西沙孤立碳酸鹽臺(tái)地的地震層序及演化模式
——以永樂環(huán)礁為例

李學(xué)林，張漢羽，劉剛，韓孝輝，秦永鵬，吳時(shí)國

1.中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510075

2.中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所海底資源與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，三亞 572000

3.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海口 570206

層序地層學(xué)通常用于由構(gòu)造、相對(duì)海平面變化等因素控制可容納空間的大陸架沉積學(xué)研究。在地質(zhì)背景較穩(wěn)定的區(qū)域，前人已經(jīng)從濱海到深水盆地對(duì)層序界面和體系域做了很好的研究和解釋，建立了經(jīng)典的層序地層學(xué)模型[1-2]。然而在地質(zhì)活動(dòng)較復(fù)雜的區(qū)域，尤其是構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)烈的海相碳酸鹽臺(tái)地，層序地層學(xué)研究較少。實(shí)際上，碳酸鹽臺(tái)地的層序地層和沉積結(jié)構(gòu)受多種因素控制，例如構(gòu)造，相對(duì)海平面變化，碳酸鹽巖生產(chǎn)力，陸源碎屑物質(zhì)輸入和古海洋學(xué)等[3-7]。熱帶低緯度碳酸鹽巖沉積層序的結(jié)構(gòu)還取決于生物礁的生長速度、侵蝕速度、可容納空間等因素[5-8]。

在巴布亞新幾內(nèi)亞灣，澳大利亞東北部和大巴哈馬灘地區(qū)，對(duì)淹沒的孤立碳酸鹽臺(tái)地進(jìn)行了地震成像[9-11]。然而在大多數(shù)現(xiàn)代臺(tái)地的淺潟湖和礁灘中，很少進(jìn)行高質(zhì)量的地震成像調(diào)查，這限制了我們對(duì)現(xiàn)代孤立碳酸鹽臺(tái)地演化的研究。永樂環(huán)礁的碳酸鹽巖自早中新世開始發(fā)育，一直延續(xù)至今，演變?yōu)槲魃澈Ｓ虻湫偷墓铝⑻妓猁}臺(tái)地。它記錄了西沙海域碳酸鹽臺(tái)地生物礁的整個(gè)興衰歷史，為西沙碳酸鹽臺(tái)地層序地層發(fā)育演化及其沉積模式研究提供了良好的場(chǎng)所。本文利用層序地層理論基礎(chǔ)和井震聯(lián)合的方法，對(duì)新獲取的過永樂環(huán)礁（圖1）高分辨率多道地震資料進(jìn)行解釋。詳細(xì)描述了地震反射同相軸的終止特征，并結(jié)合琛科2 井[12-16]和西科1 井[17]鉆井（圖2）資料，建立起環(huán)礁及其斜坡區(qū)的層序地層格架。在層序地層格架的約束下，根據(jù)各個(gè)時(shí)期的地質(zhì)背景結(jié)合特殊的地震相特征，對(duì)不同地震相進(jìn)行解釋，最后討論了西沙孤立碳酸鹽臺(tái)地自發(fā)育以來的演化模式。

圖 1 研究區(qū)地形地貌位置和地震測(cè)線位置圖Fig.1 Topographic map and position of seismic tracks in the study area

圖 2 西沙碳酸鹽臺(tái)地地震層序劃分[10]Fig.2 Seismic stratigraphy on the Xisha carbonate platform[10]

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西沙群島位于西沙海槽南部、中沙群島西北部，坐落于中建坳陷與西北次海盆之間（圖1a）。西沙群島所處的南海北部大陸坡自新生代以來依次經(jīng)歷了裂谷期、區(qū)域熱沉降期以及新構(gòu)造活動(dòng)期[18]。從構(gòu)造上看，西沙群島屬于西沙隆起，新生代裂谷時(shí)期，斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，兩側(cè)高角度大規(guī)模的斷層活動(dòng)形成了大區(qū)域的地壘，這個(gè)地壘就是早期的西沙隆起[19-21]。自中新世以來，由于海平面變化和兩次區(qū)域性的構(gòu)造沉降作用，西沙隆起逐漸被海水淹沒，中建海槽和西沙海槽阻擋了南海西部和北部的陸源碎屑物質(zhì)使之無法運(yùn)輸至西沙海域，從而使西沙隆起區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于碳酸鹽巖沉積和生物礁生長的清水環(huán)境[22-23]?；趯?duì)南海北部陸緣采集的大量地震資料和鉆井資料，前人認(rèn)為自中新世開始，西沙海域前期沉積了大規(guī)模的碳酸鹽巖，形成了厚層的碳酸鹽臺(tái)地，后期臺(tái)地逐漸被淹沒，現(xiàn)今僅在部分島礁區(qū)域繼續(xù)沉積碳酸鹽巖[24-25]。前人結(jié)合大范圍的地震資料和鉆井資料，揭示了西沙海域碳酸鹽臺(tái)地的演化歷史。根據(jù)其各個(gè)時(shí)期的分布情況，將西沙碳酸鹽臺(tái)地演化分為4 個(gè)階段：初始階段（早中新世早期）、繁盛階段（早中新世晚期—中中新世）、衰退階段（晚中新世）和淹沒階段（上新世—現(xiàn)今）[24, 26-27]。

永樂環(huán)礁位于中國西沙群島中部，其主要由潟湖和礁環(huán)兩大部分組成。潟湖水深0～50 m，其通過多個(gè)水道與外海相連，這些水道將礁環(huán)分割為多個(gè)礁盤[28-29]。永樂環(huán)礁沉積物主要為生物碎屑碳酸鹽巖，沉積物來源主要為生物成因，外界物質(zhì)輸入占極少量[29]。永樂碳酸鹽臺(tái)地現(xiàn)今表現(xiàn)為晚新生代孤立碳酸鹽臺(tái)地，由最新鉆探的琛科2 井指示永樂環(huán)礁碳酸鹽臺(tái)地厚度為878.21 m[16]。本文根據(jù)前人對(duì)西沙海域?qū)有虻貙雍偷卣饘有虻貙觿澐址桨竅24]（圖2），結(jié)合琛科2 井和西科1 井（圖3）資料[12-16,30]對(duì)永樂環(huán)礁晚新生代地層進(jìn)行了劃分和厘定并得出該區(qū)的沉積模式。

2 數(shù)據(jù)和方法

本文研究主要基于2017 年度海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院組織、中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所參與的西沙永樂環(huán)礁地震探測(cè)航次所采集的高分辨率多道地震數(shù)據(jù)。此航次采用方法為船載小道間距多道地震勘探，針對(duì)密度較高且地震波傳播速度較快的碳酸鹽臺(tái)地進(jìn)行島礁地震探測(cè)。本航次震源為主頻100～120 Hz 的520in3Mini-GI 組合槍陣，震源深度3 m，震源炮間距為12.5 m，偏移距69.7～466.575 m。采集系統(tǒng)為道間距3.125 m 的128道的高分辨率地震拖纜采纜深2～3 m。本航次采用拖曳式連續(xù)作業(yè)的方式在西沙永樂海域臺(tái)地頂部-斜坡-深水盆地的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行了413 km 的高分辨地震數(shù)據(jù)采集。表1 對(duì)比本航次和近年來國際上針對(duì)島礁地震探測(cè)航次的采集參數(shù)，其相比于國際上2007 年的馬爾代夫M74/4[31]和2010 年的巴哈馬Carambar[11]的島礁地震探測(cè)航次,在多方面均體現(xiàn)出高分辨率的優(yōu)勢(shì)。地震資料處理與解釋均使用geoeast 軟件[32]。

圖 3 琛科2 井和西科1 井的巖心柱以及西沙海域海平面變化曲線[12,30]Fig.3 Stratigraphic column from wells CK-2 and XK-1, Global sea-level curve is from Shao[12,30]

表1 島礁地震探測(cè)航次采集參數(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of seismic acquisition parameters for reef island

3 結(jié)果

對(duì)新獲得的高分辨率地震數(shù)據(jù)進(jìn)行層序地層解釋是基于對(duì)地震反射同相軸特征的分析，包括反射終端、幾何關(guān)系、反射形狀、反射連續(xù)性以及振幅極性和強(qiáng)度[33-36]。根據(jù)前人對(duì)西沙海區(qū)層序地層的劃分方案[24]（圖3），我們?cè)谛虏杉亩嗟赖卣鹌拭嫔献R(shí)別出了5 個(gè)層序（Sq1、Sq2、Sq3、Sq4、Sq5，圖4）。這些層序分別被T60、T50、T40、T30、T20所限定，Tg 在研究區(qū)不發(fā)育。再根據(jù)地震同相軸的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)差異，識(shí)別出了不同地震相（圖5）。

圖 4 永樂環(huán)礁地震層序劃分Fig.4 Seismic sequence of Yongle atoll

圖 5 高分辨率地震數(shù)據(jù)中識(shí)別出的特殊地震相Fig.5 Characteristics of seismic facies defined from the high-resolution data set

3.1 層序地層劃分

3.1.1 Sq1 早中新世層序

早中新世層序（Sq1）臺(tái)地斜坡區(qū)的地震相整體以亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)—弱連續(xù)、中—較高頻率為特征。臺(tái)地頂部的地震相主要以平行—亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)為主要特征。T60 界面為下中新統(tǒng)的底界，界面以低頻、中強(qiáng)振幅、中低連續(xù)的雙相位或單相位反射同相軸為主要特征。上覆地層沿T60 界面上超終止，T50 界面為中中新統(tǒng)與下中新統(tǒng)的分界，界面以中頻、中弱振幅、中高連續(xù)的單相位反射同相軸為主要特征（圖4）。

3.1.2 Sq2 中中新世層序

中中新世層序（Sq2）臺(tái)地斜坡區(qū)西部以一組中等振幅、丘狀反射為特征，有明顯上超反射；東部地震相整體以席狀—丘形、平行—亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)—弱連續(xù)、中—較高頻率為特征。臺(tái)地頂部的地震相主要呈現(xiàn)平行—亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)的特征。T40 界面為上中新統(tǒng)與中中新統(tǒng)的分界，界面表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、連續(xù)性好的平行、亞平行結(jié)構(gòu)，表明該時(shí)期是大規(guī)模海泛時(shí)期（圖4）。

3.1.3 Sq3 晚中新世層序

晚中新世層序（Sq3）臺(tái)地斜坡區(qū)西部下半部分以一組弱—中振幅、平行—亞平行、較連續(xù)反射為特征，上半部分地震特征表現(xiàn)為弱—中等振幅，弱連續(xù)雜亂反射；東部地震相整體以平行—亞平行、弱振幅、較連續(xù)—弱連續(xù)為特征。臺(tái)地頂部的地震相主要呈現(xiàn)平行—亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)的特征。T30 界面為上新統(tǒng)與中新統(tǒng)的分界，界面以中高頻、中振幅、中低連續(xù)的單相位反射同相軸為特征（圖4）。

3.1.4 Sq4 上新世層序

上新世層序（Sq4）臺(tái)地斜坡區(qū)包括兩組地震相：一組為中振幅、平行、連續(xù)性好的地震相；另一組為規(guī)模小、強(qiáng)振幅、不連續(xù)的地震反射。層序整體以席狀—丘形，平行—亂崗狀，弱—強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)—弱連續(xù)、中—高頻率為反射特征。臺(tái)地頂部的地震相主要呈現(xiàn)平行—亞平行、弱—中振幅、較連續(xù)的特征。T20 界面為上新統(tǒng)與第四紀(jì)的分界，主要為中高頻、中弱振幅、中低連續(xù)的單相位或雙相位反射同相軸（圖4）。

3.1.5 Sq5 第四紀(jì)層序

第四紀(jì)層序（Sq5）斜坡區(qū)包括兩組地震相：一組為中—高振幅、平行、連續(xù)性好的地震相；另一組為中等振幅、不連續(xù)的雜亂地震反射，代表了重力流碳酸鹽巖碎屑。臺(tái)地頂部地震相主要呈現(xiàn)平行—亞平行、弱振幅、較連續(xù)的特征（圖4）。

3.2 地震相類型

根據(jù)內(nèi)部反射構(gòu)造和外部幾何形狀，共識(shí)別了12 個(gè)地震相。臺(tái)地區(qū)地震相為中—高振幅、平行反射。晚期臺(tái)地頂表面表現(xiàn)為高振幅反射，覆蓋在具有幾種拋物線形狀的不規(guī)則和半連續(xù)反射之上（圖5a）。這種模式很可能是由于臺(tái)地在晚期發(fā)育過程中其頂部發(fā)生強(qiáng)烈的巖溶作用而形成的喀斯特地貌。早期臺(tái)地特征是具有強(qiáng)連續(xù)性和平行關(guān)系的中高振幅反射（圖5b）。反射振幅的變動(dòng)被解釋為潟湖到濱海環(huán)境的交替變化。這些反射同相軸常常具有低角度的傾斜。在臺(tái)地邊緣區(qū)，反射同相軸通常由橫向發(fā)展成丘狀或凹面狀，這些丘狀反射通常具有較強(qiáng)的頂部反射和較弱的內(nèi)部雜亂反射（圖5c）。這種地震相被解釋為臺(tái)地邊緣礁或障壁礁。

臺(tái)地斜坡區(qū)呈現(xiàn)了9 種不同的地震相。其中西部斜坡區(qū)表層主要為圖5d 地震相，其主要為較連續(xù)較強(qiáng)振幅的平行反射，被解釋為等深流沉積。東部斜坡區(qū)表層主要為較大規(guī)模的雜亂反射呈楔狀展布，其內(nèi)部表現(xiàn)不連續(xù)、中等振幅的特征（圖5e），該地震相被認(rèn)為是塊體搬運(yùn)沉積體系。在斜坡區(qū)較深地層區(qū)域，其地震相主要表現(xiàn)為較連續(xù)中等振幅的平行反射地震相（圖5f），并且其中穿插了不連續(xù)中等—強(qiáng)振幅的雜亂反射（圖5g）和不連續(xù)中等振幅的弱平行—雜亂反射（圖5h），被解釋為斜坡區(qū)先發(fā)育濁流沉積，后期局部被水道侵蝕。在斜坡少數(shù)區(qū)域發(fā)育連續(xù)強(qiáng)振幅的平行反射（圖5j），這些地震相被認(rèn)為是斜坡上緩慢沉降的半遠(yuǎn)洋沉積。在斜坡區(qū)深部區(qū)域發(fā)育大規(guī)模較連續(xù)中等振幅的平行反射（圖5I）和較小規(guī)模較連續(xù)中等—強(qiáng)振幅的平行反射（圖5k），被認(rèn)為斜坡早期沉積了淺海沉積和硅質(zhì)—碳酸鹽巖碎屑沉積。其發(fā)育基底地震相表現(xiàn)為不連續(xù)、中等—強(qiáng)振幅的雜亂反射（圖5l）。

4 永樂碳酸鹽臺(tái)地的演化過程

根據(jù)永樂碳酸鹽臺(tái)地各個(gè)層序的地震反射特征，結(jié)合琛科2 井以及西科1 井的沉積相研究成果，我們進(jìn)一步討論了永樂碳酸鹽臺(tái)地的演化。

在早中新世期間，隨著相對(duì)海平面升高，永樂區(qū)域逐漸處于水面之下，開始生長生物礁，沉積碳酸鹽巖。由于相對(duì)海平面上升較快（圖3），僅地勢(shì)較高區(qū)域碳酸鹽巖產(chǎn)出速率跟得上相對(duì)海平面上升速率，因此地勢(shì)較高的區(qū)域逐漸演變?yōu)樘妓猁}臺(tái)地，臺(tái)地頂部形成潟湖。隨著相對(duì)海平面上升，地勢(shì)相對(duì)較低的凹陷區(qū)率先進(jìn)入濱淺海環(huán)境，地勢(shì)相對(duì)較高的陡坡區(qū)域在強(qiáng)水動(dòng)力作用下，不僅很難沉積碳酸鹽巖，而且部分暴露基巖還會(huì)被破壞剝蝕；與此同時(shí)，臺(tái)地頂部已形成的碳酸鹽巖也會(huì)由于潮汐或風(fēng)暴潮作用被剝蝕。這些被剝蝕的基巖碎屑和碳酸鹽碎屑會(huì)被水流搬運(yùn)至水動(dòng)力作用相對(duì)較弱的凹陷區(qū)而沉積（圖6，7）。永樂環(huán)礁東部的斜坡坡度較小，整個(gè)斜坡區(qū)幾乎同步進(jìn)入濱淺海環(huán)境，碳酸鹽碎屑沉積上覆于早期斜坡處生長的生物礁（圖6）。

在中中新世，相對(duì)海平面較高（圖3），碳酸鹽巖的可容納空間較大，碳酸鹽臺(tái)地縱向生長并且橫向擴(kuò)張。臺(tái)地西部斜坡區(qū)地勢(shì)變化較大。近端斜坡隨著海平面上升開始進(jìn)入淺水環(huán)境，開始生長生物礁并且沉積來自臺(tái)地頂部的碳酸鹽巖碎屑；斜坡遠(yuǎn)端隨著海平面快速上升而處于半深海環(huán)境，主要發(fā)育濁流沉積，沉積物來源于臺(tái)地頂部和近端斜坡的碳酸鹽巖碎屑。此外，西部斜坡在中中新世末期發(fā)育塊體搬運(yùn)沉積體，來源于斜坡的滑坡。這些濁流沉積和塊體搬運(yùn)沉積體統(tǒng)稱為重力流沉積。重力流在搬運(yùn)過程中，可能會(huì)侵蝕下伏地層，形成不整合面。濁流沉積的地震反射與塊體搬運(yùn)沉積相比，相對(duì)連續(xù)，塊體搬運(yùn)沉積的地震反射雜亂且不規(guī)則。東部斜坡區(qū)自中中新世早期便處于半深海環(huán)境，發(fā)育重力流，沉積來自臺(tái)地頂部搬運(yùn)而來的碳酸鹽巖碎屑（圖7）。

圖 6 永樂環(huán)礁西部斜坡解釋剖面Fig.6 An interpretation of the western slope of Yongle Atoll

圖 7 永樂環(huán)礁東部斜坡解釋剖面Fig.7 An interpretation of the Eastern slope of Yongle Atoll

晚中新世和上新世期間，相對(duì)海平面快速上升（圖3），臺(tái)地頂部的環(huán)礁區(qū)被逐漸淹沒，潟湖增大，隨著相對(duì)海平面持續(xù)快速上升，臺(tái)地生長速度可能減緩最后逐漸被淹沒，其斜坡區(qū)沉積主要為重力流沉積。晚中新世早期主要以濁流為主，后期大規(guī)模發(fā)育塊體搬運(yùn)沉積體（圖6，7）。上新世濁流沉積和塊體搬運(yùn)沉積體互層發(fā)育且伴有水道侵蝕。沉積物皆為自臺(tái)地頂部搬運(yùn)下來的碳酸鹽巖碎屑（圖6，7）。

第四紀(jì)相對(duì)海平面開始下降（圖3），已淹沒的臺(tái)地頂部再次生產(chǎn)碳酸鹽巖。其西部斜坡區(qū)主要發(fā)育等深流沉積和小規(guī)模的重力流沉積（圖6）。東部斜坡區(qū)，早期發(fā)育了半深海沉積，但均被后期大規(guī)模的重力流破壞，沉積了一大套雜亂的碳酸鹽巖碎屑，之后又沉積了薄層的半深海沉積，覆蓋在重力流沉積之上（圖7）。

5 西沙孤立碳酸鹽臺(tái)地的發(fā)育模式

永樂碳酸鹽臺(tái)地記錄了西沙海域碳酸鹽臺(tái)地生物礁的整個(gè)興衰歷史，是西沙海域孤立臺(tái)地的典型代表。在前人對(duì)西沙海域碳酸鹽臺(tái)地演化歷史研究[24]的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)對(duì)永樂環(huán)礁地層結(jié)構(gòu)特征研究，結(jié)合了琛科2 井和西科1 井[12-17]，進(jìn)一步建立了西沙孤立碳酸鹽臺(tái)地的發(fā)育演化模式，其被分為早中新世萌芽期、中中新世繁盛期、晚中新世—上新世淹沒期、第四紀(jì)現(xiàn)代環(huán)礁4 個(gè)階段（圖8）。

5.1 早中新世萌芽期

早中新世期間，西沙隆起周圍存在瓊東南盆地和中建南盆地的半深海海槽，這些海槽將陸源碎屑物質(zhì)阻擋在廣樂隆起而無法到達(dá)西沙區(qū)域[24]。因此隨著相對(duì)海平面上升，西沙隆起轉(zhuǎn)變成適宜碳酸鹽巖和生物礁生長的環(huán)境。早中新世初期，造礁生物開始在一些高地繁殖生長，形成規(guī)模不大、成熟度低的礁體，如補(bǔ)丁礁或灰泥丘。隨后生物礁大量發(fā)育，碳酸鹽巖側(cè)向和垂向沉積，形成了大規(guī)模的碳酸鹽臺(tái)地，臺(tái)地頂部出現(xiàn)潟湖沉積（圖8a）。

5.2 中中新世繁盛期

圖 8 永樂環(huán)礁發(fā)育演化模式Fig.8 An evolutionary model of the Yongle Atoll

隨著相對(duì)海平面的持續(xù)上升，碳酸鹽巖的生產(chǎn)也形成了追趕型模式，層序上呈現(xiàn)出明顯的向上加積的形態(tài)，表明此時(shí)海平面的上升速度和碳酸鹽巖的生長速率接近。臺(tái)地內(nèi)部形成了潟湖，在地震剖面上，潟湖沉積物的特征是中等振幅和低振幅的平行反射，表明沉積環(huán)境穩(wěn)定。由于潟湖提供了穩(wěn)定且不含硅質(zhì)碎屑的沉積環(huán)境，因此斑塊礁能夠在潟湖中生長。隨著海平面上升速度的加快，碳酸鹽巖的沉積逐漸向臺(tái)地邊緣地勢(shì)高部位遷移，形成向上的臺(tái)地邊緣礁（圖8b）。

5.3 晚中新世—上新世淹沒期

晚中新世—上新世期間，相對(duì)海平面的繼續(xù)快速上升導(dǎo)致臺(tái)地逐漸被淹沒，臺(tái)地周緣已進(jìn)入半深海環(huán)境，碳酸鹽臺(tái)地也演變?yōu)楣铝⑻妓猁}臺(tái)地。生物礁集中向臺(tái)地邊緣地勢(shì)高點(diǎn)收縮而形成障壁礁，障壁礁圍起的潟湖內(nèi)部不再生長生物礁，其沉積物主要為生物碎屑（圖8c）。

5.4 第四紀(jì)現(xiàn)代環(huán)礁

第四紀(jì)期間，相對(duì)海平面緩慢下降，臺(tái)地邊緣先前形成的障壁礁逐漸露出水面，形成了現(xiàn)今的島礁。內(nèi)部潟湖少數(shù)區(qū)域重新開始生長生物礁，但沉積物依然主要由生物碎屑組成（圖8d）。

6 結(jié)論

（1）利用新獲取的高分辨率島礁地層地震剖面，在島礁地層識(shí)別出T60（早中新世底）、T50（中中新世底）、T40（晚中新世底）、T30（上新世底）、T20（第四紀(jì)底）5 個(gè)地震層序界面，將島礁地層劃分為5 個(gè)地震層序，分別是Sq1（下中新統(tǒng)）、Sq2（中中新統(tǒng)）、Sq3（上中新統(tǒng)）、Sq4（上新統(tǒng)）、Sq5（第四系）。

（2）永樂碳酸鹽臺(tái)地頂部自晚新生代以來持續(xù)生長生物礁，沉積碳酸鹽巖。早中新世早期在構(gòu)造高點(diǎn)處開始生長生物礁，隨后逐漸演變成潟湖環(huán)境；早中新世至中中新世，碳酸鹽巖縱向生長并且橫向擴(kuò)張，形成了相當(dāng)規(guī)模的碳酸鹽臺(tái)地；自晚中新世開始，碳酸鹽臺(tái)地逐漸被淹沒，其生物礁向臺(tái)地邊緣的構(gòu)造高點(diǎn)處遷移；第四紀(jì)，相對(duì)海平面逐漸下降，臺(tái)地頂部再次零星生長生物礁。其斜坡區(qū)早中新世期間發(fā)育淺海沉積，其沉積物來源早期為硅質(zhì)碎屑和碳酸鹽巖碎屑混合，后期主要為碳酸鹽巖碎屑；中中新世開始斜坡沉積環(huán)境逐漸演變?yōu)榘肷詈?，開始發(fā)育重力流沉積，其沉積物主要為自臺(tái)地及其周緣搬運(yùn)而來的碳酸鹽巖碎屑；斜坡區(qū)在上新世期間還發(fā)育水道侵蝕，其西部斜坡第四紀(jì)還發(fā)育等深流沉積。

（3）西沙孤立碳酸鹽臺(tái)地自新近紀(jì)發(fā)育以來分為4 個(gè)階段，分別為早中新世萌芽期、中中新世繁盛期、晚中新世—上新世淹沒期、第四紀(jì)現(xiàn)代環(huán)礁。