南沙珊瑚島礁發育演化研究獲進展

　　星羅棋布于南海的珊瑚礁是南海最重要且獨特的地質體，在維護我國海洋領土完整、行使國家主權、資源供給及生態和氣候環境變化研究等方面發揮重要作用。珊瑚島礁的發育演化和成因問題最早可追溯到1842年達爾文沉降理論，迄今科學家已提出多種模式和理論，但存在爭議或難以解釋的現象，如不同區域和類型島礁的發育過程和模式、環礁形成的主控因素等。

　　中國科學院南海海洋研究所研究員顏文領導的“趙煥庭南海島礁科學鉆探研究攻關突擊隊”科研團隊，以揭示珊瑚礁的形成過程和發育模式為主要科學目標之一，2017年在南沙群島實施完成“南科一井”科學鉆探。該井是南海南部第一口穿透礁體的全取芯科學深鉆，總進尺2020.2米，取芯率達到91%，是目前世界島礁全取芯深度最大的科學鉆井。近日，該團隊在“南科一井”島礁發育演化方面取得的成果，發表在《古地理學、古氣候學、古生態學》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）和《地球物理學研究雜志：地球表面》（Journal of Geophysical Research: Earth Surface）上。

　　研究綜合南沙美濟環礁“南科一井”樣品的鍶、碳、氧同位素以及礦物學、微體古生物學、元素測試數據，分析探討了美濟環礁的形成和演化歷史，將該珊瑚島礁的演化劃分為多個階段，提出整個珊瑚島礁的發育過程可用階段性侵蝕-沉積模式來解釋。研究表明，熱帶地區的許多珊瑚礁可能不會長期持續繁榮生長，發育過程中沉積間斷較頻繁出現甚至有時可能持續數個百萬年。

　　針對第四紀以來的珊瑚礁發育過程，研究對美濟環礁上新世晚期（2.65Ma）以來的發育過程展開數值模擬研究，重建了礁體地層的沉積過程和瀉湖的演變過程。研究表明，環礁的形成是因暴露時期的空間差異性巖溶而致的中間低、周緣高的地形，而非珊瑚和珊瑚礁在平臺周緣的優先生長。瀉湖內接近海平面的點礁的形成，是基于珊瑚和珊瑚礁在瀉湖內地形高點之上的優先生長。該研究為全球環礁成因提供了新認識。

　　研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（A類）、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項項目、國家重點研發計劃重點專項項目、國家自然科學基金、王寬誠教育基金的支持。

圖1.南沙珊瑚島礁新生代中晚期以來發育的階段性侵蝕-沉積模式示意圖（Liu et al., 2022）。（a）上部和（b）下部分別表示珊瑚礁的橫剖面和縱剖面演化過程，虛線和實線等高線分別代表經歷了大氣/海水環境長期暴露-侵蝕的珊瑚礁和沉積的珊瑚礁。

圖2.經“南科一井”美濟環礁東北-西南剖面的數值模擬結果及驗證（Liu et al. 2022）。