南沙群島區域的前世今生

撰文｜若初

南沙群島區域的前世今生

撰文｜若初

南沙群島海底地形總特點為由南向北級降的3級階梯地形。第一級為南海南部大陸架（巽他陸架），水深不超過150米。第二級為南沙臺階，水深1500~2500米，西北向寬500~520千米，東北向長約1000千米，臺階面上兀立著眾多高達2000米的珊瑚礁，礁間還有一系列水深2500~3000米的槽谷；臺階面內緣折線以上至大陸架外緣是上陸坡，水深150~2500米，臺階面外緣折線以下是外連深海平原的下陸坡，水深2500~4000米。第三級即南海中央海盆深海平原，水深4000米左右。據統計，南沙海底的大陸架面積占17.2%，大陸坡（包括上陸坡、南沙臺階和下陸坡）面積逾60萬平方千米，占77.6%，深海盆地面積占5.2%。區內海山、海丘壑暗礁密布，地形復雜。

南部大陸架寬廣平坦，外緣水深130~150米。水深超過50米的外陸架為相對平緩但略有起伏的古海濱殘留砂沉積和古海岸沙丘堆積地形。我國的北康暗沙、南康暗沙和曾母暗沙等3群20多座水下珊瑚礁丘匍匐在那里。南部大陸坡的上陸坡坡度平緩，沿南沙海槽南側平行展布，東北走向，長達1200千米。但在南沙海槽東北段巴拉望島西側島架外的大陸坡坡度急增，水深從100米直下到2900米。

環礁

南沙群島主體所在的南沙臺階，是一座高出深海平原1500~2500米的海底高原。該臺階面上林立著海山、暗礁、明礁和灰沙島，其中明礁和灰沙島均是現代珊瑚礁堆積。南沙臺階周圍被大斷裂所圍限，造成巨大的槽谷，其東南側為南沙海槽，西北側暫名為南沙西海槽。南沙海槽介于加里曼丹島東北部和巴拉望島島架、南海南部上陸坡與南沙臺階之間，東北向展布，長約700千米，寬60~90千米，水深大部分為2800~2900米，槽底平坦，其東北端水深逐漸變淺至1650米，通過禮樂灘東北邊的南沙東海谷落入南海中央海盆。該海槽中有4處水深超過3000米的深潭，槽底和槽邊坡偶有海山。南沙西海槽是南海中央盆地的西南海盆向西南延展和變淺的部分，全長225千米，水深1600~3700米。該海槽坡上有少數海丘，相對高度超過600米。

南海大陸坡的下陸坡即南沙臺階的外緣，它從南沙群島向北面深海平原方向短距離內急劇下降，坡度很陡。其所連接的深海平原深3800~4200米，散布著一些不高的海山。據地球物理探測和采樣，海山和海丘由晚中新世和上新世玄武巖構成，部分可能附有古生物礁。

本區地處太平洋板塊、印度-澳大利亞板塊和歐亞板塊的交會帶。區內發育有各種斷裂構造，包括巖石圈斷裂、地殼斷裂、基底斷裂和蓋層斷裂。這些斷裂大多呈東北或西北向展布，部分緯向或經向斷續延伸。

南海群島主體的地質構造是南沙斷階，南部陸架和部分上陸坡的地質構造是曾母地塹帶。南沙斷階是新生代從南海北部的中沙群島和西沙群島附近的華南陸塊中拉張出來的微陸塊的重要部分。這部分陸塊稱為南沙地塊，周邊大部分被大的斷裂所圍限，但南邊是與加里曼丹晚古生代地塊的聚斂邊界。南沙地塊包括北部島礁（南沙群島主體）隆起區、中部差異沉降帶（南沙海槽和曾母拗陷）和南部碰撞推覆帶（加里曼丹島拉姜-克羅碰撞帶）。

南沙群島島礁眾多，以一個環礁或臺礁為一個統計單位，初步統計出有明礁51座，暗礁60多座，明礁上還有灰沙島23個。南沙群島現發現的均為生物島礁，這些珊瑚礁大部分兀立在南沙臺階上，小部分匍匐在陸架上，還有一些分布在上陸坡和槽谷坡上。

南沙群島的珊瑚礁類型，主要為環礁，其次為臺礁和水下礁丘。若干礁鐲（小環礁）按一定的幾何形態共同圍圈一個深水潟湖，組成一個有統一礁座的大環礁（群礁），如太平島、南薰礁、鴻庥島和安達礁等組成的鄭和群礁。暗礁中有一部分為水下環礁，如禮樂灘。禮樂灘從晚漸新世中期至現在均為生物礁灰巖，其下為夾褐色煤層砂頁巖和粉砂巖、砂巖、集塊巖和礫巖，再下為古生界底層。

南極冰蓋

南沙群島區域的古地理脈絡是古南海的消減、華南路緣的擴散、現代南海的多期、多軸擴張。始新世晚期至漸新世早期，南沙地塊相對抬升，由深海沉積轉為淺海沉積至沉積間斷。漸新世中期至中新世早期，印度板塊和歐亞板塊碰撞，造成青藏高原的強烈隆起。同時南海海盆經向擴張，南沙地塊與西沙、中沙分離，其東北與巴拉望陸坡拼貼。中新世中期，南海中央海盆擴張,南沙西海槽形成。中新世晚期，南海中央海盆冷卻，南海進入轉老期。上新世至第四紀，古南海消減停止。

第四紀全球氣候冷暖變化頻繁，冰川進退和地殼垂直運動引起海岸線升降。中新世末（距今13~10.5Ma）至晚中新世（距今5.2Ma），南極冰蓋擴大導致大洋海面降低。推測冰期海平面相應在現代海平面下數百米，今沿海陸地當時距海遠且地勢較高，為熱帶稀樹草原和熱帶草原磚紅壤景觀。而發生地形雨的山坡、河谷則發育熱帶雨林、季雨林。

中新世末時南海是一個幾乎封閉的海灣，只在東北邊巴士海峽留下一條通道連結太平洋，海灣中散布南海諸島。南部陸架海平均深度僅50米，冰期時出露成為陸橋，于是有許多不同種類的動物群陸續遷入本區。到晚更新世時，海面有過間歇性上升，陸橋斷了，熱帶雨林廣泛發育，食草動物衰落。更新世低海面時，河流沖積物使陸架前緣快速向前推進。另外，永暑礁在早更新世晚期以來的氣候一直是暖熱的，盡管期間多次偏涼，但水溫適宜，淺水造礁石珊瑚不斷生長。

末次冰期鼎盛時，南沙群島區域海面下降至約-140米，大陸架陸露，南海西南邊通往印度洋和爪哇海的水道完全斷了，東北邊的臺灣海峽也斷了，南海再次成為半封閉的大海灣，灣口在東北邊的巴士海峽，向太平洋敞開。東邊還有兩條通太平洋的小水道：民都洛水道和克拉克海峽。南海表層流場發生變化，太平洋的黑潮暖水和從臺灣東岸來的溫帶水通過該灣口進入南海。南海表層流場的格局，由間冰期（類似現在）的冬夏轉換的縱貫南海的單向海流變成冰期時圍繞南沙群島的冬季逆時針、夏季順時針環流。