全球大地構造的最新觀察和研究成果：全球中、新生代大地構造圖

板塊構造理論和地幔柱理論分別於20 世紀60、70 年代提出，已成為全球大地構造研究的基本理論框架。隨著研究手段的進步，大量新學說、新理論不斷湧現，補充或挑戰著現有大地構造理論。例如，近十幾年提出的超級地幔柱理論，結合全球高精度地震波層析成像技術，定量刻畫了全球地幔溫度結構及其對流方式，識別出古板塊殘片在地幔中留存的位置，提出地幔柱成因機制，使人類對大地構造演化過程的理解更加深入。20 世紀90年代提出的構造赤道理論，基於衛星觀測的全球板塊運動場數據，從行星力學的角度解釋全球大地構造特徵，提供了區別於板塊構造理論的學術框架，補充了板內構造活動等板塊構造理論的不足之處。此外，遠程造山、俯衝帶遷移、彌散型板塊邊界帶等許多大地構造問題，仍需進一步研究解決。因此，通過大地構造編圖，對板塊構造和地幔柱理論，以及許多大地構造新學說和新理論，以及目前還不能較好解釋的觀測數據進行規範表達，是一項十分必要的工作。

全球構造赤道岩石圈橫剖面模式圖(劉仲蘭等，2015)

近20 年來，人類對地球的觀測技術和調查水平迅速提高，積累了大量調查資料。衛星觀測、資料庫等現代觀測和研究手段，極大推動了大數據時代地球科學理論的發展。從數據廣度和精度上，都可以滿足全球大地構造研究的需求。例如，GEBCO 公開提供的基於衛星觀測的全球地形網格數據GEBCO_2014Grid，數據範圍覆蓋全球，其精度已達到30 弧秒(約925 m)，其他全球資料庫，如全球重力場、磁力場、洋殼年齡資料庫、板塊運動矢量場、地殼應力應變測量資料庫、活火山資料庫、地殼厚度資料庫、海山年齡資料庫等，也公開發表。這些公開資料庫是開展大地構造研究的重要資料，十分需要通過系統圖件的方式進行規範表達，反映人類對全球大地構造的最新觀察和研究成果。

全球中、新生代大地構造演化是認識現今地球大地構造格局與動力學過程的良好切入點。中生代初期，全球各大陸拼合形成了統一的泛大陸，其持續裂解過程伴隨大陸裂解、洋底擴張、俯衝與碰撞造山等一系列事件，貫穿了中、新生代的板塊演化歷史。新特提斯構造域、環太平洋構造域等現今地球活動構造帶形成演化的主要階段，以及大西洋、印度洋、北冰洋等重要大洋的張開均發生在中、新生代。因此，準確刻畫並清晰表達全球中、新生代大地構造特徵，對於認識現今固體地球系統具有十分重要的意義，也是理解地史上地質過程的一把鑰匙。

全球中、新生代大地構造圖編圖技術手段流程圖

《全球中、新生代大地構造圖》收集和整理全球區域地質調查資料和高精度觀測手段獲得的最新地球物理數據，參考目前公開的全球地質編圖成果，通過地理信息平台(GIS平台) 對資料進行數字化整合。在資料整合的基礎上，結合最新大地構造研究理論，進行圖件繪製，突出表達全球中、新生代大地構造的最新成果和進展。

為此，在區域地質研究資料的基礎上，提取全球中、新生代大地構造格局主要特徵，結合豐富的全球最新觀測數據，將不同構造學術思想在全球尺度圖件上表達和對接，凝練出基本的全球構造框架，編製全球中、新生代大地構造圖，對於認識和把握地球現今構造特徵，研究不同圈層耦合作用，推動地球系統科學研究具有重要意義。

《全球中、新生代大地構造圖》及說明書

李江海，張華添，陶春輝主編. 北京: 科學出版社，2017.3

《全球中、新生代大地構造圖》編圖技術要素如下:

投影方式: 墨卡托投影；

中央經線: 10°E；

比例尺: 1 ∶ 45 000 000；

範圍: 180°W ~180°E，72°N ~72°S；

插圖: 北極地區大地構造圖，南極地區大地構造圖，全球板塊構造區劃圖，全球地形圖，構造赤道地球圈層示意圖。

《全球中、新生代大地構造圖》突出刻畫了全球中、新生代大地構造格局，表達現今地球運動學和動力學過程，結合最新地球系統科學假說，反映多個圈層耦合作用，更新人們對現今全球大地構造的認識，為大地構造研究提供理論支撐。圖件表達的主要內容如下：

1.中、新生代大地構造單元及區劃

表達主要中、新生代大地構造單元的分布，包括:造山帶與構造域，中生代造山帶、新生代構造域(環太平洋構造域、新特提斯構造域)。岩漿岩構造單元，包括大火成岩省，中、新生代火山岩帶，洋底高原、海隆與海嶺、蛇綠岩等。沉積盆地，包括陸上大型沉積盆地、被動陸緣盆地、含鹽盆地、三角洲－海底扇。

全球現今板塊劃分示意圖

表達中、新生代大地構造單元的邊界，包括主要斷裂帶(正斷層、走滑斷層、逆沖斷層)、洋中脊/ 活動擴張中心、海溝等。刻畫中、新生代大地構造單元內部主要構造特徵，包括主要斷層、大型背斜等。

2.中、新生代大地構造單元的運動學與年代學特徵

中、新生代大地構造單元的運動學特徵包括現今板塊運動矢量和旋轉速率(GPS數據)、洋中脊、擴張中心和裂谷系擴張矢量及主要走滑斷裂運動方式等，反映相關構造單元自身和相對的運動特徵。中、新生代大地構造單元的年代學運動特徵包括磁異常條帶反演獲得的洋殼等時線、洋底高原和海島火山岩同位素年齡。

現今全球板塊運動矢量圖(參考系基於ITRF-2008，據Altamimi et al. 2012)

3.不同圈層耦合作用

深部地幔對不同圈層影響的表達: LIPS、熱點、火山島鏈(地質年代及其板塊運動方位轉折)、洋底高原、海隆與海嶺、熱點運動軌跡，俯衝帶遷移矢量(太平洋、特提斯、地中海)、核幔邊界的LLSVP界限。

全球熱點、熱點軌跡及活火山分布圖

熱點據Whittaker et al. 2015；西伯利亞－冰島熱點軌跡及年齡據Kuzmin et al. 2010；投影方式: 羅賓遜投影；底圖數據: GEBCO_08Grid

4.中、新生代大地構造新數據與新理論

表達中、新生代構造主要數據及研究進展，包括大洋鑽探鑽孔、太平洋海山年齡等數據，以及活動熱點及其軌跡、陸上熱點及其軌跡(西伯利亞－冰島、澳大利亞)、構造赤道等研究進展。

始新世(50Ma) 全球古板塊再造圖(李江海等，2013a)

5.前中生代主要構造單元

簡要表達主要前中生代大地構造單元的分布及時代，包括前寒武克拉通與地盾、新元古代前的造山帶、前寒武沉積盆地、新元古代造山帶、早古生代造山帶、晚古生代造山帶等。表達前中生代重要線狀構造，如斷裂帶、構造線、異常帶等。

新特提斯構造域蛇綠岩分布圖(據Moghadam and Stern，2015修改)

本圖主編為李江海、張華添、陶春輝，製圖人為張華添、李洪林，劉仲蘭和馬麗亞參加了圖件編製工作。說明書由李江海、張華添統稿，第1 章介紹全球中、新生代大地構造編圖進展及本次編圖的目的、思路、技術手段和圖面內容，由張華添編寫；第2 章為全球中、新生代構造區劃及其構造背景，由劉仲蘭、劉持恆編寫；第3 章至第5 章分別介紹全球中、新生代板塊構造、板內構造和地幔柱構造，分別由張華添、范慶凱、王洪浩編寫；第6 章為全球中、新生代構造演化，由貟曉瑞編寫；第7、8 章介紹北極和南極地區的中、新生代大地構造特徵與演化，分別由張紅偉、王輝編寫；第9 章為結論和認識，由李江海、張華添編寫。

感謝李家彪院士、初鳳友研究員、韓喜球研究員對本項研究工作的幫助和支持，感謝中國大洋礦產資源研究開發協會為課題組成員提供了參加大洋調查的寶貴機會，感謝北京大學地球與空間科學學院師生的幫助和支持!

本文摘編自《全球中、新生代大地構造圖及說明書》（李江海，張華添，陶春輝主編. 責任編輯: 王運. 北京: 科學出版社，2017.3）一書「前言」及「第一章 概述」。文字圖片來自該書正文部分。

ISBN 978-7-03-051830-9

1 ∶ 4500 萬全球中、新生代大地構造圖(含說明書)採用墨卡托投影，圖件範圍72°N ~72°S、180°E ~ 180°W，圖件還包括北極地區大地構造圖、南極地區大地構造圖、全球板塊構造區劃圖、全球地形圖、構造赤道地球圈層示意圖等插圖。編圖資料均來源於公開的全球地質與地球物理觀測數據，並結合全球地球科學，特別是大地構造學的新理論，表達中、新生代以來的全球構造格架。

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