與和友好合作, 中國地質(zhì)調(diào)查局的全力支持, 中石化和中石油兩個(gè)集團(tuán)公司的友好幫助!
1:5 Million International Geological Map of Asia
REN Ji-shun, NIU Bao-gui, WANG Jun, HE Zheng-jun, JIN Xiao-chi, XIE Liang-zhen,ZHAO Lei, LIU Ren-yan, JIANG Xiao-jun, LI Shan, YANG Fu-ling
Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037
The 1:5M International Geological Map of Asia (IGMA5000) under the aegis of the Commission for the Geological Map of the World (CGMW) is a cooperative project launched in 2005 and completed in 2012, which involves more than 100 geologists from 4 subcommissions of CGMW as well as geological surveys and institutions of 20 Asian and European countries. The map area covers whole Asia and its adjacent regions from the Alps in the west to the Mariana Trench in the east, and from the Arctic Ocean in the north to the Java Trench in the south. IGMA5000 is the first digital Asian geological map built on the ArcGIS platform and compiled in accordance with international standards and also the first map that displays the off-shore and on-shore geology within the map area, and therefore the compilation of the map is extremely arduous and challenging. The present map not only provides a fresh insight into the Asian geology with a global vision but also shows the geological relationship between the Asian continent and its neighboring continents and oceans. Its successful completion will surely lay a solid foundation for researches on the tectonics, metallogeny, resources and geological environment of Asia.
Asia; geological map; IGMA5000; ArcGIS; CGMW
P283; P5
A
10.3975/cagsb.2013.01.03
本文由中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查工作項(xiàng)目“1:500萬國際亞洲地質(zhì)圖編圖”(編號(hào): 200313000048; 1212010511502; 1212010611801)和“1:500萬國際亞洲地質(zhì)圖編輯完善及數(shù)據(jù)庫維護(hù)”(編號(hào): 1212011120126)聯(lián)合資助。獲中國地質(zhì)科學(xué)院2012年度十大科技進(jìn)展第一名。
2013-01-21; 改回日期: 2013-01-25。責(zé)任編輯: 閆立娟。
任紀(jì)舜, 男, 1935年生。研究員, 中國科學(xué)院院士, CGMW副主席。長期從事區(qū)域地質(zhì)和大地構(gòu)造研究。通訊地址: 100037,北京市西城區(qū)百萬莊大街26號(hào)。電話: 010-68999662。E-mail: renjishun@cags.ac.cn。