為海洋畫“像” 守衛(wèi)藍色疆土

高妍 毛艷玲

這是中國海—西太平洋新生代盆地圖（1：300萬）的一角。

這張新生代盆地圖詳細(xì)展示了我國海區(qū)向東，第二島鏈以西的西太平洋范圍內(nèi)的新生代盆地分布情況，屬于2019年度海洋科學(xué)技術(shù)獎特等獎獲獎項目——“中國海—西太平洋地質(zhì)地球物理場特征綜合研究與系列圖編制”所出版的9種圖件之一。

這一項目總結(jié)了“七五”至“十二五”近30年的調(diào)查資料與成果，通過理論創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新，將西太平洋地質(zhì)地球物理圖件的比例尺提高到1：300萬，填補了研究區(qū)空白。

項目首席科學(xué)家、青島海洋地質(zhì)研究所（以下簡稱“海地所”）研究員張訓(xùn)華介紹，它相當(dāng)于一張多維度的“高精地圖”，系統(tǒng)展示了中國海—西太平洋深淺地球物理與構(gòu)造地質(zhì)特征，精細(xì)刻畫了地球物理場特征所反映出的地質(zhì)內(nèi)涵，科學(xué)揭示了中國海在地質(zhì)歷史時期的時空演化。

為海洋畫“像”，為祖國摸“家底”，這正是張訓(xùn)華與他所領(lǐng)導(dǎo)的海洋地質(zhì)地球物理系列圖編制團隊（以下簡稱“地學(xué)系列圖編制團隊”）多年來在做的事。

三代人，40年，地學(xué)系列圖編制團隊不僅編制了我國第一代海洋地質(zhì)系列圖（以下簡稱“一代圖”），更在近年牽頭完成了第二代海洋地質(zhì)系列圖的“三套圖件”，大幅提升了我國在這一領(lǐng)域的整體研究水平與國際影響力，為外交談判、油氣戰(zhàn)略制定、戰(zhàn)場環(huán)境建設(shè)、遠(yuǎn)洋護航等提供了重要支撐。

經(jīng)略海洋，從了解海洋開始

古羅馬哲學(xué)家西塞羅說：“誰控制了海洋，誰就控制了世界。”

在傳統(tǒng)海權(quán)時代，海洋帶給人類的財富大多基于交通，控制海洋主要通過控制海上交通線、海洋交通要道來實現(xiàn)。

近幾十年來，伴隨海洋科技的發(fā)展，海洋資源開發(fā)帶來的財富迅速增加，特別在1982年“海洋國土”概念誕生后，新海權(quán)時代來臨。控制海洋已不單要控制海上交通，更要控制“海洋國土”本身，那意味著更多的海洋資源與權(quán)益。

我國擁有包括渤海、黃海、東海、南海和臺灣以東部分海域在內(nèi)約300萬平方公里的“海洋國土”，海洋資源豐富，藍色經(jīng)濟發(fā)展前途無量。經(jīng)濟發(fā)展，基礎(chǔ)先行，海洋地質(zhì)工作就是發(fā)展藍色經(jīng)濟的基礎(chǔ)，而海洋地學(xué)圖件的編制又是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。

張訓(xùn)華介紹，作為表達海區(qū)地質(zhì)地球物理場基本特征及規(guī)律的重要載體，海洋地學(xué)圖件不僅是確立海洋主權(quán)與權(quán)益維護、保障海洋軍事安全不可或缺的基礎(chǔ)支撐資料，也是各國進行中長期海洋戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的重要依據(jù)，更是開展礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)、自然災(zāi)害預(yù)防與海洋環(huán)境保護的基本需要。

但長期以來，受綜合國力限制，我國的海洋地學(xué)調(diào)查研究一度在低水平上徘徊，海洋地學(xué)圖件的編制也沒有跟上。直到本世紀(jì)初，我們所采用的海域地質(zhì)地球物理系列圖還是1992年出版的1：500萬版本，與美、日、韓、俄等海洋強國的海洋調(diào)查程度和圖件出版存在較大差距，更難以支撐國家“海洋強國”“一帶一路”等戰(zhàn)略的實施。

上世紀(jì)90年代中后期，國家開始推動實施“我國大陸架地質(zhì)特征及其對劃界的影響”“我國專屬經(jīng)濟區(qū)海底礦產(chǎn)資源勘查”“海洋地質(zhì)保障工程”等重大專項，逐步開展系統(tǒng)的海域地質(zhì)調(diào)查工作。

“中國海及鄰域地質(zhì)地球物理及地球化學(xué)系列圖”項目就歸屬“海洋地質(zhì)保障工程”，其目標(biāo)即在海量地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)與成果基礎(chǔ)上，完成高精度系列海洋地學(xué)圖件的編制。它包括三個層次的編圖任務(wù)：中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖（2003年～2015年）、中國海陸地質(zhì)地球物理系列圖（2008年～2012年）、和中國海—西太平洋地質(zhì)地球物理系列圖（2013年～2018年）。

到目前為止，中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖（1：100萬）、中國海陸地質(zhì)地球物理系列圖（1：500萬）和中國海—西太平洋地質(zhì)地球物理系列圖（1：300萬）已編制完成。1：100萬系列圖是目前我國比例尺最大、資料最詳實、刻畫最精細(xì)、信息最豐富的全海域圖件。1：300萬系列圖則填補了西太平洋地質(zhì)地球物理圖件研究空白。三套系列圖在理論、方法、技術(shù)上首次實現(xiàn)完整海陸相接、深淺相融、遠(yuǎn)洋近海相聯(lián)。這就是業(yè)內(nèi)常說的地學(xué)圖“三套圖件”，代表了當(dāng)下我國在大型海洋地質(zhì)地球物理系列圖編制領(lǐng)域的最高水平。

“三套圖件”的編制，調(diào)動了國內(nèi)海洋地質(zhì)領(lǐng)域幾乎全部優(yōu)勢力量，先后集結(jié)了中國科學(xué)院、教育部、國家海洋局等5個部門、30余家單位的500余名科技人員，歷時十幾年才得以完成。而青島海洋地質(zhì)研究所作為“三套圖件”編制項目的牽頭單位，全程深度參與其中，貢獻了核心理論與多種技術(shù)創(chuàng)新。

編圖，沒那么簡單

青島海地所自上世紀(jì)80年代就開始海洋地學(xué)圖編制工作。我國此前沿用的1992年出版的《中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖（1：500萬）》，就是由海地所老一輩地質(zhì)地球物理學(xué)家劉光鼎院士主持編制。

海洋地學(xué)圖編制是一個系統(tǒng)工程，其建立在對海洋地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、新生代沉積盆地特征、礦產(chǎn)類型及性質(zhì)等進行充分調(diào)查基礎(chǔ)之上，所獲取的數(shù)據(jù)也需經(jīng)歷采集與加工處理、分類整合、同一化、拼合及質(zhì)量控制等過程才能綜合編輯呈現(xiàn)在圖件上。

一套海洋地學(xué)圖，包括基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、基礎(chǔ)地球物理圖件和輔助性圖件等，而地質(zhì)圖件又包括了地形圖、地貌圖、表層沉積物類型圖、地質(zhì)圖、大地構(gòu)造圖和盆地圖等，地球物理圖件則包括空間重力異常圖、布格重力異常圖、磁力異常圖等，輔助性圖件則包括地球動力學(xué)、莫霍面深度圖、地震層析成像圖等。

這么多的內(nèi)容要形成一個有機整體展示出來，且要考慮陸地和海洋、大陸邊緣、邊緣海及大洋圖面展示的連續(xù)性，并非一件簡單的事。

編圖團隊所面臨的具體難題，是外行難以想象的——

“海域普遍被海水覆蓋，且大部分地區(qū)沉積有第四紀(jì)沉積物，厚度幾米到萬米不等。如果采用陸地編圖的技術(shù)手段與方法呈現(xiàn)，那海域基本是一片黃色，沒有任何科學(xué)意義。海域地質(zhì)內(nèi)容應(yīng)該怎么呈現(xiàn)？如果采用‘剝皮法，那‘剝皮深度或年代怎么定？”

“海陸聯(lián)編地質(zhì)圖如何實現(xiàn)聯(lián)編？要兩套體系還是完全相接？如果保持兩套體系，自然能表達更多的海上地質(zhì)內(nèi)容，但卻不是真正意義上的‘海陸相接;如果要海陸一致，海區(qū)地質(zhì)圖編制又將失去科學(xué)意義。如何兼顧？”

“受限于調(diào)查技術(shù)與手段，早期對中國海區(qū)及鄰域地殼尺度和巖石圈尺度的深部結(jié)構(gòu)研究較少，怎么才能深淺結(jié)合研究區(qū)域問題？”

“地球物理數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)來源多，有的來自船測、衛(wèi)星等調(diào)查手段，有的來自陸地測量，且不同來源的數(shù)據(jù)往往精度不一，早期水深地形數(shù)據(jù)也不夠精確。這么多數(shù)據(jù)怎么用？怎么融合拼接？”

海域地質(zhì)難展示、深淺難統(tǒng)籌、海陸不接、海量數(shù)據(jù)精度不統(tǒng)一、東亞陸緣與西太平洋不聯(lián)……這些難題長期存在，始終貫穿在海洋地學(xué)圖件的編制過程中，是地學(xué)圖編制團隊在很長一段時間里日夜琢磨的問題。

突破，理論+技術(shù)創(chuàng)新

在多年對中國大陸邊緣調(diào)查和研究過程中，地學(xué)圖編制團隊始終以海洋地球物理為抓手，貫徹綜合地球物理研究與地質(zhì)、地球化學(xué)相結(jié)合的技術(shù)方法，堅持“區(qū)域約束局部，深層制約淺層”的認(rèn)識論，強調(diào)深部結(jié)構(gòu)和綜合地球物理在海域調(diào)查和研究中的運用。

實際編圖過程中，則以“塊體構(gòu)造學(xué)說”為理論指導(dǎo)，以物性和模型為紐帶，強調(diào)正演反演相結(jié)合以及定性和定量結(jié)合，提倡地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)多學(xué)科交叉融合，以及各圖種的團結(jié)協(xié)作、統(tǒng)籌考慮。

“塊體構(gòu)造學(xué)說”最早提出于2008年，是張訓(xùn)華在朱夏—劉光鼎學(xué)術(shù)思想的基礎(chǔ)上歸納、概括、發(fā)展、創(chuàng)新而得。它是以活動論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造思想，是板塊構(gòu)造學(xué)說在中國的實際應(yīng)用與發(fā)展。

它作為中國海陸地質(zhì)地球物理系列圖編制的指導(dǎo)思想，指導(dǎo)了“三套圖件”的編制工作，并在圖件編制過程中得到不斷發(fā)展與完善。張訓(xùn)華、溫珍河、郭興偉、侯方輝等陸續(xù)發(fā)表文章，補充、豐富和發(fā)展了這一學(xué)說。多套系列圖的陸續(xù)出版，則標(biāo)志著這一大地構(gòu)造學(xué)說的成型。

在“塊體構(gòu)造學(xué)說”的統(tǒng)籌指導(dǎo)下，地學(xué)圖編制團隊通過一系列技術(shù)創(chuàng)新解決了橫亙在編圖過程中的難題。

——地質(zhì)類圖件采用“剝皮—疊置—透視”結(jié)合表示法，處理古生界、中生界和新生界的表示問題，解決了海區(qū)地質(zhì)內(nèi)容表示難題。

——區(qū)別對待海陸拼接難題。在重力圖件編制中，采用“融合法”在中國海區(qū)實現(xiàn)布格重力異常與高精度DEM數(shù)據(jù)合成了平均空間重力異常，并首次在全海域使用完全布格重力異常改正方法，真正實現(xiàn)了海陸重力異常計算的五統(tǒng)一，完成海陸拼接;在磁力圖件編制中，改進了“縫合法”實現(xiàn)海陸拼接。

——用地球動力學(xué)圖和中—新生代盆地構(gòu)造圖、區(qū)域構(gòu)造圖相結(jié)合的方式，來展示造成淺部構(gòu)造變形的深部地球動力學(xué)要素，破解深淺無法結(jié)合的難題。

——開發(fā)了“移位—解析—歸算”的資料平衡法和“三觀測列資料融合”的精度綜合評估法，實現(xiàn)海域海量多源數(shù)據(jù)有效融合拼接。

最終，我們看到了“三套圖件”的出版。“三套圖件”各有側(cè)重，互有發(fā)展，在展示形式上具有全面性（全海域和全陸地與海洋）、立體性（沉積層、地殼、巖石層）、動態(tài)性（塊體運動與拼合過程）和更長地質(zhì)時期（自6億年以來的地質(zhì)歷史時期）的特點。

到目前為止，“三套圖件”已為東海沖繩海槽中日劃界、中朝劃界和中韓劃界提供了重要技術(shù)支撐。此外，還在渤海—南黃海油氣勘探與開發(fā)、南海重大工程路由勘察及膠東地區(qū)金礦勘查等過程中發(fā)揮重要作用，得到多個部門的一致好評。

守衛(wèi)藍色疆土，有我

張訓(xùn)華清晰記得自己數(shù)次作為中方代表參加海洋法磋商、海洋劃界談判時的情景。在那個沒有硝煙的“戰(zhàn)場”上，自己多年為之付出的海洋地質(zhì)調(diào)查工作價值突顯，為海上和諧環(huán)境構(gòu)建、國家海洋權(quán)益維護提供著有力的科學(xué)依據(jù)。

張訓(xùn)華說，那是自己對海洋地質(zhì)學(xué)家這個身份最自豪的時刻。同時他也強調(diào)，這一切都來自祖國的強大，來自集體的力量，而自己只是一個小小的代表。

往大了說，他代表了海洋地質(zhì)人，代表了十幾年間曾經(jīng)為“三套圖件”編制工作付出努力的數(shù)百位科技人員。往小了說，他代表的是青島海地所海洋地學(xué)圖編制團隊。

這支在“一代圖”編制過程中形成，在“三套圖件”編制過程中壯大與崛起的團隊，集聚起了老中青三代優(yōu)秀科學(xué)家，已經(jīng)成為國內(nèi)這一領(lǐng)域最具實力的團隊之一。

老一輩的劉光鼎、雷受旻、王家林、郭振軒、叢鴻文等科學(xué)家，不僅主編與參與主編了“一代圖”，也在“三套圖件”的編圖思想和具體圖件編制方面給出了重要指導(dǎo);中年一輩中，有張訓(xùn)華、溫珍河、郝天珧、胥頤、邱燕、周堅鑫、張明華、丘學(xué)林、姚永堅等，他們是“一代圖”的參與者，“三套圖件”的主編，已經(jīng)成為團隊的“中流砥柱”;青年一代中有郭興偉、侯方輝、王忠蕾、楊金玉、尹航、喬計花、韓波、朱曉青、王明健、張菲菲、王保軍、田振興、陸凱、徐曉達、祁江豪等，他們已經(jīng)在“三套圖件”的編制過程中獨當(dāng)一面，成為團隊的新生力量。

老中青三代，老一輩有指引，中年一代可倚仗，青年一帶有接續(xù)，地學(xué)圖編制團隊已在多年磨練中，形成了一個結(jié)構(gòu)合理、分工有序、團結(jié)精干的優(yōu)秀團隊，成為青島海地所的一大品牌特色。

如今，地學(xué)圖編制團隊正緊鑼密鼓的進行第二代地學(xué)系列圖應(yīng)用拓展和“東盟地學(xué)系列圖”收尾工作，按照規(guī)劃積極準(zhǔn)備我國各海區(qū)1：50萬地學(xué)系列圖編制的同時，籌劃未來在更廣更深更詳上展示海洋地學(xué)信息，以滿足國家發(fā)展及海上“絲綢之路”經(jīng)濟帶發(fā)展的需要。

“我愛這藍色的海洋，我守衛(wèi)在海防線上。”無論是為海洋主權(quán)與權(quán)益維護提供科學(xué)支撐，還是為經(jīng)略海洋提供基礎(chǔ)資料，海洋地質(zhì)人都將一往無前。這是他們在揮灑熱愛與忠誠，是他們守衛(wèi)藍色疆土的獨特方式。