南沙群岛景观及区域古地理，本文主要内容关键词为：南沙群岛论文,景观论文,地理论文,区域论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
提 要 本文论述了南沙群岛的海底地形、海底表层沉积、珊瑚礁景观、区域新生代古地理、以永暑礁为代表的古气候与古海面，以及本区古海洋等自然地理特征。
关键词 南沙群岛 珊瑚礁 景观 古地理 古海洋
南沙群岛是我国南海诸岛中最南的一群，北起雄南滩，南至曾母暗沙附近浅滩，东起海马滩，西至万安滩，包罗11座岛屿、12座沙洲、近200座明礁暗滩和暗沙。南沙群岛附近海域分布范围为12°10′N-3°25′N，108°15′E-119°00′E，南北幅长973km，东西幅宽1200km。断续国界线内的南沙海域面积约70×10[4]km[2]余。其东、南、西三面与邻国海域连片（图1），向南距赤道仅380km。南沙群岛海域为热带海洋，表层海水温度年平均，南威岛(8°40′N)27.4℃，西月岛(11°05′N)27.8℃，曾母暗沙附近(3°42′N)28.3℃。南沙群岛及其邻近海域向为中国的领土。
汉朝以来，我国历代对南沙群岛多有记述。近代对南沙群岛的科学考察始于1946年11-12月。当时水工专家麦蕴瑜作为前广东省政府顾问被委任为接收南沙群岛专员，率领有关机关的代表，测绘、气象、水产和农业人员，分乘两艘军舰抵达南沙群岛太平岛接收和考察。1947年3-5月，前中央地质调查所、台湾大学和前广东省政府西南沙群岛志编纂委员会等有关单位派专家前往考察[1-3]。中国科学院南海海洋研究所1984年开始对南沙群岛及其邻近海域的综合科学考察。国家科学技术委员会将此项考察先后列入“七·五”和“八·五”计划，由中国科学院牵头，有院内外数十个单位的人员参加。
1 南沙群岛区域地貌及珊瑚礁景观
1.1 海底地貌
南沙海域水深由北向南变浅，海底地形总的特点为一由南向北级降的3级阶梯地形[4]（图2）。第一级台阶为南海南部大陆架，水深150m以浅。第二级台阶为南海南部大陆坡，水深150-4000m，NW向宽500-520km，NE向长约1000km，包括水深1500-2500m的南沙台阶，台阶面上耸立繁星般的珊瑚礁岛礁，礁间还有一系列深切槽谷，台阶面两边折线将大陆坡分为上、下两部分，水深150－约2500m的上陆坡上接陆架，水深约2500-4000m的下陆坡下连深海平原。第3级台阶即南海中央海盆深海平原，水深4000m左右。从本区向东北至马尼拉海沟水深达5377m，向东南至加里曼丹岛北岸的高4101m的基纳巴卢山（位于6°05′N），两地水平距离1672m，地势反差达9478m之巨！区内地势反差亦很大，南沙群岛北缘双子群礁向西北水平距离32km，高差竟达4000m。南沙群岛主体所在的南沙台阶为高出深海平原1500-2500m的海底高原。据统计，南沙海底的陆架面积占17.2%，陆坡占77.6%，深海盆地占5.2%。
（据陈明锐主编《南海及邻近大洋地势图》，1:400万，测绘出版社，1990）
图1 南沙群岛地形图
Fig.1 Topographic map of Nansha lslands,South China Sea
1.2 海底表层沉积
南海南部陆架又称巽他陆架，地形宽广平坦，坡度一般为1′30″，可分出水下20m，42-47m，55-60m等几级阶地，还遗存冰期低海面时期的源于巽他群岛和中南半岛的古河谷系。越南岸外的湄公河古三角洲、加里曼丹岛外的卢帕尔河、拉让河和巴兰河等的古三角洲在陆架上复合。我国的北康暗沙群、南康暗沙群和曾母暗沙群[5]等20多座暗沙和暗礁分布在陆架上。根据我队底质采样资料，陆架表层沉积物类型主要有陆源粉砂－砂、生物碎屑砂和珊瑚礁等几类[6,7]，外陆架普遍为陆源的古海滨浅海残留砂沉积。
图2 南海南部114°20′E地形断面
Fig.2 Bottom profile at 114°20′E in southern South China Sea
南海南部的上陆坡沿南沙海槽南侧平行展布，走向NE，达1 200km。与陆架接合的上部主要为陆源砂－粉砂沉积，间有珊瑚礁堆积。南沙台阶宽约360km。台阶面崎岖起伏。隆起部分的正地形是棋布的海山和暗礁，隐现在潮水位上下的礁，出露在水面上的沙洲和岛屿，均是现代珊瑚礁堆积。切割台阶的负地形是各级纵横交错的槽谷。巨大的槽谷有4条：1条是位于南沙群岛东南侧的南沙海槽，走向NE-SW，全长约675km，宽约160km，水深达2800-2900m；1条呈NW-SE方向横贯南沙群岛中部，叫南华水道海谷，从永暑礁东北端起向东南交汇于南沙海槽，长300km许，宽约100km，深达2500m以深；1条呈NNE-SSW方向几乎垂直于南华水道走向，大体沿115°E经线纵穿南沙群岛北部，叫中央水道海谷，从礼乐滩西北面起，长近300km，宽约100km，深达3000m；1条也呈NNE-SSW方向几乎垂直于南华水道走向，但与中央水道海谷错开，大体沿113°E经线，从永暑礁东北端起向西南，长200km，宽约60km，深达2500m，我们曾建议以该海谷西坡上的华阳礁参照命名为华阳水道海谷。槽谷和南沙台阶面上为生物源半深海－深海钙质泥。岛礁为珊瑚礁堆积。受碳酸钙沉积的溶解深度制约，下陆坡为生物源深海硅质泥。
南海中央深海平原位于南沙群岛北侧，水深4000-4500m。深海平原上散布10多座不很高的海山和海岭，由晚中新世和上新世玄武岩构成，附有古生物礁。深海表层沉积为生物源－陆源的深海粘土，主要有褐色粘土、泥质粉砂、放射虫软泥和有孔虫软泥等几种类型。
1.3 珊瑚礁地质地貌
南沙群岛是由一群珊瑚礁及部分礁坪上矮小的岛屿所组成。最大岛屿太平岛的面积只有0.432km[2]，最高的岛屿鸿庥岛也只有6.1m。所有岛屿和沙洲主要由珊瑚和贝类的碎屑砂砾堆积而成，地势平坦，没有溪流。全部岛屿和沙洲的总面积不过2km[2]，隐现在水面的明礁总面积超过3000km[2]，隐没在水下的暗礁总面积超过10000km[2]。国外航海界曾有人认为赤瓜礁是火山岩，无乜礁和石盘仔可能是火山岩。我们历年考察了赤瓜礁、石盘仔等38座礁体，均未见火山岩。珊瑚礁绝大部分物质是原地的造礁生物浅水石珊瑚、钙质藻，以及附礁生物软体动物有孔虫、苔藓虫、海绵和海胆等的遗骸大量堆积，化学成分主要是CaCO[,3]。据我队调查，南沙群岛造礁石珊瑚初步统计有11科100多种。礁体最主要的营造者是滨珊瑚(Porites)、蜂巢珊瑚(Faviidae)和鹿角珊瑚(Acropara)诸科各属种，红藻门珊瑚藻科(Corallinaceae)和绿藻门仙掌藻科(Halimeda)等多种藻类。附礁软体动物估计至少有数百种，以单壳的腹足类最多，主要有宝贝(Cygraea)、马蹄螺(Trochus)和蝾螺(Turbo)等属，其次是双壳的瓣鳃类，主要有帘蛤(Venus)、蚶(Arca)、扇贝(Pecten)和砗磲(Tridacna)等属。礁格架的支柱生物蜂巢珊瑚和滨珊瑚之类成长率一般为5-10mm/a，最大可达20mm/a[8,6]。珊瑚礁顶（礁坪和潟湖）一般由松散的生物碎屑砂砾堆积而成，被珊瑚藻粘结，外观像棕黑色的礁石，矿物成分为文石，未发生成岩变化，下伏为已固结的礁灰岩，矿物成分主要为方解石，已发生成岩变化。据南永1井资料，礁坪表层松散的生物碎屑砂砾层厚17.3m，属全新统，下伏礁灰岩为更新统[9]。礁缘的松散层较薄或缺失，原生礁埋深很浅或出露。
南沙群岛的珊瑚礁类型主要为环礁，其次为台礁和水下礁丘，可能有少量塔礁。礁顶上礁坪围绕水深40m以浅的浅水潟湖者叫环礁，礁顶面积为若干至上百万平方公里。若干小环礁（礁镯）围圈一大水深达60m以深的深水潟湖者叫群礁，面积为上百至上千平方公里。暗礁中有一部分是沉没水下环礁。礼乐滩水下环礁是NNE向展布，长143km，宽62km，礁顶面积7000km[2]，礁缘有水深18-27m、宽约1km的礁坪，礁湖水深70-90m，湖内有无数深浅不一的点礁[4]。环礁分类有按构造－形态原则[10]，我们调查[4]后，则采用环礁发育指数[6]，划分为5种（表1），反映了礁顶潟湖衰亡过程的几个阶段[11]。礁坪可看作是台礁化的环礁，如华阳礁和半路礁等。水下台礁如石盘仔。塔礁和礁丘都是暗礁。塔礁兀立于陆坡边缘或海谷边坡上，如孔明礁。南沙海槽里的指向礁、都护暗沙和保怀暗沙等可能是小塔礁。礁丘匍伏在陆坡上者，如万安滩；卧伏在陆架上者，如曾母暗沙[5]。
表1 南沙群岛环礁类型实例
Tab.1 Samples of atoll types,Nansha lsland
注：Adi≤0.12，开放型；0.12-0.4，半开放型；0.4-0.9，准封闭型；＞0.9封闭型。
环礁地貌－现代沉积相带自海向潟湖可划分为（图3）：①向海坡相带，从礁坪外缘坡折线向海的水下斜坡，有多级台阶，波浪基面（水深约50m）以浅的陡坡由原生礁构成，珊瑚丛生，波浪基面以下的陡坡堆积塌积物和生物骨壳碎屑，50-1000m多为细砂，1000m以下为粉砂质粘土。②礁坪相带，相对平坦，宽窄不一，宽约数百米，凹凸不平，大部分稍低于平均低潮面30-50cm，小部分退潮露出，各种生物碎屑大小混杂，以砾砂为主，粒径大体上由海向潟湖变线，多被藻类粘结，礁缘上偶见巨浪堆积的巨砾，砾顶高出高潮面以上部分接受大气淋溶。③潟湖相带，大小深浅不一，沉积各种生物碎屑，粒径由湖边坡向湖心变细，以砾、砂、粉砂为主，湖心含有较多的粘土粒级，湖中时有点礁。④潮汐通道，连结潟湖与大海，水道流急，一般无松散沉积物，周界为原生礁和活珊瑚丛。由于含沙量通常视作零，风暴时水色乳白，但含沙量也极微，故通道两端无大陆沿岸潟湖潮汐通道内外所见的潮汐三角洲。
图3 南沙群岛环礁地貌－沉积相模式
Fig.3 Model of geomorphic-sedimentary facies of atoll,Nansha lsland
根据几个礁体外坡10多条测深断面资料分析，外坡水深50m以浅为浅水平台，水深约650-900m具坡折，水深1700-2100m为深水平台（南沙台阶）；以中间坡折为界，分上、下坡，上坡较陡，介于15.7°-36.1°之间，下部较缓，介于4.3°-24.7°之间。外坡具有多级阶地。
冰后期永暑礁海面上涨平均速度为10.2mm/a，同礁格架支柱珊瑚的一般生长率相当，能够发育成明礁。南沙群岛明礁上的巨砾[14]C年龄均在距今5000年以内，尤以距今1000年以来的为多[11]。砾石孔隙中有淀晶碳酸盐胶结矿物文石针和粒状高镁方解石，说明潮间带粒内胶结作用正在进行，但未发现矿物转化现象。明礁礁坪是全新世中期海面上涨至最高以来形成的。一些礁坪上已陆续被大浪和风在潮上带堆积成灰沙岛。初期，沙体体积小，缺植物和地下水，地形易变，为裸沙洲，如信义礁等几个礁上的小沙洲。当沙洲规模变大，可积存少量地下水，始长草类和灌木，地形相对稳定，为草被灌丛沙洲，如敦谦沙洲。当风力加积的风沙层增厚，形成较高爽的沙堤和堤内较低的洼地，由于四面受风，形成周高中低的碟形洼地，在海滩形成海滩岩[1]，在沙堤和洼地的地下形成淡水透镜体，乔木生长，地形稳定，终于成岛，如太平岛等。
1.4 珊瑚礁景观
本区属典型的热带和赤道带海洋季风气候，全年基本处于恒温、恒湿、恒压、恒云量和恒雨量之中[12]。热量大，温度高，为全国之冠。太阳辐射平衡值全年平均1506.2J/(cm[2]·d)。全年平均感热和潜热通量总共为1783.81J/(cm[2]·d)。四季不分明，常夏。太平岛全年平均气温27.9℃，年较差仅2.2℃。相对湿度各月在80%-87%之间。雨量丰盛，纬度愈低，雨量愈多。以太平岛至纳土纳群岛为界，西北部约1500-2000mm/a，东南部≥3000mm/a。季风活动，5月下旬至9月的夏半年盛吹西南风，11月至翌年4月中旬的冬半年盛吹东北风。热带低压和台风发源于南海中部和西北太平洋热带海域热带辐合带上，对本区的影响均较少[13]。
灰沙岛上的植物是通过气流、海流、鸟类和人类行为媒介在岛上繁殖起来的。根据文献资料[14]，南沙群岛主要的植物类型是高约30m的热带常绿珊瑚岛乔木林，高约2-3m的热带常绿珊瑚岛灌木林和草被。太平岛有以橙花破布木(Cordia subcordata)、白避霜花(Pisonia grandis)和海岸桐(Guettarda speciosa)为主的热带乔木林，以草海桐(Scaevola sericea)为主的灌木丛，草类以过江藤(Lippia nodiflora)、银叶紫丹(Tournefortia agenfea)、蓖麻(Ricinus communis)为普遍，栽培植物有椰子树、菠萝蜜、海棠果、番木瓜、香蕉、番薯以及各种蔬菜。据中国科学院华南植物研究所邢福武初步统计（私人通讯），南沙群岛维管束植物有31科45属48种，基本上全为热带成分，并且具有代表东南亚珊瑚岛植被特征的各种热带海岸成分，是我国热带珊瑚岛植物区系的重要代表，在区系区划上属于古热带植物区、马来西亚热带植物亚区。林中海鸟群栖群飞。
南沙群岛岛屿的成土母质都是生物碎屑，在茂盛的植被下，加上鸟粪的作用，所成的土壤种类单纯为磷质石灰土[3]。表土层薄，厚约20cm，所有剖面呈碱性反应，pH值7.5-8强。菜地的表土层较厚，约20-30cm，土色略深，有机质高达13.10%，N占0.65%。鸟粪堆积成层，厚几十厘米至1m许，其成份CaO占47.42%，P[,2]O[,5]占19.58%，成为磷酸矿。太平岛鸟粪层分布约占全岛面积的80%，估计储量数万吨。
海洋生物种类繁多，迄今调查了解尚少。我队1984-1990年间采集的标本经初步鉴定有3235种以上，多属于印度－西太平洋热带区系的种类，绝大部分是印度－马来亚区种类①。珊瑚礁的生物种类最多，数量也大。
南沙群岛呈现典型的热带珊瑚礁群岛景观[15]，在生物量低的热带深海中，星罗棋布着高生物量的珊瑚礁岛群，可喻作沙漠中的绿洲。在这个自然地理综合体中赋存丰富的资源[16]。
2 南沙群岛区域古地理
2.1 围区及本区新生代古地理
南海中央海盆形成时，距今约75Ma前，分别在海盆两侧的西沙群岛[17]和南沙群岛礼乐滩[18]等岛屿开始发生生物礁堆积。巽他古陆中新世时海面在现今海面下1000m，此后至今，海面变化总的趋势是上升的[19]。
第四纪气候冷暖变化频繁，深海岩芯氧同位素研究的结果，将第四纪划分出30多个冷暖相间的气候期。冰川进退和地壳垂直运动引起海岸线升降。有人根据地貌和沉积资料，对南海南部海岸识别出13条由－2m至－90m的水下古海岸线和现代高潮位以上12条由0.5-0.7m至50m的上升古海岸线[20]。第四纪气候比上新世冷，在低纬度山岳冰川上有明显的反映。基纳巴卢山的雪线在更新世下降了760-1070m。据赤道和热带海洋深海岩芯的有孔虫氧同位素比值所确定的冰期海水表层古温度，比现代低2-4℃。推测巽他沿海陆地气温平均下降的最大值为5℃，并可以解释为赤道山地雪线下降大约为770m。推论当时海平面相应在现代海平面下数百米，今沿海陆地当时距海略远和地势较高，气候较干热，植被为热带稀树草原和热带草原，土壤为砖红壤，多见于马来半岛66-80m的台地、丘陵[21]。近打河流域溶洞中有更新世羚羊(Antelopes)和河马(Hippopotamus)等食草动物化石，而发生地形雨的山坡、河谷则发育热带雨林、季雨林。
今巽他陆架海平面深度仅50m，大多数深度在36m左右，冰期时出露成为陆桥。巽他晚新生代哺乳动物的分异、演化及其绝灭同陆桥的存在与否有关。有人认为，巽他陆生哺乳动物出现不早于上新世。营生热带草原的印度Sivalikian动物群于早更新世大量迁入本区。中更新世时马来西亚生活着当时印度、缅甸和华南广布的剑齿象(Stegodon)－大熊猫(Ailuropoda)动物群。到晚更新世末期，残存的食草类哺乳动物已为数不多了，幸存者生态特化。这说明更新世时海面有过间歇性上升，陆桥曾经被切断过。海侵造成的地理隔绝，又加上热带雨林广泛发育，食草类动物衰落，甚至灭绝。
南海南部陆架第四纪沉积由我队划分出3个沉积旋回及1个亚旋回，代表4次海退与海侵[22]，可与马来半岛东岸外海底的资料[23]对照。陆架外缘沉积现象较为复杂，可见滑坡等物质运移、沉积层受扰动现象，而且在外陆架纵横向浅层地震测线上都见到古河道。Kuenen,Ph.H.(1950)②指出巽他陆架上水深110m的海底溺谷系，溺谷系河源在西加里曼丹、苏门答腊和马来半岛。卢帕尔河溺谷大部分介于水下100-140m，最深为165m。南海南部大陆坡上部水深135-360m及陆架水深34-135m沉积的砂是更新世低海面时堆积的[7]。当时，大量河流冲积物使陆架前缘快速向前推进，中更新世时推进约20km，晚更新世时推进约10km。
对南沙海槽两个沉积柱样[6]和南沙台阶NS88-11柱样（位于9°56′19″N，115°36′53″E，水深995m）[22]沉积物测年、微体古生物分析以及氧同位素测试结果，表明自中更新世晚期距今235ka以来的沉积均属半深海－深海相，其气候期划分：中更新世晚期距今235-209ka温暖期，距今209-185ka炎热期，距今185-128ka偏凉期（对应里斯冰期）；晚更新世距今128-72ka炎热期，距今72-50ka偏凉期，距今50-22ka温暖期，距今22-10.5ka偏凉期，后4期同Shackleton NJ.(1977)的5e，5d，5c和5b[24]相对应。太平岛附近台阶的SCS-15B（位于10°19.32′N，114°10.61′E，水深1500m）及其东北方向不远的SCS-15A柱样的Globigerinodes sacculifer的氧同位素分析资料指明，末次冰期鼎盛期的表层水温比现在只低约3℃[25]。
2.2 永暑礁古气候与古海面
根据永暑礁（位于9°32′-9°42′N，112°52′-113°04′E）南永1井孔深152.07m碳酸盐全岩氧、碳同位素分析资料而作的气候变化曲线（图4），同全球性的布容期古温度变化曲线和相应的冰期、间冰期(Emiliani C.1978)、黄土高原古土壤（刘东生等，1985）、柴达木盆地有机碳（黄麒等，1990）以及西沙群岛钻孔岩芯的氧、碳同位素（张明书等，1989）分析的第四纪古气候变化规律基本一致[9]。永暑礁古气候曲线可代表南沙群岛古气候变化。
永暑礁在早更新世晚期以来的气候一直是暖热的，尽管期间多次偏凉，但水温适宜，造礁石珊瑚不断发育。距今900ka前的一段时期是最冷期，造礁珊瑚仍生长，900ka后转暖，800ka前炎热，800-700ka时有多次凉热变化。早更新世末期以来的古气候可划出5个变化期：早更新世末期（距今约700ka前）偏凉期；中更新世早期最热期，但由于冰期与间冰期交替频繁造成的温度波动明显；中更新世晚期炎热期，虽有冰期与间冰期交替，但温度变幅小；晚更新世暖热适宜期，即使在其中末次冰期鼎盛时仍然暖热，古季风带来热带和亚热带大陆喜湿热植物的孢子花粉，个别年代地层含喜干凉的植物（如松属和禾本科）的花粉；全新世暖热适宜期，季风活动带来热带和亚热带大陆植物的孢子花粉。根据南永1井上段岩芯的[14]C和氨基酸资料，全新世中期时最热，距今6810-3950a之间，珊瑚礁堆积速率高于其前后。
氧同位素曲线上的偶数阶段代表冰期
图4 永暑礁南永1井气候变化曲线
Fig.4 Climatic changing curve of core Nanyong-1,Yongshu Reef
图5 永暑礁90多万年以来海平面变化曲线
Fig.5 Change of sea level of Yongshu Reef since 900 000yrs BP
根据南永1井揭露的沉积旋回、侵蚀面、成岩变化、埋藏溶洞和测年资料，以及永暑礁外坡测深显示的水下阶地等海平面变化证据，得出永暑礁90多万年以来海平面变化过程（图5），分为4次上升及期间的3次下降。可见，在世界几次大冰期低海面时，它和南沙群岛其他珊瑚礁曾几次出露成陆。本区的海面变化主要受全球性气候变化制约。从南永1井和区域地质地貌资料分析，推测南沙群岛主体的新构造运动性质属下降性的。推测冰后期以来永暑礁平均相对沉积率为0.65mm/a，大大低于一般珊瑚生长率和珊瑚礁沉降率[9]。
2.3 区域古海洋
末次冰期鼎盛时，南沙群岛海面下降至－140m左右，南部大陆架出露，南海西南边通往印度洋和爪哇海的水道完全被封断，南海成为半封闭的大海湾，东边存留沟通苏禄海的克拉克海峡和沟通太平洋的民都洛水道，东北边的巴士海峡作为湾口向太平洋敞开，南海表层流场发生变化。据南海南、北部沉积柱样的浮游有孔虫FP-12E转换函数古温度及再造晚第四纪表层水古温度场分析，末次冰期时，太平洋的黑潮暖水和从台湾东岸流来的温带水经由该湾口入南海，南部陆坡RC[，12350]柱样（位于6°32.5′N，111°13′E）资料显示其表层水温末次冰期平均，夏季28.8℃，冬季24.5℃，季节温差4.3℃；冰期极盛时，夏季28.0℃，冬季22.2℃，季节温差5.8℃；全新世平均，夏季29.2℃，冬季26.4℃，季节温差2.8℃；冰期／冰后期差值，夏季1.7℃，冬季5.3℃，季节温差3.6℃。参照南海北部陆坡V[,36-3]和V[,36-5]的沉积柱样资料，冬季表层水温从南向北略呈递降，季节温差略递增。冰期表层水温的下降幅度和冬夏季节温差均大大超过同纬度太平洋区，反映出边缘海对气候变化的放大效应[26]。南海表层流场的格局由间冰期时（类似现代）冬夏转换的纵贯南海的单向海流变成围绕南沙群岛的冬季逆时针、夏季顺时针环流[26]。冰期时因南部陆架陆露，河流延长，泥沙输入，上陆坡沉积速率竟高达20.7-31.0cm/ka，而南沙台阶北部为1.3-5.2cm/ka。冰后期沉积速率较小，上陆坡为3.8-15.0cm/ka，而南沙台阶北部为0.7-1.5cm/ka[26]。
来稿日期：199403；收到修改稿日期：199411。
*中国科学院南沙综合科学考察队调查研究报告D-00051号。
本文原题为“南沙群岛自然地理研究”，是作者等10多年来南沙地区综合考察项目专题研究成果之一。文章对南沙沿革、各自然要素、自然综合体以及自然区划等方面作了全面阐述，本刊选用地貌、古地理两节的主要内容，并改了题目，以飨读者。--编者
THE LANDSCAPE AND REGIONAL PALAEOGEOGRAPHY OF NANSHA ISLANDS
Zhao Huanting Wen Xiaosheng Sun Zongxun Zheng Deyan
(South China Sea Institute of Oceanology,Academia Sinica,Guangzhou 510301)
Yuan Jiayi
(Department of Geology,Zhongshan University,Guangzhou 510275)
Key Words Nansha,Islands,coral reef,landscape,palaeogeography,palaeooceanography
Abstract
The sea bottom landforms of Nansha Islands (Fig.1) have three steps,descending from south to north.The first one is southern continental shelf (Sunda) of South China Sea and its depth is less than 150m,the second one is Nansha step (sea plateau) and its depth is 1 500-2 500m,the third step is central abyssal plain of South China Sea and its depth is about 4 000m(Fig.2).There are upper and lower continental slopes among these three steps.Drowned valleys exist on continental shelf.Nansha step develops a crisscross network of troughs,the coral reefs which tower over sea plateau and the sea bottom reliefs contrast greatly.The bottom deposits are terrigenous silt and sand,organic detritus,coral reef,organic hemi-deep sea to deep sea calcareous mud,organic abyssal siliceous mud,and organic-terrigenous abyssal clay.
Abundant coral reefs are distributed in Nansha Islands,and about 200 of them have been named.There are 23 lime-sand islets based on coral reefs.According to preliminary statistics,the reef-building corals have 100 species belonging to 11 families.The main reef-building organism to construct reefs are Porites,Faviidae,Acropora,Corallinaceae and other species.There are hundreds of species of reef-liking mollusks.The general growing rate of Porites and Faviidae is 5-10 mm/yr..Nansha Islands began to develop organic reefs when the deep sea basin of South China Sea was formed 27 000 000aBP.The organic limestone in Lile Bank is 2 164m thick.The section of Nanyong-1 core (152.07m)in the Yongshu Reef has revealed the strata of organic bone carbonate sediments since 900 000aBP.and the history of geological evolution and environmental change.
The coral reef types in Nansha Islands are mainly atolls,secondary table reefs and reef hillocks,and perhaps a few tower reefs.The atolls can been divided into 5 types:open,half-open,quasi-closed,closed,and tablized (Tab.1).Atoll geomorphy and modern sedimentary facies can also be divided into 4 zones:reef front slope facies,reef flatfacies,lagoon facies (Fig.3),and tidal channel facies.Tabe reefs can be regarded as tablized atolls.Reef hillocks prostrating on continental shelf and upper continental slopes were developed during the transgression of postglacial period.The lime-sand islet on reef top was accumulated by storm surge,wave and wind on reef flat when the sea level rose to the highest point during the middle period of Holocene epoch.The 10-20m high tropical arbor forest which includes cordia subcordata,Pisonia grandis and Guettarda speciosa,and the 2-3m high bush and grass which includes mainly scaevola sericea,constitute the vegetation of tropical ever-green coral islets.In forest,lots of sea birds live there and form guano layer accumulations.There is phosphocalcic soil only.Many types and great quantity of marine organisms live in the coral reef waters.Nansha Islands presents a typical tropical coral reef landscape.
Since Tertiary period,Nansha Islands belongs to tropical sea,with tropical organisms and laterite on its peripheral lands.The climate of this area is warm to hot during the global palaeoclimate change (Fig.4).The surface water temperature is about 3C lower in glacial period than in interglacial perold,but the reef-building corals can still live.The palaeo-sea level changes in Quaternary period were synchronous with the global palaeo-sea level changes.Coral reefs and southern continental shelf of South China Sea emerged and became land when sea level was low during glacial periods,and South China Sea became a halfclosed gulf due to the closure of westsouth mouths.The surface current field was clockwise in winter and counter-clockwise in summer,circling the Nansha Islands.The sedimentary rate in the Nansha Islands water was fast.Ininterglacial period,the configuration of South China Sea and the surface current field was the same as the present.
注释：
① 陈真然.南沙群岛海域海洋生物资源与生态研究.中国科学院南沙综合考察队1991年编印.
② Ph.H.奎年（梁元博译）.海洋地质学.北京：中国工业出版社，1963,314-316.
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