国内首个岩浆岩数据库平台及有关编图与研究成果在联合国教科文组织DDE开放科学论坛发布
2022年11月9日，中国地质科学院地质研究所王涛研究员团队建立的岩浆岩数据库平台及编图和研究成果作为“深时数字地球”国际大科学计划（Deep-time Digital Earth，简称DDE）的组成部分在联合国教科文组织巴黎总部召开的DDE开放科学论坛（DDE Open Science Forum）进行成果发布。这一活动由联合国教科文组织UNESCO、国际地质科学联盟IUGS、国际基础科学促进可持续发展年IYBSSD和深时数字地球DDE共同承办，吸引了来自全球超过150名顶级科学家共同参与。
DDE由中国科学家倡议、13个国际组织与机构共同发起，国际地球科学联合会批准的首个国际大科学计划（2019年在北京香山启动）。DDE-岩石（岩浆岩）工作组即DDE-OnePetrology是首批启动的工作组，地质所王涛研究员为中方负责人。该工作组在王成善院士、周成虎院士、沈树忠院士、成秋明院士、侯增谦院士、李献华院士和王坚院士等国内外专家带领下，致力于构建岩浆岩数据库，搭建全球岩石学与其他学科专家合作交流的研究平台，开展相关科学研究，推动地球科学（岩浆岩）在大数据时代的创新发展。
大会合影
张颖慧博士（右）代表团队参加了论坛会议相关活动
这是该团队长期坚持和探索数据库（库）+数字编图（图）+科学研究（文）三位一体的研究范式的系列成果之一。本次展现的成果突出表现在数据库建设、数字化编图和科学研究方面。这是本数据库及平台的特色。
一、基于知识体系构建岩浆岩数据库及研究平台
1. 数据库结构和功能
丁毅、范润龙、孙超等数据库组负责构建了岩浆岩数据库。数据库基于岩浆岩知识体系，利用“云+端”的混合云模式搭建，充分利用“开源软件+自研”构建了自主知识产权的岩浆岩数据库系统。岩浆岩数据库支持科研人员自定义数据结构（目前以样品为核心，包括172个字段及其关联属性）。研究平台具有数据结构自定义、数据查重、批量导入和多重查询等功能，并集成了geopytool、GPlot投图功能等，可作为专业研究人员进行大数据综合分析的有效工具。
岩浆岩数据库网站
岩浆岩数据库网站自定义空间查询及科研工作平台桌面软件
2. 数据类型
王涛、童英、黄河、张颖慧、王朝阳、曹光跃、张晓伟等数据组负责建立知识体系，设置数据格式，联合DDE信息化团队（如上海交通大学、清华大学等），借用信息化技术，搜集、整理、校对和入库了有关重要的核心数据，包括岩浆岩锆石年代学、全岩主微量地球化学、同位素（传统、非传统）等等核心数据，约26万多条，涉及全球重要造山带、克拉通以及部分海洋（大洋钻探计划部分数据）数据等。
岩浆岩数据在全球的分布（http://petrology.deep-time.org）
二、基于数据编制数字化系列图件，揭示岩浆演化规律
王涛、郭磊、张建军、张磊、王杨刚、张晓伟等编图组开展了岩浆岩系列编图，包括亚洲岩浆岩图、亚洲中生代花岗岩及相关岩石图、中国侵入岩图、全球岩浆岩图及各个重要造山带的岩浆岩图。与深部物质探测及动力学研究相结合，还初步编制了重要造山带Nd、Hf等多元同位素图，揭示深部物质和地壳生长；与大陆聚合研究结合，编制了深时岩浆岩图，如三叠纪、侏罗纪、白垩纪亚洲深时岩浆岩图。这些图件在IGCP662 网站和数据库网站展出，可以下载使用。有些已经发表和即将发表。
代表性数字化系列图件产品
三、建库编图，揭示地壳生长、深部物质架构、大陆聚合及造山系物质类型：“库-图-文”三位一体初步研究成果
王涛、童英、黄河、郭磊、张建军、张磊、李舢、张洪瑞、薛怀民等联合国内外专家，依据数据库和数字编图，在岩浆岩演化揭示陆块聚合、深部物质探测、大地构造体制时空范围厘定、造山带物质类型等方面取得成果。
1. 依据岩浆岩数据分析，揭示不规则边界的大洋的后撤式俯冲、剪刀状闭合过程
现有板块理论很好解释了具有规则边界的大洋闭合、两个不同板块碰撞。但是，同一个板块下的不规则的大洋如何关闭？现代大洋中很多山弯构造的命运如何？这些问题还未很好解释。
团队利用新获得的和收集的2660个岩浆岩锆石U-Pb年龄，通过数字化编图，在中亚造山系东部鉴别出“紧闭褶皱”的多条岩浆岩带，并发现它们缝合带变年轻，很好地揭示了蒙古-鄂霍茨克洋从早期后撤式俯冲，到晚期剪刀状闭合，并最终形成蒙古-鄂霍茨克山弯构造的整个过程。据此，提出了该大洋闭合的机制和模型，即西伯利亚克拉通旋转和大洋后撤俯冲联合作用，大洋北侧安第斯型大陆边缘向南后撤旋转，南侧东西方向的洋内弧向北后撤旋转。
该研究成果得到了国际同行的关注，在国内外科学网站（如美国科学促进会（AAAS）主办的全球科学新闻发布平台“EurekAlert!”）报道。澳大利亚的Peter Cawood院士在National Science Review(2022)专门撰文评述到：“王涛团队的这篇文章的研究结果，特别是采用的年代学大数据分析方法，反映了质谱分析和微区分析在过去四分之一个世纪中令人印象深刻的发展”；“…,其大数据分析在破解造山带和地球发育历史方面越来越显示出重要性”；“这项研究…，并不是故事的结束，而是为未来的研究开辟了新的道路”。
中亚造山系花岗岩等岩浆岩锆石年龄分布、蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程及澳大利亚的Peter Cawood院士在National Science Review(2022)上的评述
2. 揭示亚洲岩浆岩时空演化，提出亚洲大陆聚合的五阶段模式
亚洲是全球岩浆岩最发育的地区之一，前人开展了卓有成效的研究，在此基础上，该团队编制了基于ArcGIS的属性驱动数字化亚洲岩浆岩图，揭示了亚洲重要造山带岩浆时空演化规律，根据岩浆带的时空迁移，系统厘定古老大洋的闭合和陆块拼合过程，并厘定了多种构造体系的时空分布范围和叠合过程，提出了亚洲大陆五个阶段的聚合过程（Wang T et al., 2023, ESR, in revision）。此外，还揭示亚洲大陆的聚集和/或生长是主要通过两种基本方式，一是增生造山，二是碰撞造山。前者以中亚造山系为代表，以含年轻物源花岗岩类为特征，发育山弯构造；后者以中央造山系和青藏高原为代表，以再造物源过铝花岗岩为特征。前者的年轻地壳生长在亚洲大陆的聚集过程中发挥了重要作用。
亚洲大陆五阶段聚合过程及其对应的全球岩浆岩面积和古气候等环境变化
3. 通过全球造山带同位素填图对比，揭示深部物质架构、大陆地壳生长及其成矿制约
地球深部物质探测一直是深部探测的软肋。王涛和侯增谦团队探索性地提出应用岩石“探针”和同位素示踪探测深部物质并构建技术方法体系的构想（IGCP-662；王涛和侯增谦，2018；侯增谦和王涛，2018）。目前，初步总结出深部物质探测的技术方法框架（王涛等，2022），并取得应用进展（如Hou et al., 2022; Wang et al., 2023, NSR）。
通过Nd+Hf同位素联合示踪填图，确定中亚为全球最大的、最年轻的显生宙陆壳省，刻画了三维物质架构（3D）和演变（4D）及其成矿制约，提出成受控于年轻地壳、再造地壳和混合过渡地壳三种深部物质制约的成矿类型（Wang et al., 2023, NSR，接受）。
通过全造山带尺度的花岗岩同位素填图对比研究，揭示不同类型的造山带深部组成具有重大差异，据此，提出鉴别增生与碰撞等造山带类型和发展演化阶段划分新标志，为开展地壳深部物质探测提供了新思路和研究实例（Wang et al., 2023, CEE, in revision）。
中亚造山系岩浆岩Nd+Hf联合同位素填图揭示中亚造山系深部物质组成三维架构及四维演变（Wang T et al., 2023, NSR）
中亚造山系岩浆岩Nd+Hf联合同位素填图揭示深部物质组织架构及其成矿制约（Wang T et al., 2023, NSR）.
四、愿景
上述是该团队长期坚持“库-图-文”三位一体的初步成果。该团队自1996年起，参加了任纪舜院士主持的“国际亚洲地质图编制”、李廷栋院士主持的“中国地质志”，负责岩浆岩方面的工作，先后负责主持了地质调查工程-项目、国家基金委重点基金项目、集成项目、科技部变革性技术专项项目、创新性国际合作课题等有关项目包括及国际地球科学计划IGCP662项目。近年来，该团队得到地质调查项目稳定支持，持续开展建库编图，从事公益性服务工作，并探索前沿科学问题。
上述工作仅是初步的，特别是数据库仅是一个框架，要达到真正的“库-图-文”一体化科研平台，还需要长时间的艰苦努力。下一步，该团队将继续开展工作，实现以下愿景。
一是，加强数据库平台建设。增加、完善数据的使用功能，吸引更多团队和科学家使用和贡献数据；加强与其它已有数据库的交流和学习，完善数据标准和接口，实现互联互通；
二是，持续实现数据增长，特别是最新国内外杂志发表的数据，并突出专题数据库建设，如传统同位素、非传统同位素、岩浆矿物数据库等，也包括地域性专题数据库，如中亚等；
三是，研发智能编图系统，开展多属性系列数据编图，特别是编制深时岩浆岩图。完成从全球小比例尺到区域大比例尺（设置露头的）多比例尺配套的系列图。提高图件在网站上的使用功能。
四是，在“库-图-文”三位一体方面产出高水平研究成果。包括：应用大数据、智能化编图等技术，揭示进一步揭示中国岩浆成矿时空演化规律及其成矿制约，构建完善地球深部物质探测技术方法体系，探索提出新的地壳生长模式，总结全球岩浆岩演化规律及陆块聚散等。
希望在不久的将来，该数据库平台能打造为国际化、有特色的、高水平的岩浆岩数据库和研究平台，吸引国际同行借助平台开展科学研究，共享全球岩浆岩演化数据，揭示岩浆岩与能源矿产宏观分布规律，推动岩浆岩等地球科学研究变革。
欢迎国内外同行使用并提出建议。有关成果将系列报道。
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