地球的“皮肤”——地表基质

2023.06.16 中国矿业报

　　◎ 李瑞红

　　地球形成年龄约为46亿年，在漫长的地质演化过程中，地球系统内部持续发生物质分异和循环。固体地球由里及表可以依次分为地核、地幔和地壳，其中人们最为熟悉的是地壳。

　　地壳主要由岩石组成的，岩石是由矿物组成，矿物是由元素或化合物组成的。由于，元素或化合物是组成地球不同形态物质的基本单元，人类用肉眼根本无法观察识别它们，但是它们通过地质作用结晶产生的矿物及其集合体，如岩石、砾石、砂石和土壤等，却是人们日常生活中随处可见的。

　　按照自然资源调查监测体系中自然资源的分层分类模型，顾名思义，地球表面基础物质层即为地表基质层、地表以上（如森林、草原、湿地、耕地等）为覆盖层，及地表以下（如矿产等）为地下资源层。目前，已有的学术术语都无法准确反映或全面涵盖出露于地球表面（陆域地表浅部或水域水体底部）的岩石、砾石、砂石、土和泥等，因此将其统称为地表基质。可见，地表基质是名副其实的地球的“皮肤”。

　　什么是地表基质？

　　地表基质是自然资源综合体在立体空间的基本纽带，涵盖了自然资源产生、发育、演化和利用的全过程。因此，地表基质可以孕育和支撑了森林、草原、水等各类自然资源，是资源的资源。

　　当前，按照地表基础物质的肉眼可见的形态，将地表基质划分为岩石、砾质、土质、泥质4个一级分类。不同类型的地表基质通过复杂的自然作用过程，与水、空气、生物等有机组合，形成具有一定厚度的（通常不超过地表以下50米），能够支撑地球表层生态系统正常运转的自然层状体。

　　地表基质是自然作用的产物，同时与人类活动息息相关，具有如下基本特征：一是地表（平面）全覆盖。二是多数呈层状产出，垂向结构差异大。地表基质层厚度一般从几十厘米到五十米（到基岩为止）。三是物质组成复杂。基本涵盖了岩石、砾质、土质和泥质等所有肉眼可见的物质形态。并且不同地表基质具有不同的成分、颜色、质地（颗粒大小）、结构、构造和物理化学性质。四是生态系统支撑作用差异较大。目前，大多直接出露地表的岩石、砾石和砂石难以有效支撑森林、草原等陆域生态系统，因此它们上覆土质几乎是支撑陆域大多数生态系统的关键基础物质，也是地球系统表层物质和能量循环最活跃的区域。五是人类活动影响显著。人类活动正在显著地改变地表基质的本底属性。如农业生产、植树造林、地表露天采矿、城镇化建设等都可以直接改变地表基质层的状态。

　　地表基质是怎么形成的？

　　地表基质是地质大循环与生物小循环共同作用的产物，同时受地质作用、气候环境、地形地貌、生物作用等自然因素综合影响。

　　地球表面岩石主要包括岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型，都是在特定地质历史时期地质作用过程中形成的。岩石是构成地球岩石圈的主要成分，它是其它类型地表基质形成、发育和演化的源头，受到自然风化作用而形成砾石、砂石和土壤等。按照成因将地表基质层分为基岩层和松散堆积层两大类，基岩层由岩浆作用、沉积成岩作用以及变质作用形成，松散堆积层由风化、剥蚀、搬运、沉积等表生地质作用形成。根据地质成因和平面分布特征可将地表基质层分为原地风化堆积型和异地搬运沉积型，原地风化堆积型可进一步划分为残积、坡积和残坡积；异地搬运沉积型可进一步划分为冲积、洪积、冲洪积、湖积、风积、冰积、海积以及海陆交互沉积等类型。在一种地质营力影响下基质成因类型较为为单一，如河流冲积物、湖积物、洪积物等。以两种及以上地质营力影响下成因类型较为复杂，如洪冲积物（冲积为主）、冲洪积物（洪积为主）等。其中常见的土质成因类型有残积、坡积、洪积、冲积、风积、湖积以及两种以上的复杂成因类型。原地风化堆积型地表基质层上、下层位物质具有密切的成因联系，长期发生物质与能量交换。而异地搬运沉积型除表层土壤与其下部成土母质有一定成因联系以外，其它地表基质层之间成因联系并不明确，都是在多次地质作用异地搬运沉积的产物，物质来源可能相同，也可能不同。

　　地表基质调查的意义

　　地表基质层是地球的“皮肤”，更是资源中的资源，基础中的基础。目前，已有的基础地质调查、土壤普查、国土三调等均不能满足国家自然资源分层分类模型管理“一张底版、一套数据、一个平台”的重大需求，“数量、质量、结构、生态”四位一体的地表基质调查，可以形象的看作是对地球的“皮肤”的系统体检，直观反映地表岩石、砾质、土质、泥质等各类地表自然资源的本底现状和变化特征。

　　遵循山水林田湖草沙是一个生命共同体理念，依据基质类型分类方案开展的地表基质调查旨在服务于自然资源分层分类统一管理、保护利用、国土空间规划和用途管制、生态环境综合治理与保护修复等。松散堆积的地表基质与水、气、生物等附属物质组合在一起，可以形成一个相对稳定的自然层位，为保护与合理开发利用森林、草原、耕地、湿地、海洋等自然资源提供基础物质数据支撑和科学依据。

　　（作者单位：中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心）