Characteristics of interface S3 (the end of Middle Miocene) on the Southeast South China Sea margin and its geological implications
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摘要: 南海东南部陆缘发育多个新生代沉积盆地，其构造—沉积响应记录了南海形成演化的丰富地质信息。中中新世末S3界面是南海东南部新生代沉积盆地热沉降期的重要地质界面，但目前研究尚不充分，且对其地质属性也存在较大争议。在钻井资料约束下，通过对礼乐盆地和西南、西北巴拉望盆地二维地震测线的精细解释，结合钻井岩性资料，从地震相—沉积相、构造沉降速率以及沉积中心迁移等变化角度，系统总结了S3界面的特征。该界面是区域性不整合面，可全区域追踪解释，但在研究区不同构造位置界面特征具有明显差异：在盆地边缘和岛礁发育区界面具有显著的“下削上超”不整合现象，而凹陷内多表现为整合接触，但局部伴生水道下切现象; 在西北、西南巴拉望陆架和陆坡区，界面上下存在岩性和沉积相突变现象，局部由半深水—深水相突变为滨—浅海相。构造沉降分析显示，中中新世研究区以区域快速沉降为主，中中新世末(S3界面时期)沉降速率开始普遍减小，可能与南海扩张结束后深部动力机制有关。厘定S3界面的形成时间约为12Ma，认为其可能与菲律宾岛弧与巴拉望岛碰撞造成的大规模抬升事件有关。另外，研究区S3界面之上发育的富砂和富碳酸盐岩的重力流沉积体系则可能是12.5Ma以来全球海平面相对下降的直接响应，期间多次区域性的海退有利于砂质和碳酸盐岩沉积物向深水区的搬运。Abstract: There are several Cenozoic basins on the southeastern margin of the South China Sea, the tectonic-depositional response of which bears a great deal of geological information on the evolution of the sea and basins. Formed by the end of the Middle Miocene, the interface S3 is an insufficiently studied and controversial interface formed within the thermal subsidence stage. Constrained by well data, and combined with the interpretation of 2D seismic profiles crossing the Liyue and Palawan sub-basins, this paper systematically described the characteristics of the S3 interface, including lithology, seismic-sedimentary facies, tectonic subsidence rate, and migration of depocenters. This interface is marked by a prominent seismic reflector and can be traced over a large area in the study area. It also has different features on various tectonic elements. For example, the seismic expression is an angular truncation unconformity on the shelf of Palawan and part of Dangerous Grounds, whereas the interface is a continuous high amplitude reflection and has conformity contact, partially overlapped by incised channel deposits in the bathyal-abyssal area of Liyue and Palawan sub-basins. What's more, an abrupt change in lithological and sedimentary facies was observed on the northwest/southwest Palawan shelf and slope region, indicating a change from bathyal-abyssal facies to shallow marine facies. The S3 surface also marks an end of the rapid subsiding stage of Middle Miocene, evidenced by a decreasing subsiding rate that might be related with the deep geodynamic regimes after the seafloor spreading of the South China Sea. Based upon the detailed correlation of biostratigraphy of the unconformity, we propose that this interface probably developed at ca. 12 Ma due to the peak continent-arc collisional event between the Philippine Mobile Belt and the Palawan block. The observed gravity flow deposits on the S3 interface are probably linked with the dramatic sea-level fall since 12.5 Ma, which directly triggered the delivery of sand-rich or carbonate-rich sediments into the deep water.
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《中国海区及邻域地貌图》(图 1)是中国20世纪末出版的一幅彩色立体地貌图[1, 2]，系刘光鼎主编的“中国海区及邻域地质地球物理系列图”的九幅图件之一。该图具有现代地图与绘画的双重特征。一方面，它遵循系列图的统一要求，以“板块构造理论”为指导思想，原稿底图比例尺1:200万，墨卡托投影(双中心纬线30°N与15°N，编图范围0°~42°N、102°~142°E，图面东西宽283.35cm，南北长354.80cm，分6个图版)，表达内容是海陆地貌类型，可以说是一张专业地图；另一方面，它并没有使用专业图例符号，而是以绘画形式直观地展现出地貌形态。确切地说，这就是一幅“现代地图-地景画”。
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图 1 中国海区及邻域地貌图(刘锡清，1992)Figure 1. Geomorphologic map of China Seas and adjacent regions (LIU Xiqing, 1992)立体地貌图的形式和制作方法很多，到目前为止，仅就平面纸质立体地貌图来说，常见的就有示意画法、地形晕渲法、立体造型法。示意画法是在现代地图底图上相应位置，示意性地画出相关的地貌形态。如南海立体地貌图[3](图 2a)。在前苏联出版的印度洋图集中，对海底山脉也有类似画法。地形晕渲法是在地形图上把假设的地形背光面涂上阴影，以产生立体效果。这类例子很多，如“中国海底地势图”[4] (图 2c)、南海三维地形图[5]即属于此类画法。立体构图法是假设3D坐标，垂直比例尺适当放大，将地貌体的关键点投影在x、y、z三轴坐标控制的位置，再绘出地貌体立体形象。这类图如日本近海海底俯瞰图[6] (图 2b)。20世纪60—70年代，随着大规模海洋调查的开展，美国海洋学家Bruce Heezen与画家Marie Tharp利用海底测深资料，联手绘制出世界大洋海底“立体地貌图”，把长期以来鲜为人知的海底世界展示出来，令人耳目一新。实际上，还不止以上三种画法，例如还有明暗等高线法、块状立体图法、统计立体图法等。
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图 2 海底立体地貌图示例Figure 2. Examples of stereoscopic landscape mapsa. Nansha East part(XUE Wanjun 1987), b. Japan Sea(Mogi Akio, 1977), c. South China Sea (LI Jijun, 2010), d. South China Sea(NOAA data printing, 2008)进入21世纪以来，随着科学技术迅猛发展，卫星测量、遥感、数据库、绘图软件的出现，很快就进入了计算机绘图的时代，使立体地貌图绘制变得十分便捷而精准。在网络上下载有关数据和绘图软件①，就可以打印出立体地貌图(图 2d)。一般也需要设定垂直比例尺放大倍数，以突出其立体形态。
① 可从https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html网站，下载美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的地球物理数据中心(NGDC)发布的数字高程模型ETOPO1和数据(2008年)，采用Sufer软件绘图。
目前我国出版一些海区立体地貌图，常因陆架区水深太小，与陆地、深海区地形反差不属于同一个数量级，而将其留为空白，或者简化得几近空白。美国、日本的海底立体地貌图也是这样。显然，缺失这部分内容，不仅令人遗憾，而且有碍图件的美观。《中国海区及邻域地貌图》在设计上大胆地尝试“一图三制”方案，即把形象示意法、地形晕渲法、立体构图法三种方法，并用在同一张图上，调动绘画手段，充分表示不同区域的地貌状况，使其达到科学与艺术的统一，收到了比较满意的效果。
《中国海区及邻域立体地貌图》的编制，得益于综合编图工程的优越技术环境，作者深入学习板块构造学说，广泛吸收地质、地球物理资料，认识和理解该区域地貌类型和成因，这是该立体地貌图得以成功的一个非常重要因素。在系列图编图工程中，作者主持了“地貌类型图”，也参与了“地形图”的工作。可以这样理解，这张立体图就是系列图中的“地形图”[7]与“地貌类型图”[8]两者绘画形式的融合表现。
立体地貌图有助于人们对地形地貌的感知，常常作为地形图与地貌类型图的配合图件，出现在专业图集、学术著作中，在科普著作中更会得到广泛的应用。目前，海底立体地貌图的研制工作在我国学术界仍不断开展，不同画法，不同风格，竞相展现。可以说，每种画法都有自己的优势，同时也会存在某些局限。必须根据编图任务和编图区域的地貌特征，来选择具体制图方案。本文论述了该立体地貌图设计理念和制作实践，以及编图区地貌特征、形成与演化，希望能为广大读者解读该图提供一些参考。
1. “一图三制”的设计与制作
据粗略计算，系列图的编图区域中陆地(大陆及岛屿)、大陆架、深海(包括半深海)三种区域，面积分别约占整个图幅的35%、21%、44%。图内最高点与最低点分别是4101m(基纳巴卢山)及-10497m(菲律宾海沟中部)，地形反差高达14598m。如果采用统一的3D构图方式，垂直方向将遇到难以展示的困难。所谓“一图三制”，即采用三种不同的绘制方法：陆地部分地形复杂，采用等高线加晕渲方式；大陆架几乎是缓倾斜的平原，高差很小，采用象形绘制法；为了充分体现西太平洋板块边缘宏伟的沟、弧、盆体系，把半深海及深海区作为该图的重点，采用3D立体坐标，垂直比例尺放大，绘出地貌造型。这样三种处理方式不仅给制图带来许多方便，而且也针对人们长期以来对陆地比较熟悉，对海底地貌了解甚少的知识不对称情况，采取了“详海略陆”的原则。三个区域的分界是海岸线与大陆架边缘线两条自然分界线，使三种区域不同画法的衔接变得比较容易实现，整个画面也给人以和谐自然的感觉。
1.1 陆地部分：地形晕渲法
图内陆地部分主要包括中国东南部沿海地区、朝鲜半岛、中南半岛，以及日本群岛、中国台湾岛、菲律宾群岛、巽他群岛等西太平洋岛弧部分。由于受东亚板块边缘构造控制，山脉、盆地、岛弧地貌大部分呈NE走向。
地形晕渲方法在陆地地形图上运用比较多，是出现很早的方法，已经被广大公众接受和熟悉。假设平行光线从西北(315°)方向入射，设倾角为45°，山地背光阴影面在东南方向。在背光面参入暗灰色调，这样有利于表现NE走向的山地立体感。山地以棕色为主，平原以绿色为主，色调自然。此外，本图在设计和制作时没有保留等高线，重点表现山地走向和主要构造线，地貌信息清晰。
绘制的颜色采用传统地形图用色，即山地用棕色，平原用绿色。这不仅符合地形图编制规范，似乎也成为约定俗成的做法。本图虽然缺乏高程数量概念，但立体感仍然比较强，富有表现力，通俗易懂。
1.2 大陆架部分：象形示意法
大陆架是陆地与深海之间的一片宽阔的缓倾斜平原，深度为0~-200m，地势起伏多在几十米之内，一般不超过百米。其中，大陆架最发育部分的中国东海陆架，宽度可达130~600km，边缘深度仅-160m左右，平均坡度仅有1′07″。它们与陆地和深海区地形反差相比，皆不在同等量级，如果和深海部分采用同样垂直比例尺进行立体构图是非常困难的。美国的海底立体地貌图就放弃陆架区，在此保留一片空白。这样处理可以避开技术难题，也不涉及敏感地形处理问题。如果说美国的整体大洋区编图，陆架面积所占比例比较小，留白还不影响整体的美观性，而我们这个编图区陆架所占比例较大，留空白不仅使图面失之美观，而且从科学信息角度考虑也是一项缺憾。
大陆架平原上的地貌类型同样丰富多彩，建国后我国陆架区海洋地质调查取得长足进展，积累了大量地貌成果资料，编制了许多地貌类型图，系列图编图工程也编制了全域地貌类型图。因此，把这些成果移植到立体地貌图上来，不但非常必要，而且是完全可行的。
要在立体图上把大陆架的地貌内容画出来，总体思路是：既让图面上要保持大陆架浅海平原的整体观感，又要展现丰富的起伏低浅的地貌。采用浅淡的蓝色加浅灰色勾勒，形象地绘出大陆架的主要地貌类型。它们像是图画，又像是地貌类型符号，其中包括黄河口、长江口、珠江口的大河口水下三角洲，辽东浅滩、苏北浅滩、台湾浅滩及东海外陆架的潮流沙脊群，“黄海槽”及巽他陆架上的陆架谷等。这种表示方法不具有垂直比例尺，但又利用色调的变化，使其具有微微起伏的立体感，实践表明这种方法具有很好的效果。对于地貌形态的绘制虽具有一定随意性，主要是高程没有严格控制，但其平面位置、尺度仍然是按地图要求进行控制，并非完全随意绘制。这部分的绘制要注意保持其大陆架的整体性和独立性，使其不要与陆地或者深海区混淆。实际画法的效果需要借鉴绘画艺术来把握，使人感到大陆架是一个独立的地貌面，其上又有丰富的微起伏的地貌分异。
1.3 深海部分：立体造型法
立体图中“深海部分”系指水深超过-200m的区域。这里地貌风姿多彩，蔚为壮观，包括绵延漫长的大陆坡，日本海海盆、冲绳海槽、南海海盆等“陆缘海盆”，以及菲律宾海“洋缘海盆”，深邃的日本西南海沟、琉球海沟、菲律宾海沟、马尼拉海沟等板块俯冲带，这就是西太平洋板块边缘的沟、弧、盆构造地貌体系的重要部分，也是我这幅“图画”最精彩的风景所在。
一般图书上的立体块状图插图，立体坐标的x, y, z三轴分开画出。但该图是在规定的地理底图上制作，假设的立体坐标x轴与纬线平行，y轴与经线平行，而z轴在实际空间上应该垂直于图面，但在平面图纸上，只能安排与经线平行。为了突显海底地势起伏，放大垂直比例尺是地质、地形剖面上最为常见的方法，这次制图也采取了同样的作法。立体图在1:200万的底图上绘制，在x、y轴方向，1cm代表 20km，而在z轴方向1cm代表高度1km。也就是垂直比例尺变为1:1万，较水平比例尺放大20倍。这样的倍数是许多海洋剖面图和立体图常用的，实践表明其凸显的立体效果比较适宜观察和使用。
立体图的具体制作过程包括以下步骤：①在透图台上，把两张同样的底图叠在一起，让经纬线和等深线完全重合。上面一张将作为立体地貌图“草稿图”，下面一张作为“工作图”。例如画一座海底火山锥，其在地形图上呈同心圆，如：分别是-1000、-2000、-3000、-4000m等深线构成。②将“草图”上的等深线由浅到深，按垂直比例尺，分别向下平移1、2、3、4cm。在制作过程中可将下面的“工具图”固定，把“草稿图”向上移动。③每条等深线移至确定位置后，即用铅笔描出来。④在各条等深线移好后，在等深线新的位置上，识别海底地貌特征，用铅笔勾画出地貌体的立体轮廓，包括斜坡、陡坎、海山、海台、海沟、海槽、海盆等及其复杂的形态组合，然后涂上阴影显示立体感。绘制工作需要较强的地貌学知识、识图素养和绘画水平，应该在第③步之后，头脑中可以呈现出立体形象。另外，这也是一项耐心细致的工作，必须稳而勿乱，对复杂的形态需要反复揣摩，不断修正(图 3)。⑤绘制彩图需要在黏贴铝板的图纸上进行，图纸与工作用的底图完全一致。要把草稿上的地物精确地转绘到新的图纸上，精心彩绘完成。⑥最后交出版社拼接、照相，制版印刷，才完成了整个图件的制作过程。
2. 区域板块构造地貌概述——立体地貌图解读
根据板块构造地貌分类原则[9-13]，可以在图幅内划分3个一级地貌单元：板内大陆地貌单元、陆缘沟弧盆系地貌单元、洋缘沟弧盆系地貌单元。
2.1 板内大陆地貌单元
板内大陆地貌单元包括中国东部地区、朝鲜半岛与中南半岛，以及大陆在海底的自然延伸部分——大陆架[14-16]。许多地质学家很早就指出中国东部大地构造特征。如李四光[17]的东亚“新华夏构造系”(三个隆起带，三个沉降带)；张伯声[18]的“南北分块、东西分带”镶嵌图案；朱夏[19-21]的E—W向老构造“四块、三条”(系指华北-狼林、扬子-京畿、华南-小白及印支4大块体及之间的3条结合带)，新生代又叠加了NNE向构造，即所谓“变格”。这些论断揭示了中国东部乃至东亚地区的大地构造与地貌的关系。地貌学家王乃梁[22]在“中国构造地貌”一文中，从槽台和板块两种学说论述了中国构造地貌的形成。
图幅之内的该单元高程为2500~-200m，大部处于中国地形的第三阶梯，仅小的局部可见第二阶梯(云贵高原)。区内发育NWW(或E—W)向及NNE(或S—N)向的两组山地，前者如燕山、大别山、南岭，后者如千山、太行山、戴云山、武夷山、罗霄山、雪峰山等山脉。两组呈现网格状格局，平原镶坎其中，如辽河平原、华北平原、长江中下游平原、江汉平原等。如果以大别山为界，之北多平原，兼有山地；之南多山地，兼有小型平原。中国近海发育宽阔大陆架平原，其上发育晚更新世陆地残留地貌(如古三角洲、古河谷等)，及全新世现代海洋地貌(水下三角洲、潮流沙脊等)。朝鲜半岛与中南半岛东部山脉近逼海岸，大体N—S走向，岸外陆架很窄。
编图区域大陆部分的大地构造“四块三条”，经历了不同的形成、演化历史，到中生代早期已经拼合为一个整体(李唐根等)[23]。老的构造成为影响现代地貌的历史因素和物质基础，而形成现代地貌的真正动力，主要来自喜马拉雅缝合带和西太平洋俯冲带两条“锋线”。现代地貌的形成肇始于晚白垩世到中渐新世，由于印度洋板块向北靠近欧亚板块，导致特提斯洋闭合。中国西部受印度板块的挤压，促使中国东部大陆在东西向张力作用下，向太平洋方向蠕散。在这个过程中，逐渐完成了中国地势由“东高西低”，向“西高东低”的转变。晚渐新世晚期(40Ma)，太平洋板块由向N转变为向NWW方向运动，使亚洲东部应力场由拉张变为挤压，蠕散活动终止。中国东部的断陷盆地，联合成更大的坳陷盆地，并被沉积物充填，形成现今广袤的平原及大陆架。早已被夷平的老的造山带，在这一时期重新崛起，成为新构造抬升山地。
2.2 陆缘沟弧盆系地貌单元
该单元呈带状分布于大陆与大洋之间，由北而南包括日本海、冲绳海槽、中国南海等三个边缘海盆，毗邻的岛弧、海沟系统及特殊的台湾岛。这里位于欧亚、太平洋两大板块俯冲边界带上，也是环太平洋火山地震带的一部分，深邃的海沟是大洋板块消减带，岛弧是新生代的年轻山脉。海盆各具特色，各自经历了不同的演化历史[24, 25]。
2.2.1 日本岛弧、日本海沟、西南海沟及日本海盆
日本岛弧在图内只有本州岛南部及四国岛、九州岛。日本岛弧多火山地震。南侧的岛坡上发育宽浅的海槽(舟状盆地)，如日向海槽、熊野海槽等，水深-1000~-3000m，在构造上属于弧前脊和弧前盆地。
日本岛弧外侧有两条海沟，日本海沟位于本州岛东侧，已位于图幅之外。西南海沟位于本州、四国岛南侧的菲律宾海北部，由于被浊流沉积填满，深度不足-5000m，通常被称为“西南海槽”。
日本海海盆包括3个次海盆。北部的日本次海盆，深度大于-3000m，由于海洋沉积作用，深海平原十分平坦，底部出现了中新世的玄武岩洋壳。南部的大和次海盆与对马次海盆面积较小，深度-2000m左右，深海平原上孤耸一些海山，底部是减薄的大陆壳。
通常认为日本岛弧原来是拼贴在欧亚大陆边缘的块体，三个海盆是裂隙基础上逐步扩张形成的，渐新世后期—中新世早期由于太平洋板块向大陆俯冲，岛弧与大陆分离[26]。海盆周围的大陆坡比较发育，其中包括大和海台、隐岐海台、朝鲜海台顶面水深几百米到-1000多米。它们是海盆扩张时被拖入海中的大陆碎块，成因与大洋中的海台不同，被称之为“陆坡海台”。
2.2.2 琉球弧、琉球海沟及冲绳海槽
琉球弧位于我国东海东侧，出露海面的岛屿较小，宫古岛附近有岛架发育。岛弧洋侧发育深水阶地(-1000~-2000m)，也是由弧前脊和弧前盆地构造被沉积物充填而成(图 4)。
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图 4 《中国海区及邻域地貌图》之局部——东海可看到大陆架、海盆、岛弧、岛弧外侧的深水阶地及海沟Figure 4. East China Sea——part of the Geomorphologic Map of China Seas and Adjacent Regions琉球海沟长约1250km，平均宽度60km，深度超过-6000m，最深点-7854m，横剖面呈V型。琉球海沟在菲律宾板块俯冲过程中不断朝向大洋方向后退，最近一次后退从上新世2Ma开始[27]。
冲绳海槽是西北太平洋边缘最年轻的弧后盆地，规模很小，略呈弧形，长约1040km，宽120km，北浅南深，南部沿轴向发育一条堑槽，最深点超过-2300m。冲绳海槽开始出现于中—晚中新世[28]。海槽地壳属减薄的陆壳，其厚度从北部九州附近的27~30km，往南至台湾附近较薄至15km以下，没发现真正的洋壳[29], 也有人认为冲绳海槽是大陆裂谷阶段，至今还没达到弧后盆底阶段。冲绳海槽第一次拉张在晚中新世—早更新世[30]。琉球弧火山地震活动频繁，弧后盆地扩张活动至今仍在进行。
2.2.3 台湾岛
台湾岛是一个特殊的岛弧，外侧无海沟，内侧无海盆。中央山脉纵贯南北，主峰玉山海拔3997m，是我国东部最高峰，东侧还有海岸山脉。两条平行的山脉之间是一条谷地——台湾纵谷，是欧亚与太平洋两大板块的缝合线。早中新世末菲律宾吕宋岛弧向北移动，并反时针旋转70°，最后北部与台湾岛发生碰撞，形成台湾中央山脉、海岸山脉和台湾纵谷[31]。
2.2.4 吕宋弧、菲律宾海沟、吕宋海沟及南海海盆
菲律宾弧上岛屿众多，有火山200多座，其中活火山21座。在吕宋岛西侧岛坡上发育西吕宋海槽，是构造上的弧前盆地。在吕宋岛与台湾岛之间有两条平行的海脊，成为南海与太平洋之间的“海槛”。
菲律宾岛弧东西两侧出现双海沟对冲的局面。东面的菲律宾海沟呈NNW向伸延，平均宽度60km，长1400km，深度大于-8000m，最深点-10497m，是世界上最深的海沟之一。菲律宾弧北段吕宋岛西侧有马尼拉海沟，它位于南海边缘海之内，长约350km，宽40km，最深点仅-5245m。
南海海盆可分2个部分，西南次海盆朝NE向呈喇叭状，中间有一个断续的凹槽，两侧有海山丘分布，是海底扩张轴残留地貌。中央次海盆位于南海中部偏东，深海平原发育，在15°~16°N有个海山带，也是扩张轴残留地貌，其中黄岩岛海山露出海面。上述两条扩张轴两侧都发现了磁条带。海盆周围的大陆坡除简单斜坡外，还包括东沙、西沙、中沙、南沙4个海台，它们都由陆块组成。南沙海台最大，长约500km，宽400km，顶面水深-1400~-2000m，呈NE向展布。海盆扩张过程中，4个块体逐渐分离，在中新世广泛海侵后逐渐沉入海底变成“陆坡海台”。随后海台逐渐沉降，其上珊瑚礁逐渐堆积，成为高出海台面1000~2000m的截锥状礁体。礁体顶面位于海面附近，发育现代环礁、堡礁230多座，其中岛屿25座，成为南海诸岛，它们属于外力生物地貌[32]。
南海海盆并非弧后盆地。渐新世—中新世由于印度板块与欧亚大陆碰撞，华南大陆边缘在引张力作用下，使南海海盆拉开。晚白垩世到早古新世，南海开始陆缘第一次扩张，形成西南次海盆，出现了玄武岩洋壳。晚渐新世到早中新世，南海发生第二次扩张，形成中央次海盆[33]。早中新世末菲律宾岛弧向北移动，并反时针旋转70°，最后北部与台湾发生碰撞。吕宋弧北延的海脊把南海与大洋隔开，使之成为独立的边缘海盆。南海洋壳从中新世开始向吕宋弧俯冲，开始走向关闭消亡的道路，形成了马尼拉海沟。在南海海盆构造演化中形成了4种构造边缘，即北部离散、南部聚敛、东部俯冲、西部走滑[34]。它们在地貌上对应3种不同的海槽，即张裂型的西沙海槽、消亡型的南沙海槽及弧前盆地型西吕宋海槽。
2.3 洋缘沟弧盆系地貌单元
该单元包括整个菲律宾海，是全球最大的边缘海。有时被看成太平洋板块的一部分，有时也被当作独立的菲律宾海小板块。它大部分由洋壳构成，这里发育洋壳对洋壳俯冲的沟弧盆地貌[35]。为了与“陆缘沟弧盆地貌”区别，这里称之为“洋缘沟弧盆地貌”。本图内只包括西菲律宾海盆、九州-帕劳海岭，及四国-帕里西维拉海盆地的一部分。在图幅以外向东还有硫磺-小笠原岛弧、马里亚纳海槽、马里亚纳弧和马里亚纳海沟。
西菲律宾海盆，呈水深-5000~-6000m，北部有大东海岭、冲大东海岭，它们呈NW—SE走向，地壳性质尚不明确。在15°~18°N有一条NW—SE向狭窄的长条形沟槽，长240km，宽约20km，相对深度数百米，两侧耸立着海岭。根据海底磁条带资料，被认为是小型洋脊，扩张时间是45~30Ma。在海盆西部还有3个海台，其中最大的是贝纳姆海台，台面水深-2000~-3000m，相对洋底高2000~3000m，它们的地壳性质、成因亦不明确。九州-帕劳海岭大体NS走向，并呈弧形向东突出，海岭由许多海山组成。西菲律宾海在琉球海沟、菲律宾海沟向西对欧亚大陆俯冲。
原来的菲律宾海是太平洋的一部分，渐新世(45~35Ma)沿着南北向转换断层发生第一次俯冲，才出现西菲律宾海盆和九州-帕劳弧(海岭)。中新世(30~13Ma)太平洋板块第二次俯冲，将九州-帕劳弧从中拉开，即“岛弧分裂”，随着出现四国-帕里西维亚海盆和伊豆-小笠原海岭及马里亚纳海沟，九州-帕劳海岭则成为两个海盆之间的残留弧。
3. 问题与讨论
3.1 图种名称问题
该图1992年由地质出版社出版时，缩为1:500万，图名用“地貌图”；1993，由科学出版社出版时，比例尺缩为1:850万，改称“地势图”。2006年海洋出版社作为一部专著的插图出版时，又易名“地貌景观图”。目前，这类图还被称为“3D地形图”、“立体地形图”等。可见，图种名称至今尚未统一。本文使用“立体地貌图”，似乎容易与“地貌类型图”混淆。“地貌类型图”也简称“地貌图”，是地貌学科的传统专业图种，主要表示地貌类型及分布规律，已经具有完整的制图理论、方法和规范。“地势图”是地形图的一种，主要是分层设色表示地势高低。显然，这里讨论的图件与传统的地势图、地貌图也都存在一定差异。可以设想，语言或者术语都是随事物发展而发生变化的，只要给予“立体地貌图”明确定义和规范，科学界也会逐步将图种和名称统一起来。
3.2 立体地貌图的定位
地形图、地貌类型图、立体地貌图都是表现地表形态的图件，三者形式不同、用途不同。地形图具有严格数学基础和技术方法，是工程勘查的重要依据，是工程建设、地质勘查等行业使用的基础性图件。地貌类型图，简称地貌图，是按地貌体级别，标明其成因类型及形态，是研究地貌形成规律的成果性图件。立体地貌图也是地景画，给人直观视觉效果，既可以作为两者的辅助图件，也可以做为一种科普性的工具，帮助人们理解一些宏大的(如全国的、大区域的)、复杂的(如喀斯特洞穴的)、难以观察的(如海底的)地貌特征。
3.3 立体造型的形变
深海部分的立体造型法，与普通绘画的“焦点透视”、“散点透视”的造型皆不相同，不存在“近大远小”及“平行线聚焦”现象。显然，该图受地图投影与3D构图两个坐标体系控制，其变形更为复杂，但却是几何学上正常而不可避免的现象。这里不作定量分析，仅仅作一些定性判断。该法产生的形变与垂直比例尺扩大倍数有关，与地貌体的延伸方向与y轴夹角有关。由于垂直比例尺放大，与实际相比海山变得更加高耸，大陆坡更加陡峭，海沟、海盆更加深邃。正向地貌体(如海山、海台)的北坡在图面上的宽度变窄，甚至被遮挡，南坡在图面上的宽度放大；负向地貌(如海盆、海沟)则北坡宽度放大，南坡缩短甚至被掩盖，这在中国南海的南、北两个大陆坡对比中看得非常明显(图 5)。大陆坡在E—W走向时，在图面上的宽度变为最大，N—S走向宽度不变，NE—SW走向变化居中。
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图 5 《中国海区及邻域地貌图》之局部——南海Figure 5. South China Sea——part of the Geomorphologic Map of China Seas and Adjacent Regions3.4 图面用色问题
该图用色的原则也是地图学与绘画艺术两者兼顾。虽然该图是彩色地景画，但并非人们观察到的实景，其颜色仅是人们脑子里的“观念色”。本图用色采用了地图的海陆分明的传统画法。海底部分一律使用蓝色，掺和白色、灰色色调，以此表现海底地貌造型和体现立体感。陆地使用棕、黄、绿色，使海洋与陆地两大地貌单元的颜色构成截然对比，给人以壮观、震撼的美感。近年来，一些海底立体地貌图也开始使用和陆地一样的斑杂颜色，使人感到海陆混杂，光怪陆离，其效果是值得推敲的。遗憾的是，本次绘制的立体地貌图，由于时间久远，多次复制，一些颜色已经失真，如平原的绿色几乎消失，难以还原最初的面貌。
3.5 扩大信息量问题
该图既是一张地图-地景画，所负载的信息量必然受到一定程度的限制。如何扩大图面地貌科学信息，仍然具有可以发掘的空间。在原图制作上，突出了一些重要构造线，如郯庐断裂的地貌特征就比较清晰；为了表现某些重要岩性地貌，在华南喀斯特地貌区加蓝灰色调，在中生代红层盆地(现称丹霞地貌)增加红色调，在珊瑚礁体上画出红色珊瑚符号，使其明显区别于老的基岩海台。这些做法都收到很好的效果，但因为正式出版时缩小太多，无法显现这些细节内容了。
4. 结语
1986—1990年，原地矿部启动《中国海区及邻域地质地球物理系列图》工程，刘光鼎院士任主编，地貌图被列为9个图种之一。刘锡清、孙家淞任图集编委会委员、地貌组组长。编制地貌图的首要问题是地貌分类问题。当时，国内、外地貌分类方案多达几十种，大体归为以外力为主和以内力为主的两大类。我国地貌图传统上采用以外力为主的地貌分类[36]，国际上当时刚出版不久的欧洲国际地貌图，是以槽台说为依据的构造地貌分类[37-39]。系列图确定了“以板块理论为指导思想”，恰好为编制“板块构造地貌分类方案”及“板块构造地貌图”提供了一个创新平台。经过几年多方努力顺利完成了这项任务，图件和文字成果都已出版发表，并在学术界产生了重要影响。
然而，“中国海区及邻域地貌图”(立体)的编制却发端偶然，历经更多困难。开始的总设计书并无此项任务，在工程进行过半时，系列图副主编何亷生先生以“立体图才是当今国际地貌图的主流”(假命题)为缘由，提出以“立体地貌图”取代“地貌类型图”的动议，并展示了一幅已经编好的中国海区的立体地貌图样稿。地貌组在这种情况下，为保证继续完成地貌类型图，同意增加立体地貌图。
此后，地貌组大部分同志以不擅绘画为由未参与这项工作。课题组尝试联系北京两家专业制图单位，但因制图方法和经费预算差距甚大而无果。最后，只有笔者自己承担了立体地貌图的设计和绘制任务。通过参考美国、日本和苏联的一些海底立体地貌图，大约用2年多时间手绘完成立体地貌图铅笔草稿。最后阶段的彩绘工作，承包给孔祥瑞先生，其精湛的彩绘技艺，为立体地貌图最后成功提供了保障。
“立体地貌图”出版后，被《中国国家地理》杂志[40](1998)、国家海洋局《中国海洋政策图集》[41](2001)以及其他许多专著、科普作品引用；央视关于国家海洋权益的节目也选用了该图；此图还经常出现在图书封面、会议资料袋及展览图板上，由此得到广泛传播。2009年，为庆祝中国地理学会建会百年，该会与《国家地理杂志》共同策划，“评选我国地理科学百年重大事件”活动，该项地貌编图成果也出现在“入围榜单”之中[42]。
立体地貌图问世后，作者觉得毕竟是仓促之作，不知学术界反映如何，没有及时撰写论文，后来也就时过境迁了。近几年戴勤奋研究员曾多次询问该图设计与制作过程，并建议撰写论文。之后她在微博上发表了“从《中国海区及邻域立体地貌图》说起”[43]一文，介绍了该图与美国两代海底立体地貌图的一般情况。目前，我国海域立体地貌图编制项目仍然方兴未艾，通过梳理该立体地貌图的设计与编制实践，对于提供学术讨论，启迪立体地貌图的制作思路，仍然具有理论意义和应用价值。我们深信在计算机与大数据时代，在数据噪声处理、地貌成因显示、艺术加工等方面的进步，可能会绘出更加令人满意的海底立体地貌图。
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图 1 南海东南部陆缘地貌特征和主要构造单元
其中，地貌数据为海底地形数据，参考30 arc seconds水深数据[26]; 黑色点线为盆地边界，白线为地震测线，白色虚线用于地层对比的剖面引自文献[11, 12, 19, 24, 25]，红色点(黑框)为研究钻井和拖网位置[17, 27]
Figure 1. Morphological features and major tectonic units of the southeastern South China Sea margin
Bathymetry data are from Becker and Sandwell[26]. The black dotted lines are basin boundaries. The white lines are multichannel seismic reflection profiles from Hinz and Schlüter [11]; Ding et al.[19]; Franke et al.[24]; Aurelio et al. [12]; Wang et al. [25].The white dotted lines are published multichannel seismic reflection profiles.The red points with black outline are the locations of wells and dragnet[17, 27]
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图 2 南海东南部陆缘主要构造单元沉积充填序列及构造演化阶段划分
(地质年代据2016年地层年代表[28]，全面海平面变化曲线引自文献[29]，地层系统据文献[11-13, 19, 30-33])
Figure 2. Correlation of onshore and offshore stratigraphy and tectonic evolution stages of Reed Bank, Northwest, and Southwest Palawan
The age, lithology, global sea level change curve, and tectonic evolution stages are adopted from references[11-13, 19, 28-33]
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图 3 过礼乐盆地南部坳陷带—西南巴拉望盆地(a)和西北巴拉望盆地(b)构造-地层格架及S3界面反射特征
(测线位置见图 1，剖面(b)引自文献[36]，增加了S2、S5界面的解释，并修改了界面名称)
Figure 3. Structural and stratigraphic interpretation of a regional seismic profile across south half-graben of Liyue basin and Southwest Palawan basin and Northwest Palawan basin, and the seismic expression of sequence boundary S3
(seismic profiles position is shown in Fig. 1)
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图 5 西南巴拉望盆地S3界面相关沉积体系及地震反射特征
(剖面位置见图 1和图 3，剖面a引自文献[35]，主要修改了断层解释和界面名称，增加了S1界面) a.西南巴拉望盆地陆架—陆坡区地震剖面及构造-地层格架解释; b.(a)图对应的S3界面上下沉积体系特征; c.西南巴拉望盆地深水区(前渊)S3界面沉积特征
Figure 5. Seismic expression of S3 sequence boundary and the corresponding sedimentary systems in Southwest Palawan basin
(See Fig. 1 for location)
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