近日，中国科学院南海海洋研究所夏少红研究员团队在南海南部陆缘地壳研究中取得重要进展，提出了“布丁状地壳伸展”控制岛礁形成演化的新模式。这一成果发表于《地球物理研究杂志：固体地球》（Journal of Geophysical Research: Solid Earth），为南海岛礁的形成演化提供了全新的科学依据。南海海洋所博士张成龙为论文第一作者，研究员夏少红为通讯作者，曹敬贺、范朝焰、万奎元和苟涛四位副研究员为论文共同作者。

南海，作为西太平洋最大的边缘海，其形成和演化一直是地质学界的研究热点。南海经历了近乎完整的威尔逊旋回，大陆张裂作用形成了南沙、中沙、西沙等多个微地块。这些微地块为珊瑚礁和碳酸盐台地的发育提供了稳定基底，造就了南海如今星罗棋布的岛礁地貌。南海南部的珊瑚岛礁群多呈现北东-南西走向的长条状展布格局，并平行于邻近的深海磁异常条带，暗示了这些岛礁群的形成与大陆张裂密切相关。然而，由于缺乏典型岛礁区高分辨率地壳结构数据，目前对陆缘张裂作用与岛礁形成演化的关系仍然缺乏深入认识。

夏少红研究员团队聚焦南海南部陆缘岛礁区，开展了大规模的海底地震仪（OBS）广角地震探测实验。研究团队从西南次海盆出发，经过永暑礁，直至毕生礁附近，通过正演模拟与走时层析成像技术，成功构建了横跨南部陆缘岛礁区的高精度纵波速度结构剖面。

研究发现，两个岛礁区的较厚地壳段之间存在一个宽约数十公里的伸展盆地，地壳最薄处仅约13公里。这一结果表明，南海南部陆缘地壳发生了强烈的非均匀伸展，北东-南西走向的伸展盆地将较厚的地壳块体分隔，形成了地壳尺度的布丁状构造。

研究团队进一步指出，南海的布丁状地壳伸展过程不仅塑造了西南次海盆两侧宽广的裂谷陆缘和分散的地壳块体，还为岛礁的形成提供了关键条件。在热带暖水环境中，这些地壳块体的线状地形高点具有较高的碳酸盐生产力。随着时间推移，碳酸盐不断加积，最终形成了如今我们看到的珊瑚岛礁群。

这一发现不仅为南海岛礁的形成演化提供了新的科学解释，还揭示了大陆张裂与地表形貌演化之间的深刻联系，为全球大陆张裂作用的研究提供了重要启示。

研究得到国家重点研发计划项目、中国科学院南海海洋研究所自主部署项目和国家自然科学基金等项目的联合资助。

图1 南海南部深地震测线分布及OBS2019ZX1深地震探测实验。

图2 测线纵波速度结构模型及地质构造解释。剖面从左至右依次为洋壳区、洋陆壳过渡带、颈缩区、永暑礁较厚陆壳区、伸展盆地区及毕生礁附近较厚陆壳区。

图3 南海布丁状地壳伸展过程控制岛礁形成演化的模式示意图。晚渐新世中沙地块与礼乐滩地块分离之前，南海西部的伸展主要集中在平行于扩张中心的一系列伸展盆地（图a）。随后沿着其中一处伸展盆地发生渐进式海底扩张，并在中中新世扩张停止时形成V形的西南次海盆（图b）。该过程导致海盆两侧宽阔的裂谷陆缘和北东-南西走向伸展盆地分隔的布丁状地壳结构，地壳具有强烈非均匀伸展特征。布丁地壳块体的断块线状地形高点上更利于碳酸盐加积，从而形成北东-南西走向长条状岛礁群（图c）。

相关论文信息：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.

原文链接：https://doi.org/10.1029/2024JB030150