我國(guó)海洋地學(xué)編圖現(xiàn)狀、計(jì)劃與主要進(jìn)展

溫珍河，張訓(xùn)華，郝天珧，邱燕，楊金玉，

郭興偉1，2，侯方輝1，2，王忠蕾1，2

1國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266071

2青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

3中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029

4廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510075

1 引言

長(zhǎng)期以來，我國(guó)的地質(zhì)工作主要集中在陸地區(qū)域.1949年之前主要開展了小比例尺或者路線上的陸地地質(zhì)填圖和地質(zhì)找礦工作，海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查和研究工作基本沒有開展.1949年之后，我國(guó)有計(jì)劃有步驟系統(tǒng)開展了陸地地質(zhì)地球物理填圖和研究工作，先后完成了陸地1∶100萬和1∶20萬國(guó)際分幅與各省填圖工作，并在此基礎(chǔ)上完成了1∶50萬比例尺的跨省區(qū)域地質(zhì)和重力、磁力填圖工作.目前，1∶5萬的地質(zhì)和地球物理陸地填圖工作已基本完成，個(gè)別區(qū)域甚至完成了1∶1萬大比例尺的地質(zhì)填圖工作.相對(duì)于陸地地質(zhì)工作，海洋地質(zhì)地球物理工作開展的要晚得多.我國(guó)海洋地質(zhì)地球物理工作起步比國(guó)外晚約50年，而相對(duì)于我國(guó)陸地地質(zhì)地球物理工作大概落后20年.1949年后先期的海洋地質(zhì)地球物理工作主要是為了尋找油氣等礦產(chǎn)資源，以及開展近岸灘涂與島嶼環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，而系統(tǒng)的海洋區(qū)域地質(zhì)地球物理填圖工作則是在20世紀(jì)末開始的.到目前為止，我國(guó)海洋區(qū)調(diào)還沒有全覆蓋，已經(jīng)完成的有1∶100萬南通幅、永暑礁幅、上海幅、海南島幅和中沙幅等少數(shù)幾個(gè)圖幅的區(qū)域地質(zhì)地球物理填圖工作，即將完成1∶100萬大連幅和汕頭幅的海洋區(qū)域地質(zhì)地球物理填圖工作；1∶25萬的海洋地質(zhì)地球物理填圖工作在2009年才開始試點(diǎn)，2014年完成青島幅試點(diǎn)圖幅；而海洋地球化學(xué)填圖除個(gè)別局部區(qū)域?yàn)閷ふ矣蜌赓Y源開展了部分工作外，系統(tǒng)的基礎(chǔ)海洋地球化學(xué)填圖工作尚未開始.海洋地質(zhì)工作已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)家需要和形勢(shì)發(fā)展.

2 海洋地學(xué)編圖的現(xiàn)狀

盡管我國(guó)管轄海域內(nèi)的區(qū)域性地質(zhì)工作落后，但自20世紀(jì)80年代末開始，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升，對(duì)海洋地質(zhì)調(diào)查工作的投入不斷增加，先后實(shí)施了一系列國(guó)家專項(xiàng)，開展了我國(guó)海域的地質(zhì)地球物理綜合調(diào)查.這些工作的開展奠定了我國(guó)海洋基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)，取得了一批基礎(chǔ)性地質(zhì)資料，以此資料為基礎(chǔ)已編制了局部海域1∶50萬，1∶100萬和1∶200萬等不同比例尺的海洋地學(xué)圖件，主要包括：

（1）1987年，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局編繪出版了《南海地質(zhì)地球物理圖》（1∶200萬）.

（2）1990年，國(guó)家海洋局第二海洋研究所出版了《渤海、黃海、東海海洋圖集——地質(zhì)地球物理》，包括1∶500萬的地形圖、地貌圖、底質(zhì)類型圖、重力磁力異常圖和構(gòu)造分區(qū)圖等.

（3）1992年，由地質(zhì)出版社出版了劉光鼎院士主編的《中國(guó)海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖》（1∶500萬）（劉光鼎，1992a，1992b）.

（4）“八·五”期間，青島海洋地質(zhì)研究所與廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局合作編制完成的《南海大陸架及鄰近海域基礎(chǔ)環(huán)境圖集》（1∶200萬）.

（5）“九·五”期間，多部門共同完成了國(guó)家專項(xiàng)有關(guān)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的成果圖件（1∶200萬）.

（6）2002年，青島海洋地質(zhì)研究所等單位組織完成了國(guó)家有關(guān)專項(xiàng)編繪的黃東海幅系列圖件（1∶50萬）.

（7）2005年，中國(guó)海洋大學(xué)李廣雪等出版了1∶200萬比例尺的《中國(guó)東部海域海底沉積成因環(huán)境圖》和《中國(guó)東部海域海底沉積類型圖》（李廣雪等，2005）.

（8）2007年，國(guó)家海洋局第二海洋研究所基于海洋專項(xiàng)最新調(diào)查資料，編繪出版了《南海海洋圖集——地質(zhì)地球物理分冊(cè)》，共編制1∶850萬和1∶450萬的南海海洋地質(zhì)系列圖104幅，包括海底地形圖、海底地貌圖、底質(zhì)類型圖、重力圖、磁力圖和地質(zhì)礦產(chǎn)圖等，

（9）2010年，青島海洋地質(zhì)研究所編制《中國(guó)東部海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖》（1∶100萬）（張洪濤等，2010；溫珍河等，2011）.

（10）2012年，青島海洋地質(zhì)研究所、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心等編制完成《中國(guó)南部海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖》（1∶100萬），正在出版中.

以上圖件有些已經(jīng)公開出版，有些出于種種原因未公開出版.公開出版的系列圖中，以劉光鼎院士主編的《中國(guó)海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖》在海洋地質(zhì)界的影響最大，而正在進(jìn)行出版工作的由青島海洋地質(zhì)研究所編制 “我國(guó)海域1∶100萬地質(zhì)地球物理系列圖”代表了我國(guó)海域地學(xué)編圖的最新研究進(jìn)展.

在國(guó)外，至目前為止，美國(guó)完成了3個(gè)輪次的大規(guī)模海洋調(diào)查與編圖工作.完成東、西沿岸和大陸架中、大比例尺地質(zhì)圖的測(cè)繪工作；已開始在東、西沿岸近海區(qū)測(cè)繪大比例尺的三維圖.俄羅斯大陸架海洋地質(zhì)測(cè)量采用1∶100萬和1∶20萬兩種比例尺，前者主要用于大陸架，調(diào)查海底構(gòu)造、礦產(chǎn)資源，后者主要用于有礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景區(qū)，已編制了一系列地學(xué)圖件.日本先后完成了4個(gè)輪次大規(guī)模海洋調(diào)查與編圖，編制了海底地質(zhì)圖、構(gòu)造圖、沉積圖、地磁強(qiáng)度圖、布格重力異常圖等多種地學(xué)圖件（李廷棟，2007）.

3 我國(guó)海洋地學(xué)編圖的計(jì)劃

2008年開始，我國(guó)開始實(shí)施“海洋地質(zhì)保障工程”，作為“海洋基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”計(jì)劃的工作項(xiàng)目之一，“中國(guó)海及鄰域地質(zhì)地球物理及地球化學(xué)系列圖”項(xiàng)目正式實(shí)施.系列圖項(xiàng)目包括“中國(guó)海陸及鄰區(qū)地質(zhì)地球物理系列圖”、“中國(guó)海及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖”和“中國(guó)各海區(qū)地質(zhì)地球物理系列圖”三個(gè)層次的編圖項(xiàng)目.

3.1 海陸聯(lián)編地學(xué)系列圖編圖概況

第一層次“中國(guó)海陸及鄰區(qū)地質(zhì)地球物理系列圖”試圖通過系列圖的編制，既可以對(duì)50年來各種數(shù)據(jù)和各項(xiàng)成果有一個(gè)全面系統(tǒng)地匯集，又可以充分反映當(dāng)前我國(guó)海洋與陸地基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)狀，為海陸地質(zhì)地球物理和大地構(gòu)造研究，為決策機(jī)構(gòu)對(duì)今后海洋地質(zhì)工作進(jìn)行更合理地規(guī)劃、部署和指導(dǎo)，為海洋資源的開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)海洋主權(quán)與權(quán)益提供更為直觀、詳細(xì)的基礎(chǔ)資料.第一層次的編圖基礎(chǔ)非常好，已有資料與成果完全可以滿足編圖需要.我國(guó)管轄海域基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查是今后一項(xiàng)長(zhǎng)期和重要的工作，編制提供我國(guó)海域基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)的地學(xué)系列圖件，將有助于全面了解我國(guó)海洋基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查的進(jìn)展、成果，從而可以更有目的地規(guī)劃和部署海洋基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和研究工作，更好地服務(wù)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要和需求.目前第一層次的編圖工作基本結(jié)束，取得了很多階段性成果，第一層次編圖已產(chǎn)生一定的社會(huì)影響，成果圖件即將正式出版.

3.2 第二層次編圖計(jì)劃

現(xiàn)已經(jīng)開展第二層次的編圖任務(wù).根據(jù)形勢(shì)發(fā)展的需要及科學(xué)意義，應(yīng)充分考慮突破第一島鏈至第二島鏈作為編圖范圍.考慮到第二島鏈的范圍較大，調(diào)查程度較低，資料較少，因此，在第二層次編圖中，擬分兩種比例尺開展編圖，即我國(guó)東部海域—西太平洋第二島鏈范圍內(nèi)，采用1∶300萬比例尺；我國(guó)管轄海域范圍，仍采用原總體設(shè)計(jì)的1∶100萬比例尺.考慮到國(guó)家地質(zhì)大調(diào)查專項(xiàng)中已實(shí)施“我國(guó)海域1∶100萬地質(zhì)地球物理系列圖”工作項(xiàng)目（2003—2010年），編制了空間重力圖、布格重力異常圖、磁力（ΔT）異常圖、沉積物分布圖和區(qū)域構(gòu)造圖，因此，在第二層次編圖的1∶100萬圖種中，不安排已有的圖件種類，與已有成果相銜接.

圖1 空間重力異常圖（楊金玉等，2012）Fig.1 Map of free－air gravity anomalies（Yang J Y，et al.，2012）

圖2 布格重力異常圖（張明華等，2012）Fig.2 Map of Bouguer gravity anomalies（Zhang M H，et al.，2012）

圖3 磁力異常圖（周堅(jiān)鑫等，2012）Fig.3 Map of magnetic anomalies（Zhou J X，et al.，2012）

擬采取的編圖思想：一是以全球構(gòu)造活動(dòng)論為內(nèi)涵，以板塊構(gòu)造理論為基礎(chǔ)，以塊體構(gòu)造理論為指導(dǎo)，采用統(tǒng)一的地理底圖和編圖思路，利用當(dāng)代最先進(jìn)的編圖方法和成圖技術(shù)，充分收集當(dāng)今所掌握的地質(zhì)、地球物理資料與成果，廣泛征求和吸納當(dāng)今科學(xué)家的意見與建議，科學(xué)、系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確地反映我國(guó)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查程度和研究成果.中國(guó)東部海域—西太平洋1∶300萬地質(zhì)地球物理系列圖采用WGS－84坐標(biāo)系，麥卡托投影，標(biāo)準(zhǔn)緯線：32°N和14°N.中國(guó)管轄海洋域1∶100萬地質(zhì)地球物理系列圖采用WGS－84坐標(biāo)系，等角正圓錐（即蘭伯特）投影，北半幅基準(zhǔn)緯度選擇25°N和38°N，南半幅基準(zhǔn)緯度選擇6°N和22°N.采用統(tǒng)一的地理底圖、統(tǒng)一的指導(dǎo)思想、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的編制方法、統(tǒng)一出版印刷.圖件采用自由分幅編制，圖幅間實(shí)現(xiàn)無縫拼接.二是強(qiáng)調(diào)地質(zhì)與地球物理項(xiàng)結(jié)合，注重地殼深部信息的提取，通過地球物理方法揭示地球深部結(jié)構(gòu).三是采用研究性編圖，不是簡(jiǎn)單的資料羅列與堆積，而是對(duì)編圖中存在的問題，采用研究專題集中攻關(guān)方式，給出科學(xué)的認(rèn)識(shí)，并表現(xiàn)在圖上，各圖幅的編制依據(jù)專家審核通過的專題圖編制細(xì)則進(jìn)行.

圖4 莫霍面深度圖（郝天珧等，2012）Fig.4 Map of Moho depth（Hao T Y，et al.，2012）

第二層次編圖主要圖種：（1）中國(guó)海區(qū)至第二島鏈，比例尺1∶300萬.包括：布格重力異常圖、空間重力異常圖、磁力異常圖、構(gòu)造綱要圖、地球動(dòng)力學(xué)圖、中－新生代盆地分布圖、典型地學(xué)剖面2條、水深－地形圖、地勢(shì)圖.（2）中國(guó)管轄海域，比例尺1∶100萬.包括：水深－地形圖、地勢(shì)圖、地震層析成像圖、中－新生代盆地構(gòu)造圖、新構(gòu)造地質(zhì)圖.（3）配套研究專題：中國(guó)海－西太平洋關(guān)鍵地學(xué)問題研究.

3.3 第三層次編圖計(jì)劃

編制“中國(guó)各海區(qū)地質(zhì)地球物理系列圖”，計(jì)劃于2016年啟動(dòng)，至2025年結(jié)束.以中國(guó)海區(qū)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)、詳細(xì)收集資料，充分利用專項(xiàng)調(diào)查、前期編圖所獲得的成果與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，編制我國(guó)各海區(qū)1∶50萬地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)系列圖.主要圖種大致包括水深圖、海底地形圖、布格重力異常、空間重力異常圖、磁力異常圖、地殼厚度圖、構(gòu)造綱要圖、地球動(dòng)力學(xué)圖、新生代盆地圖、前新生代盆地圖、典型剖面、斷裂體系圖、殘留盆地與殘余厚度分布圖、地形地震剖面、鉆井對(duì)比圖、沉積分布圖、火成巖與斷裂分布、第四紀(jì)地質(zhì)圖、主要元素地球化學(xué)異常圖等，屆時(shí)將根據(jù)實(shí)際情況確定具體專題圖種.

4 第一層次編圖成果

4.1 海陸聯(lián)編系列地學(xué)圖件

目前已完成第一層次1∶500萬8種圖件編稿原圖的編制，包括：空間重力異常圖、布格重力異常圖、磁力異常圖、地震層析成像圖、莫霍面深度圖、地質(zhì)圖、大地構(gòu)造格架圖和大地構(gòu)造格架演化圖，縮小后的成果圖件見圖1～8.

4.2 圖件成果之地球物理特征

（1）空間重力異常圖（圖1）：空間重力異常與地形、地貌密切相關(guān)，同時(shí)也蘊(yùn)含現(xiàn)代地殼結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其組成等有關(guān)的信息，是地球物質(zhì)橫向分布不均性的綜合效應(yīng).主要影響因素有地形、地勢(shì)的變化，地殼內(nèi)各密度界面的起伏，地殼結(jié)構(gòu)的差異，地殼和巖石層厚度變化，以及上地幔密度橫向變化等（Ellmann，2010；Pereira and Pacino，2010）.中國(guó)海陸空間重力異常特征基本面貌為線性異常帶縱橫交錯(cuò)，塊狀異常區(qū)坐落其間.宏觀特征是以鄂爾多斯和四川盆地為軸，以北異常呈弧狀分布，以西異常多為NW向，以東則NE向?yàn)楫惓?yōu)勢(shì)走向，以南異常多為近SN向，反映出不同地區(qū)大地構(gòu)造環(huán)境造成構(gòu)造面貌的差別.圖幅最東部醒目的正負(fù)異常條帶伴生的異常面貌是自印支運(yùn)動(dòng)以來西太平洋向歐亞大陸俯沖形成的活動(dòng)大陸邊緣溝－?。璧葮?gòu)造單元在重力場(chǎng)中的反映；青藏高原異常區(qū)的異常特征反應(yīng)出印度洋板塊向歐亞板塊下俯沖，物質(zhì)向東蠕散，被剛硬的古老塊體阻擋后向南擠出的特點(diǎn).圖幅北部西伯利亞，哈薩克斯坦等地區(qū)弧形異常區(qū)、新疆—青海盆山相間異常區(qū)等由于距離現(xiàn)代板塊運(yùn)動(dòng)力場(chǎng)比較遠(yuǎn)，所受影響較中國(guó)東、西部小，更多地反映一種體制下構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造遺跡（郝天珧等，1996，1998；張訓(xùn)華，1998；高德章等，2004，2006）.

塊體構(gòu)造學(xué)說中的兩個(gè)基本構(gòu)造單元：塊體和結(jié)合帶，在空間重力異常圖上對(duì)應(yīng)為異常平緩區(qū)和異常梯級(jí)帶.不同的重力異常特征隱喻著它們經(jīng)歷了不同的構(gòu)造演化史，有著截然不同的構(gòu)造性質(zhì).塊狀異常區(qū)往往對(duì)應(yīng)穩(wěn)定的塊體，塊體空間重力異常特征的不同反映了塊體的性質(zhì)穩(wěn)定程度的差異.

（2）布格重力異常圖（圖2）：是當(dāng)前地殼、上地幔物質(zhì)密度分布不均勻所產(chǎn)生，它綜合了地史上構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，但主要是現(xiàn)代大地構(gòu)造和巖石圈構(gòu)造的反映.中國(guó)海陸布格重力異常可劃分出20個(gè)一級(jí)異常區(qū)和47個(gè)二級(jí)異常區(qū).布格重力異常變化的總趨勢(shì)是由東至西逐漸減小.在南海及琉球群島海域布格重力異常值最高，為400×10－5m·s－2.由東向西迅速減小，至海岸線布格重力異常值幾乎為0.由海岸線向西，布格重力異常值緩慢遞減，進(jìn)入負(fù)值區(qū)，沿大興安嶺—太行山—武陵山一帶布格重力異常值為－55×10－5m·s－2左右.再往西至青藏高原周邊地區(qū)（西昆侖山—阿爾金山—祁連山—龍門山—大雪山）布格重力異常值迅速減小為－300×10－5m·s－2至－390×10－2m·s－2.青藏高原大部分地區(qū)重力值小于－400×10－5m·s－2，重力值最低為－580×10－5m·s－2（東經(jīng)89°30′，北緯33°30′）.區(qū)內(nèi)布格重力異常場(chǎng)的變化趨勢(shì)、重力梯級(jí)帶的分布情況、重力異常場(chǎng)分區(qū)等，為塊體構(gòu)造單元?jiǎng)澐痔峁┝艘罁?jù)，為開展大地構(gòu)造、隱伏斷裂構(gòu)造、深部基底、資源勘查區(qū)劃、境內(nèi)外地質(zhì)礦產(chǎn)與油氣資源對(duì)比研究提供了佐證資料（王家林等，1997；張明華和張家強(qiáng)，2005；尹延鴻等，2008；Zhang et al.，2011）.

圖5 層析成像圖（胥頤等，2012）Fig.5 Map of seismic tomography（Xu Y，et al.，2012）

圖6 地質(zhì)圖（邱燕等，2012）Fig.6 Map of geology（Qiu Y，et al.，2012）

（3）磁力異常圖（圖3）：地磁異常場(chǎng)是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、磁性異常體等的綜合反映.本次編圖針對(duì)不同測(cè)量年代、測(cè)量比例尺、測(cè)量方向、測(cè)量高度、測(cè)量?jī)x器和測(cè)量精度的航磁資料，制定了高精度測(cè)量數(shù)據(jù)覆蓋低精度測(cè)量數(shù)據(jù)、新測(cè)量數(shù)據(jù)覆蓋舊測(cè)量數(shù)據(jù)、大比例尺測(cè)量數(shù)據(jù)覆蓋小比例尺測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)字收錄數(shù)據(jù)覆蓋模擬記錄數(shù)據(jù)和低高度測(cè)量數(shù)據(jù)覆蓋高高度測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)覆蓋原則.對(duì)于不同來源的航磁數(shù)據(jù)，存在不同飛行高度帶來的磁場(chǎng)水平差異的調(diào)整和處理的問題，尤其是在海陸交互地帶，本次編圖首先選擇編圖區(qū)內(nèi)部分測(cè)線和切割線，組成若干磁場(chǎng)調(diào)平框架，再以此框架為依據(jù)，調(diào)整各測(cè)區(qū)磁場(chǎng)水平，尤其是海域內(nèi)磁場(chǎng)水平，達(dá)到編圖區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)水平的統(tǒng)一.由于各測(cè)區(qū)磁場(chǎng)水平差異較大，直接進(jìn)行拼接，勢(shì)必造成較大的誤差，且各測(cè)區(qū)的拼圖邊界也可能會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)畸變，在數(shù)據(jù)拼接時(shí)針對(duì)磁場(chǎng)不同情況分別采用不同方法進(jìn)行網(wǎng)格拼接，在磁場(chǎng)相對(duì)平靜，過渡趨勢(shì)比較明顯的情況下使用混合法拼接數(shù)據(jù)，在拼接異常困難，磁場(chǎng)邊界不整齊的情況下，使用縫合法拼接數(shù)據(jù).在大范圍小比例尺情況下編制圖件，為避免磁異常出現(xiàn)南高北低的情況，本次編圖使用了長(zhǎng)波長(zhǎng)濾波技術(shù)，即在航空網(wǎng)格數(shù)據(jù)上匹配400km的高通濾波，有效改善磁場(chǎng)面貌，將磁異常調(diào)整在比較正的位置（王乃東等，2004；楊華和梁月明等，2011；任紀(jì)舜等，1999；PGW et al.，1999；Johnson et al.，2000）.

磁力異常特征：北部地區(qū)呈現(xiàn)高值的負(fù)磁異常區(qū)，中間夾少量的北東向正異常圈閉；圖幅的中部西藏地區(qū)，呈現(xiàn)低值異常區(qū)，正負(fù)磁異常相間分布，變化幅值小；圖幅的中西部地區(qū)，分布有大量的近東西走向的正值磁異常；圖幅的西南部地區(qū)，在低值負(fù)磁異常的背景下分布有大量的正磁異常；圖幅的中東部，東海地區(qū)可以看到溝－?。梵w系呈現(xiàn)低值的負(fù)磁異常，南海地區(qū)可見明顯的磁異常條帶，圖幅的東南部地區(qū)，分布有大量團(tuán)塊狀的正磁異常.

（4）莫霍面深度圖（圖4）：總體特征為“東西分帶，南北分塊”.在中國(guó)東部莫霍面深度從西向東的變化幅度遠(yuǎn)大于從北向南的變化幅度，劉光鼎（2007）提出的“三橫兩豎”中的“兩豎”在圖上有清晰的表現(xiàn)（劉光鼎，1992a，1992b，2007）.第一島鏈梯級(jí)帶是明顯的地殼厚度變化帶，揭示了兩側(cè)地殼性質(zhì)的改變.大興安嶺—太行山—武陵山莫霍面深度梯級(jí)帶向北經(jīng)呼倫貝爾進(jìn)入蒙古國(guó)和俄羅斯，梯級(jí)帶越向北越平緩，向南進(jìn)入中南塊體后，被后期印度板塊向歐亞板塊俯沖所引發(fā)的地殼結(jié)構(gòu)變形蹤跡所阻斷扭曲，梯度帶的方向發(fā)生了明顯的變化，是多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加效應(yīng).賀蘭山—龍門山莫霍面深度梯度帶向北進(jìn)入蒙古國(guó)后方向發(fā)生了改變，推斷是受興蒙塊體的影響；向南基本未延伸出中國(guó)大陸境內(nèi)，這與印度板塊向北俯沖碰撞有密切的關(guān)系.以上表明，莫霍圖反映出的信息，是三大板塊相互作用下深部構(gòu)造的反映，有些是三大板塊作用與塊體間相互作用的綜合表現(xiàn)（江為為等，2000，2002；郝天珧等，2002，2004，2010；Abdelrahman et al.，2005；安美建和石耀霖，2006）.

研究區(qū)內(nèi)海底地形與莫霍面基本呈鏡像關(guān)系，在洋陸過渡帶或地殼性質(zhì)明顯發(fā)生改變的地區(qū)，單純依賴地形或完全依賴重力反演的莫霍面深度來推論帶有不確定性，有高精度地震測(cè)深或多種地球物理資料的綜合研究結(jié)果可以提高地質(zhì)認(rèn)識(shí)的可靠性.編圖涉及到西太平洋俯沖帶和印度洋俯沖帶，存在著不同板塊不同方向的俯沖、對(duì)沖等復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，莫霍面起伏劇烈.圖幅內(nèi)西太平洋俯沖帶東側(cè)俯沖方向由最北端（日本南部）的NW向南逐漸變?yōu)榉坡少e島的SWW向，至馬來西亞北部沙巴地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)镹WW向，俯沖帶寬度和深度都急劇增加，俯沖深度可達(dá)700km；西側(cè)俯沖帶俯沖方向由臺(tái)灣島北部的E向轉(zhuǎn)為呂宋南部的NEE向，至巴拉望地區(qū)轉(zhuǎn)為E向，從馬來西亞北部沙巴地區(qū)表現(xiàn)為SEE向.研究區(qū)剖面可觀察到俯沖帶對(duì)沖現(xiàn)象.西太平洋俯沖帶反映了菲律賓海板塊沿琉球海溝對(duì)歐亞板塊的俯沖，同時(shí)伴隨著15Ma以來南海洋殼向東的俯沖消亡.印度洋俯沖帶大致沿爪哇海溝一線向北延伸，俯沖方向大體為E，在11°N—13°N附近出現(xiàn)東側(cè)俯沖帶，俯沖方向?yàn)閃，反映了印度—澳大利亞板塊沿印度洋東北緣的爪哇海溝向蘇門答臘、爪哇等島嶼之下的俯沖.

（5）地震層析成像圖（圖5）：包括P波速度分布圖和S波速度分布圖，二者互為補(bǔ)充，可以全面了解大陸和海域主要地質(zhì)構(gòu)造單元的基本特征和深部動(dòng)力性質(zhì).體波地震層析成像可以清晰地揭示出中國(guó)海陸巖石層地幔和上地幔軟流層的速度分布特征.S波速度分布圖像可以反映0～160km深度之間地殼和上地幔的速度結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了體波層析成像對(duì)地殼內(nèi)部速度結(jié)構(gòu)的分辨不足的缺陷.P波和S波地震層析成像反映出以南北構(gòu)造帶為界的中國(guó)東部和西部巖石層厚度的差異以及上地幔軟流層的分布特點(diǎn)（胥頤等，2000，2006，2008；王椿鏞等，2007）.

中國(guó)海陸及鄰區(qū)地殼厚度的變化總體上由東向西逐漸增加.海盆地殼厚度在十幾公里左右，向大陸邊緣逐漸增厚為20～30多公里.東部海域、華北和華南的地殼厚度在30～40km之間緩慢變化，青藏高原的地殼厚度達(dá)到60～65km，達(dá)到最大.中國(guó)大陸和鄰近海域的巖石層和軟流層厚度變化顯著，從沿海地區(qū)向內(nèi)陸地區(qū)巖石層厚度逐漸增加，軟流層厚度逐漸減薄.在中國(guó)東部地區(qū)，華北盆地和東海海域的巖石層厚度相當(dāng)，約為70～80km，進(jìn)入燕山后增加到130km，在太行山以西的鄂爾多斯則達(dá)到150km左右，表明華北盆地的巖石層厚度強(qiáng)烈減薄.臺(tái)西南的巖石層厚度為60～70km，至揚(yáng)子克拉通西緣的四川盆地已經(jīng)接近170km.東部海域軟流層厚度為140～150km，而南海海域則達(dá)到200km.在大陸地區(qū)，軟流層的厚度在80～100km，往往與巖石層的厚度呈鏡像關(guān)系.地幔活動(dòng)一般分布在構(gòu)造不穩(wěn)定區(qū)，如中國(guó)東部的華北盆地、中國(guó)西部的滇西、松潘—甘孜、羌塘地區(qū)以及境外的吉爾吉斯天山、俄羅斯貝加爾湖附近；海域則主要分布在西太平洋菲律賓海板塊的琉球—臺(tái)灣—呂宋俯沖帶以及印度洋板塊的安達(dá)曼—蘇門答臘俯沖帶附近.地?；顒?dòng)與板塊或塊體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)密切相關(guān).

4.3 圖件成果之地質(zhì)認(rèn)識(shí)

（1）地質(zhì)圖（圖6）：重點(diǎn)研究并確定了海區(qū)編圖方法——用疊置法和透視法編制海域地質(zhì)圖.用此方法可以在一張地質(zhì)圖上較充分地表現(xiàn)海區(qū)新近紀(jì)以下的盆地沉積的地質(zhì)內(nèi)容.而且圖面表達(dá)的內(nèi)容豐富，同時(shí)也可以做到淺顯易懂，因此有諸多新做法.用本項(xiàng)目的編圖方法來編制海域地質(zhì)圖將是今后一種最為可行的方法之一.同時(shí)，應(yīng)用這種方法編制的海域地質(zhì)圖將有利于指導(dǎo)油氣勘探和其他礦產(chǎn)資源調(diào)查（劉海齡等，2001；彭大均等，2005；王海榮等，2008；吳時(shí)國(guó)和秦蘊(yùn)珊，2009）.

海陸地質(zhì)圖較好地反映了海域?yàn)橹攸c(diǎn)的地質(zhì)基本狀況.在盆地區(qū)，表現(xiàn)了盆地沉積地層的主要格架組成及分布特征；在隆起區(qū)，較確切地表現(xiàn)了前新近紀(jì)的基巖巖性、分布.疊置法和透視法相結(jié)合的方法，表示海域不同年代的地層、新生界侵入巖和前寒武紀(jì)古老地殼等地質(zhì)要素，該方法的應(yīng)用可以較好地反映海域的地質(zhì)內(nèi)容，本次編圖做了一次有益的探索.

（2）大地構(gòu)造格架圖（圖7）：將圖幅范圍內(nèi)的一級(jí)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐殖鰜恚患?jí)單元為板塊和板塊邊界，圖幅范圍內(nèi)共3個(gè)板塊，歐亞板塊、印度—澳大利亞板塊和菲律賓海板塊.板塊內(nèi)劃分出穩(wěn)定的大地構(gòu)造單元——塊體，和活動(dòng)的大地構(gòu)造單元——結(jié)合帶.塊體按照陸核形成時(shí)間的早晚，分為5種類型：華北型、揚(yáng)子型、華南型、薩拉伊爾型和泛非型.結(jié)合帶也按照結(jié)合帶碰撞或拼貼縫合的時(shí)間，分為5種類型：加里東型、海西型、印支型、燕山性和喜山型.塊體構(gòu)造單元的構(gòu)造演化分為4個(gè)階段：陸核形成階段、古全球構(gòu)造階段、過渡階段和新全球構(gòu)造階段（任紀(jì)舜，1984；朱夏，1987；劉光鼎，1992a，1992b；萬天豐，1993，2004；潘桂棠，1994；任紀(jì)舜等，1999；劉光鼎，2007；李家彪，2008，2011；張訓(xùn)華等，2008；潘桂棠等，2009；郝天珧等，2011；黃奇瑜等，2012）.

中國(guó)海陸大地構(gòu)造格架的特征：按照結(jié)合帶和縫合帶形成時(shí)間，總體上由北向南逐漸變新.尤其強(qiáng)調(diào)了二疊紀(jì)末形成的潘基亞大陸，由勞亞大陸、岡瓦納大陸和古華夏陸塊群組成；岡瓦納的解體，特提斯的閉合，裂離的塊體向歐亞大陸的拼合，最終形成了歐亞板塊的主體，同時(shí)完成了塊體體制向板塊體制的轉(zhuǎn)換.

（3）大地構(gòu)造格架演化圖（圖8）：體現(xiàn)了印支運(yùn)動(dòng)是中國(guó)大陸構(gòu)造格局發(fā)生根本性變化的一個(gè)重要時(shí)間點(diǎn)，印支運(yùn)動(dòng)之前中國(guó)大陸各塊體基本經(jīng)歷了逐漸拼合的過程.直到印支運(yùn)動(dòng)后，和中國(guó)相關(guān)的塊體除了西藏地區(qū)外已經(jīng)全部拼合到一起，進(jìn)入統(tǒng)一發(fā)展的新時(shí)期.中國(guó)大陸主要塊體之間的碰撞和拼合大多具有局部首先碰撞、相互旋轉(zhuǎn)、完全拼合（運(yùn)動(dòng)學(xué)上成為整體）、陸內(nèi)擠壓造山、伸展反彈的特點(diǎn).大陸碰撞造山帶的形成與演化、殘留洋盆或海盆的演化和消亡等均受控于這一運(yùn)動(dòng)模式.

中國(guó)大陸主要塊體在地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了從小到大，從分散到聚合的演化過程.早古生代早期，中朝、揚(yáng)子及塔里木等中國(guó)大陸主要塊體與岡瓦納大陸關(guān)系密切，親緣性較強(qiáng)；早古生代晚期，中朝、揚(yáng)子、塔里木、羌塘幾個(gè)塊體脫離岡瓦納大陸，成為古特提斯洋中的離散塊體，位于赤道附近的低緯度地區(qū)，而岡底斯和喜馬拉雅塊體仍為岡瓦納大陸的一部分，位于南半球中緯度地區(qū)（萬天豐，1993，2004；潘桂棠，1994；潘桂棠等，2009）.晚古生代是中朝、塔里木、揚(yáng)子、羌塘等塊體快速向北移動(dòng)，逐漸匯聚拼合的主要時(shí)期.中朝塊體在二疊紀(jì)同蒙古塊體群碰撞拼合；塔里木塊體同哈薩克斯坦塊體在晚石炭－早二疊世期間碰撞拼合；塔里木塊體、中朝塊體、揚(yáng)子塊體、羌塘塊體，到晚二疊世已經(jīng)非常接近，部分地區(qū)已經(jīng)發(fā)生了初始碰撞.中生代早期是中國(guó)大陸各塊體發(fā)生根本變革的主要時(shí)期，除喜馬拉雅塊體尚在南半球之外，其余塊體均在中生代的不同時(shí)期碰撞拼合在一起.中朝和塔里木塊體在中、晚三疊世發(fā)生了初始碰撞；揚(yáng)子塊體和中朝塊體在晚二疊世－早三疊世發(fā)生了初始碰撞；羌塘塊體在晚二疊世－早三疊世增生到古亞洲大陸.中生代晚期是塊體間通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整塊體相對(duì)位置的時(shí)期.中朝、揚(yáng)子、塔里木、羌塘等塊體三疊紀(jì)以向北運(yùn)動(dòng)為主，侏羅紀(jì)以小幅度整體向南運(yùn)動(dòng)為主.中－晚侏羅世之后幾個(gè)塊體運(yùn)動(dòng)特征逐漸一致，進(jìn)入陸內(nèi)發(fā)展階段.晚侏羅世開始，已經(jīng)完成拼合的各塊體整體向北移動(dòng)，到晚白堊世各塊體已和現(xiàn)今位置相差不大.古近紀(jì)以來，印度和歐亞大陸的碰撞和持續(xù)擠壓是中國(guó)大陸發(fā)生的一次比較明顯的碰撞和拼合事件.由于從初始碰撞到完全拼合所經(jīng)歷的時(shí)間相對(duì)較短，這次碰撞和拼合事件對(duì)中國(guó)大陸的改造遠(yuǎn)強(qiáng)于以往各次（馮巖等，2011，2012）.

4.4 “塊體構(gòu)造學(xué)說”之主要依據(jù)

在編圖和配套研究基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組在朱夏、劉光鼎院士學(xué)術(shù)思想基礎(chǔ)上，提出了“塊體構(gòu)造學(xué)說”，認(rèn)為地殼是由“板塊”組成的，板塊的次級(jí)構(gòu)造單元為“塊體”.在地質(zhì)歷史時(shí)期，印支前大體上是“塊體”體制，塊體在陸核基礎(chǔ)上增生、漂移、拼合，形成陸地板塊.印支后，塊體拼合完成，進(jìn)入“板塊”體制，形成全球性幾大板塊及其相互作用的機(jī)制（朱夏，1987；劉光鼎，1992a，1992b，2007）.

圖7 大地構(gòu)造格架圖（郭興偉等，2012）Fig.7 Map of tectonic framework（Guo X W，et al.，2012）

（1）地質(zhì)依據(jù)：中國(guó)海陸是由相對(duì)穩(wěn)定區(qū)（塊體）與活動(dòng)區(qū)（結(jié)合帶）組成，是由多個(gè)塊體于不同時(shí)期拼合而成的.對(duì)中國(guó)大陸多塊體、多梯級(jí)帶的現(xiàn)象可以用“東西成帶，南北分塊”來描述其特征，也可以用“三橫、兩豎、兩個(gè)三角”來形容中國(guó)大陸宏觀的構(gòu)造格架.以印支期為界，2億年以來為板塊體制，主要表現(xiàn)現(xiàn)代的板塊活動(dòng)，重點(diǎn)表現(xiàn)為不同的板塊邊界類型；2.8億年以前為塊體體制，主要表現(xiàn)塊體形成演化的過程，以及結(jié)合帶的碰撞縫合過程；2～2.8億年的過渡階段，在古特提斯洋閉合過程中，已經(jīng)在一些洋陸碰撞處出現(xiàn)板塊體制的先聲，大部分還保持塊體體制（朱夏，1987；ГатинскийandРундквист，2004；Гатинскийet al.，2005；劉光鼎，2007；張訓(xùn)華等，2009，2010）.

圖8 大地構(gòu)造格架演化圖（侯方輝等，2012）Fig.8 Map of tectonic framework evolution（Hou F H，et al.，2012）

（2）地球物理依據(jù)：應(yīng)該說，地球物理特征只是反映地球現(xiàn)今為主的靜態(tài)特征，盡管是地質(zhì)演化過程至現(xiàn)今的綜合結(jié)果，但很難用來恢復(fù)地質(zhì)演化的動(dòng)態(tài)過程.地球物理依據(jù)主要包括：重力梯度帶、磁力異常帶、莫霍面劇變帶、層析成像速度突變帶等.重力異常的總體面貌表現(xiàn)為“線性異常帶縱橫交錯(cuò)，塊狀異常區(qū)坐落其間”，大體格架上對(duì)應(yīng)為結(jié)合帶和塊體；莫霍面深度梯級(jí)帶對(duì)應(yīng)為塊體構(gòu)造的結(jié)合帶；塊體深部往往為重磁異常平靜區(qū)或?qū)游龀上袼俣茸兓椒€(wěn)區(qū)（張訓(xùn)華等，2009，2010）.

4 結(jié)語

（1）我國(guó)海洋基礎(chǔ)地質(zhì)工作約300萬km2管轄海域的區(qū)域地質(zhì)工作還沒有全覆蓋，海域地學(xué)編圖還有很多工作要做，為服務(wù)于海洋開發(fā)、服務(wù)于藍(lán)色經(jīng)濟(jì)，維護(hù)我國(guó)海洋權(quán)益，進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)海洋地學(xué)編圖十分必要.

（2）本次對(duì)編圖技術(shù)方法、表現(xiàn)形式進(jìn)行了有益探索，使用3D編圖技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對(duì)我國(guó)的編圖技術(shù)水平起到促進(jìn)作用.地質(zhì)圖編圖方法清新，部分地解決了海區(qū)地質(zhì)地質(zhì)內(nèi)容單調(diào)，圖面上主要表示的是現(xiàn)代沉積，顏色單一等海域地質(zhì)圖的編圖難點(diǎn).

（3）本次編圖開發(fā)了布格重力異常合成平均空間重力異常的方法，填補(bǔ)了青藏高原及國(guó)外陸地島嶼等測(cè)量空白區(qū)的資料；創(chuàng)建了磁場(chǎng)數(shù)據(jù)調(diào)平框架，采用了長(zhǎng)波長(zhǎng)濾波技術(shù)；在莫霍面深度反演上發(fā)展了帶控制點(diǎn)的三維界面反演方法和變密度自適應(yīng)模擬退火界面反演方法；層析成像圖在“統(tǒng)一構(gòu)造格架、統(tǒng)一觀測(cè)數(shù)據(jù)、統(tǒng)一反演模型、統(tǒng)一反演方法”的編圖思想下，將中國(guó)大陸及海域主要地質(zhì)構(gòu)造單元納入同一個(gè)構(gòu)造框架等.這些技術(shù)方法的應(yīng)用，確保了圖件的科學(xué)性和美觀性.

（4）本次的地質(zhì)構(gòu)造編圖考慮了深部結(jié)構(gòu)的變化對(duì)表層構(gòu)造的關(guān)聯(lián)，重視了地球物理資料與地質(zhì)構(gòu)造的結(jié)合，開始了深部與淺部的互相印證研究.編圖思想表現(xiàn)在深－淺層結(jié)合來劃分大地構(gòu)造格架.

（5）中國(guó)海陸大地構(gòu)造格局基本上是一種“塊體構(gòu)造”體制.在朱夏 、劉光鼎學(xué)術(shù)思想的基礎(chǔ)上，歸納、概括、發(fā)展、探索性地提出了“塊體構(gòu)造學(xué)說”.指出“塊體構(gòu)造學(xué)說”是在以活動(dòng)論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造思想指導(dǎo)下對(duì)“板塊構(gòu)造學(xué)說”的發(fā)展和在中國(guó)的實(shí)際應(yīng)用.是中國(guó)地質(zhì)特征與地球物理特征相結(jié)合的一種嘗試.印支前：我國(guó)大陸演化經(jīng)歷了“陸核形成－塊體生長(zhǎng)，塊體漂移－碰撞拼接”的過程.印支后：以歐亞板塊－太平洋板塊－印度板塊相互作用為特征.編制的大地構(gòu)造格架圖和大地構(gòu)造格架演化圖充分反映了上述學(xué)術(shù)思想.

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