近日，中國科學院南海海洋研究所夏少紅研究員團隊在南海南部陸緣地殼研究中取得重要進展，提出了“布丁狀地殼伸展”控制島礁形成演化的新模式。這一成果發表于《地球物理研究雜志：固體地球》（Journal of Geophysical Research: Solid Earth），為南海島礁的形成演化提供了全新的科學依據。南海海洋所博士張成龍為論文第一作者，研究員夏少紅為通訊作者，曹敬賀、范朝焰、萬奎元和茍濤四位副研究員為論文共同作者。

南海，作為西太平洋最大的邊緣海，其形成和演化一直是地質學界的研究熱點。南海經歷了近乎完整的威爾遜旋回，大陸張裂作用形成了南沙、中沙、西沙等多個微地塊。這些微地塊為珊瑚礁和碳酸鹽臺地的發育提供了穩定基底，造就了南海如今星羅棋布的島礁地貌。南海南部的珊瑚島礁群多呈現北東-南西走向的長條狀展布格局，并平行于鄰近的深海磁異常條帶，暗示了這些島礁群的形成與大陸張裂密切相關。然而，由于缺乏典型島礁區高分辨率地殼結構數據，目前對陸緣張裂作用與島礁形成演化的關系仍然缺乏深入認識。

夏少紅研究員團隊聚焦南海南部陸緣島礁區，開展了大規模的海底地震儀（OBS）廣角地震探測實驗。研究團隊從西南次海盆出發，經過永暑礁，直至畢生礁附近，通過正演模擬與走時層析成像技術，成功構建了橫跨南部陸緣島礁區的高精度縱波速度結構剖面。

研究發現，兩個島礁區的較厚地殼段之間存在一個寬約數十公里的伸展盆地，地殼最薄處僅約13公里。這一結果表明，南海南部陸緣地殼發生了強烈的非均勻伸展，北東-南西走向的伸展盆地將較厚的地殼塊體分隔，形成了地殼尺度的布丁狀構造。

研究團隊進一步指出，南海的布丁狀地殼伸展過程不僅塑造了西南次海盆兩側寬廣的裂谷陸緣和分散的地殼塊體，還為島礁的形成提供了關鍵條件。在熱帶暖水環境中，這些地殼塊體的線狀地形高點具有較高的碳酸鹽生產力。隨著時間推移，碳酸鹽不斷加積，最終形成了如今我們看到的珊瑚島礁群。

這一發現不僅為南海島礁的形成演化提供了新的科學解釋，還揭示了大陸張裂與地表形貌演化之間的深刻聯系，為全球大陸張裂作用的研究提供了重要啟示。

研究得到國家重點研發計劃項目、中國科學院南海海洋研究所自主部署項目和國家自然科學基金等項目的聯合資助。

圖1 南海南部深地震測線分布及OBS2019ZX1深地震探測實驗。

圖2 測線縱波速度結構模型及地質構造解釋。剖面從左至右依次為洋殼區、洋陸殼過渡帶、頸縮區、永暑礁較厚陸殼區、伸展盆地區及畢生礁附近較厚陸殼區。

圖3 南海布丁狀地殼伸展過程控制島礁形成演化的模式示意圖。晚漸新世中沙地塊與禮樂灘地塊分離之前，南海西部的伸展主要集中在平行于擴張中心的一系列伸展盆地（圖a）。隨后沿著其中一處伸展盆地發生漸進式海底擴張，并在中中新世擴張停止時形成V形的西南次海盆（圖b）。該過程導致海盆兩側寬闊的裂谷陸緣和北東-南西走向伸展盆地分隔的布丁狀地殼結構，地殼具有強烈非均勻伸展特征。布丁地殼塊體的斷塊線狀地形高點上更利于碳酸鹽加積，從而形成北東-南西走向長條狀島礁群（圖c）。

相關論文信息：Zhang,C.,Xia,S.*,Cao,J.,Fan,C.,Wan,K.,& Gou,T. (2025). Control of coral reefs formation by boudin‐like crustal extension processes in the South China Sea: New insights from wide‐angle seismic imaging. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,130,e2024JB030150.

原文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024JB030150