全球大地构造的最新观察和研究成果：全球中、新生代大地构造图
板块构造理论和地幔柱理论分别于20 世纪60、70 年代提出，已成为全球大地构造研究的基本理论框架。随着研究手段的进步，大量新学说、新理论不断涌现，补充或挑战着现有大地构造理论。例如，近十几年提出的超级地幔柱理论，结合全球高精度地震波层析成像技术，定量刻画了全球地幔温度结构及其对流方式，识别出古板块残片在地幔中留存的位置，提出地幔柱成因机制，使人类对大地构造演化过程的理解更加深入。20 世纪90年代提出的构造赤道理论，基于卫星观测的全球板块运动场数据，从行星力学的角度解释全球大地构造特征，提供了区别于板块构造理论的学术框架，补充了板内构造活动等板块构造理论的不足之处。此外，远程造山、俯冲带迁移、弥散型板块边界带等许多大地构造问题，仍需进一步研究解决。因此，通过大地构造编图，对板块构造和地幔柱理论，以及许多大地构造新学说和新理论，以及目前还不能较好解释的观测数据进行规范表达，是一项十分必要的工作。
▲全球构造赤道岩石圈横剖面模式图(刘仲兰等，2015)
近20 年来，人类对地球的观测技术和调查水平迅速提高，积累了大量调查资料。卫星观测、数据库等现代观测和研究手段，极大推动了大数据时代地球科学理论的发展。从数据广度和精度上，都可以满足全球大地构造研究的需求。例如，GEBCO 公开提供的基于卫星观测的全球地形网格数据GEBCO_2014Grid，数据范围覆盖全球，其精度已达到30 弧秒(约925 m)，其他全球数据库，如全球重力场、磁力场、洋壳年龄数据库、板块运动矢量场、地壳应力应变测量数据库、活火山数据库、地壳厚度数据库、海山年龄数据库等，也公开发表。这些公开数据库是开展大地构造研究的重要资料，十分需要通过系统图件的方式进行规范表达，反映人类对全球大地构造的最新观察和研究成果。
全球中、新生代大地构造演化是认识现今地球大地构造格局与动力学过程的良好切入点。中生代初期，全球各大陆拼合形成了统一的泛大陆，其持续裂解过程伴随大陆裂解、洋底扩张、俯冲与碰撞造山等一系列事件，贯穿了中、新生代的板块演化历史。新特提斯构造域、环太平洋构造域等现今地球活动构造带形成演化的主要阶段，以及大西洋、印度洋、北冰洋等重要大洋的张开均发生在中、新生代。因此，准确刻画并清晰表达全球中、新生代大地构造特征，对于认识现今固体地球系统具有十分重要的意义，也是理解地史上地质过程的一把钥匙。
▲全球中、新生代大地构造图编图技术手段流程图
《全球中、新生代大地构造图》收集和整理全球区域地质调查资料和高精度观测手段获得的最新地球物理数据，参考目前公开的全球地质编图成果，通过地理信息平台(GIS平台) 对资料进行数字化整合。在资料整合的基础上，结合最新大地构造研究理论，进行图件绘制，突出表达全球中、新生代大地构造的最新成果和进展。
为此，在区域地质研究资料的基础上，提取全球中、新生代大地构造格局主要特征，结合丰富的全球最新观测数据，将不同构造学术思想在全球尺度图件上表达和对接，凝练出基本的全球构造框架，编制全球中、新生代大地构造图，对于认识和把握地球现今构造特征，研究不同圈层耦合作用，推动地球系统科学研究具有重要意义。
▲《全球中、新生代大地构造图》及说明书
李江海，张华添，陶春辉主编. 北京: 科学出版社，2017.3
《全球中、新生代大地构造图》编图技术要素:
投影方式: 墨卡托投影；
中央经线: 10°E；
比例尺: 1 ∶ 45 000 000；
范围: 180°W ~180°E，72°N ~72°S；
插图: 北极地区大地构造图，南极地区大地构造图，全球板块构造区划图，全球地形图，构造赤道地球圈层示意图。
《全球中、新生代大地构造图》突出刻画了全球中、新生代大地构造格局，表达现今地球运动学和动力学过程，结合最新地球系统科学假说，反映多个圈层耦合作用，更新人们对现今全球大地构造的认识，为大地构造研究提供理论支撑。图件表达的主要内容如下：
1.中、新生代大地构造单元及区划
表达主要中、新生代大地构造单元的分布，包括: 造山带与构造域，中生代造山带、新生代构造域(环太平洋构造域、新特提斯构造域)。岩浆岩构造单元，包括大火成岩省，中、新生代火山岩带，洋底高原、海隆与海岭、蛇绿岩等。沉积盆地，包括陆上大型沉积盆地、被动陆缘盆地、含盐盆地、三角洲－海底扇。
▲全球现今板块划分示意图
表达中、新生代大地构造单元的边界，包括主要断裂带(正断层、走滑断层、逆冲断层)、洋中脊/ 活动扩张中心、海沟等。刻画中、新生代大地构造单元内部主要构造特征，包括主要断层、大型背斜等。
2.中、新生代大地构造单元的运动学与年代学特征
中、新生代大地构造单元的运动学特征包括现今板块运动矢量和旋转速率(GPS 数据)、洋中脊、扩张中心和裂谷系扩张矢量及主要走滑断裂运动方式等，反映相关构造单元自身和相对的运动特征。中、新生代大地构造单元的年代学运动特征包括磁异常条带反演获得的洋壳等时线、洋底高原和海岛火山岩同位素年龄。
▲现今全球板块运动矢量图(参考系基于ITRF-2008，据Altamimi et al. 2012)
3.不同圈层耦合作用
深部地幔对不同圈层影响的表达: LIPS、热点、火山岛链(地质年代及其板块运动方位转折)、洋底高原、海隆与海岭、热点运动轨迹，俯冲带迁移矢量(太平洋、特提斯、地中海)、核幔边界的LLSVP 界限。
▲全球热点、热点轨迹及活火山分布图
热点据Whittaker et al. 2015；西伯利亚－冰岛热点轨迹及年龄据Kuzmin et al. 2010；投影方式: 罗宾逊投影；底图数据: GEBCO_08Grid
4.中、新生代大地构造新数据与新理论
表达中、新生代构造主要数据及研究进展，包括大洋钻探钻孔、太平洋海山年龄等数据，以及活动热点及其轨迹、陆上热点及其轨迹(西伯利亚－冰岛、澳大利亚)、构造赤道等研究进展。
▲始新世(50Ma) 全球古板块再造图(李江海等，2013a)
5.前中生代主要构造单元
简要表达主要前中生代大地构造单元的分布及时代，包括前寒武克拉通与地盾、新元古代前的造山带、前寒武沉积盆地、新元古代造山带、早古生代造山带、晚古生代造山带等。表达前中生代重要线状构造，如断裂带、构造线、异常带等。
▲新特提斯构造域蛇绿岩分布图(据Moghadam and Stern，2015修改)
本图主编为李江海、张华添、陶春辉，制图人为张华添、李洪林，刘仲兰和马丽亚参加了图件编制工作。说明书由李江海、张华添统稿，第1 章介绍全球中、新生代大地构造编图进展及本次编图的目的、思路、技术手段和图面内容，由张华添编写；第2 章为全球中、新生代构造区划及其构造背景，由刘仲兰、刘持恒编写；第3 章至第5 章分别介绍全球中、新生代板块构造、板内构造和地幔柱构造，分别由张华添、范庆凯、王洪浩编写；第6 章为全球中、新生代构造演化，由贠晓瑞编写；第7、8 章介绍北极和南极地区的中、新生代大地构造特征与演化，分别由张红伟、王辉编写；第9 章为结论和认识，由李江海、张华添编写。
感谢李家彪院士、初凤友研究员、韩喜球研究员对本项研究工作的帮助和支持，感谢中国大洋矿产资源研究开发协会为课题组成员提供了参加大洋调查的宝贵机会，感谢北京大学地球与空间科学学院师生的帮助和支持!
编图工作是一项十分基础，同时资料浩繁、工作庞杂的研究工作，本图涉及的研究范围和学科面广，由于编者水平有限，图件中不足之处在所难免，恳请读者不吝批评指正，对本图的意见和建议，欢迎联系jhli@pku.edu.cn。
本文摘编自《全球中、新生代大地构造图及说明书》（李江海，张华添，陶春辉主编. 北京: 科学出版社，2017.3）一书“前言”及“第一章 概述”。文字图片来自该书正文部分。
ISBN 978-7-03-051830-9
责任编辑：王运
wangyun@mail.sciencep.com
《全球中、新生代大地构造图》为1 ∶ 4500 万全球中、新生代大地构造图(含说明书)，采用墨卡托投影，图件范围72°N ~72°S、180°E ~ 180°W，图件还包括北极地区大地构造图、南极地区大地构造图、全球板块构造区划图、全球地形图、构造赤道地球圈层示意图等插图。编图资料均来源于公开的全球地质与地球物理观测数据，并结合全球地球科学，特别是大地构造学的新理论，表达中、新生代以来的全球构造格架。
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（本文编辑：刘四旦）
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