Progress and challenges of global continental shelves delineation beyond 200 nautical miles in the past three decades

  • TANG Yong , 1, 2, 3, 4, 5 ,
  • YIN Jie , 1, 2, * ,
  • FANG Yinxia , 1, 2, 3, *
Expand
  • 1 State Key Laboratory of Submarine Geoscience, Hangzhou 310012, China
  • 2 Second Institute of Oceanography, MNR, Hangzhou 310012, China
  • 3 School of Oceanography, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China
  • 4 College of Marine Science and Technology, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
  • 5 Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China

Received date: 2025-12-08

  Revised date: 2025-12-19

  Online published: 2026-03-03

Abstract

The continental shelf regime under the United Nations Convention on the Law of the Sea (UNCLOS) marked the first time that the scope of coastal states’ sovereignty rights was extended to the deep-sea areas beyond 200 nautical miles. This provision not only endows coastal states with legal standing for the exploitation of deep-sea resources, but also fosters an institutional linkage between geoscience and international law. To date, a total of 109 submissions have been formally lodged with the Commission on the Limits of the Continental Shelf (CLCS), signifying that global continental shelf delineation has entered a new phase characterized by the high integration of scientific practice and legal procedures. Nevertheless, driven by the rapid advancement of science and technology and the sensitive impacts of geopolitics, continental shelf delineation is confronted with unprecedented challenges, which will exert a major influence on global ocean governance. Based on the 109 submissions received and 44 recommendations issued by the CLCS, this paper systematically sorts out the major progress and challenges in the delineation of continental shelves beyond 200 nautical miles from three dimensions: legal regimes, geoscientific theories, and practices. It aims to reveal how continental shelf delineation has evolved into a crucial driving force reshaping the global marine spatial order within the international deep-sea governance system where scientific evidence and legal institutions intersect, and further looks ahead to the development direction of continental shelf delineation in the context of scientific and technological progress, international cooperation, and global ocean governance.

Cite this article

TANG Yong , YIN Jie , FANG Yinxia . Progress and challenges of global continental shelves delineation beyond 200 nautical miles in the past three decades[J]. Journal of Marine Sciences, 2026 , 44(1) : 10 -22 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2026.01.001

0 引言

自《联合国海洋法公约》(简称《公约》)于1982年通过以来,人类对海洋空间的法律认识与科学认知均发生了深刻变化。其中,200海里以外大陆架外部界限的确定标志着沿海国家主权权利的范围首次延伸至深海区域。依据《公约》第76条规定,沿海国可在特定地形地貌条件下,依据地球科学证据确定其200海里以外大陆架外部界限(简称大陆架划界)。这一规定不仅赋予沿海国在深海资源开发上的法律依据,也促使地球科学与国际法之间建立了制度性联系。为了确保大陆架划界的科学性与公正性,根据《公约》附件二设立了大陆架界限委员会(简称委员会)。自1997年正式运作以来,委员会依据《公约》第76条以及《大陆架界限委员会科学与技术准则》(简称《科技准则》)对沿海国提交的200海里以外大陆架划界案(简称划界案)进行审查与评估并提出建议。至2025年11月,全球已有109份划界案正式提交、委员会已就其中44份提出建议,涵盖从北冰洋到南大洋的广大海洋区域,这意味着大陆架划界进入了科学实践与法律程序高度交织的新阶段。然而,随着科学技术的高速发展和地缘政治的深刻影响,大陆架划界面临前所未有的挑战,并将对全球海洋治理带来重大影响。首先,在地球科学层面,大陆边缘(大陆架)往往受海底地质构造复杂性影响,从地形地貌、地质结构及地球物理场特征等方面难以清晰界定“大陆边缘”与“深洋洋底”的分界;其次,在海底探测技术层面,高精度、高分辨率的近海底深部探测技术的发展,带动了大陆边缘动力学的高速发展,地球科学理论与地质模型不断革新,对大陆架划界的既有理论产生了巨大挑战;此外,在法律与政治层面,委员会建议虽具高度专业性,却在地缘政治敏感区面临主权争议与外交压力,越来越多的国家开始希望委员会介入争端区域的划界案审议;同时,发展中国家在科学技术能力与数据精度上的不足,也导致全球大陆架划界呈现失衡格局。

1 地球科学理论影响下的大陆架制度确立

地学上的大陆架通常指陆地向海延伸、地形相对平缓的海底区域,该区域本质上是被海水淹没的陆地部分,在构造上隶属于大陆边缘。大陆边缘是大陆与大洋盆地间的过渡,包括陆架﹑陆坡﹑陆基以及海沟等海底地貌与构造单元。
法律上的“大陆架”由一系列规则公式定义,其范围大体相当于地学上的大陆边缘。法律上的大陆架概念最早起源于1945年美国总统杜鲁门发布的公告,该公告宣称“处于公海之下但毗连美国海岸的大陆架的海床和底土的自然资源属于美国,受美国的管辖和控制”[1],随后美国进一步明确其主张的大陆架范围扩展至 100 英寻(约合 600 英尺)等深线海域。杜鲁门公告发布后,引发了全球范围内的大陆架主张浪潮,众多沿海国纷纷效仿美国,对领海以外的海域提出包括大陆架及其资源在内的主权或管辖权主张[2]。
1958年《大陆架公约》将大陆架定义为邻近海岸,从领海外直到水深200米海底区域的海床和底土,或超过这个界限直到可进行自然资源开采的水深范围内的海底区域的海床和底土。虽然这一定义保存了200米水深的地貌陆架概念,并引入了沿海国可以宣称对超过这一水深界限的更深水域进行资源开发的陆架权利概念,但是,它对大陆架外部界限没有明确的定义。
20世纪60年代,板块构造学说引发了地球科学的现代化革命,为大陆架定义谈判中的科学定义提供了理论支撑,对大陆架法律概念的演进产生了深远影响。在1973年至1982年召开的第三次联合国海洋法会议期间,多个沿海国分别提出了 200 海里距离标准和自然延伸理论,并引入了大陆坡脚点外推固定距离的“海登堡模式”、地壳类型标准、沉积岩厚度标准及海底洋脊概念。最终,1982 年《公约》第76条将大陆架定义为“沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸,扩展到大陆边外缘的海底区域的海床和底土”,其暗含了自然延伸和确定大陆边外缘的地质概念,同时规定了划定大陆边外缘的两条公式线:使用大陆坡脚点外推60海里的“海登堡公式”和使用1%沉积物厚度的“爱尔兰公式”;同时,为了防止沿海国无限扩张,依据大陆边缘的不同特征,规定了不能超过350海里或2 500米等深线外推100海里的限制线。这种“公式+约束”的双重机制体现了《公约》第76条在地球科学证据与国际法约束之间的平衡:一方面允许沿海国依据科学证据主张自然延伸的权利;另一方面通过限制线防止主张无限扩大,维护代表全人类利益的国际海底区域。

2 大陆架界限委员会

《公约》设立了大陆架界限委员会,旨在为大陆架这一政治意味浓厚的法律边界确立提供科技支撑,为沿海国管辖范围与国际海底区域的划分以及海洋秩序的稳定构建提供重要的程序机制保障。它一方面基于地球科学审查划界案的科学证据,另一方面也为平衡国家主张与全球公共利益做出重要贡献。
作为《公约》设立的条约机构,委员会的职能包括:(a)审议沿海国提出的关于扩展到200海里以外的大陆架外部界限的资料和其他材料,并按照第76条和1980年8月29日第三次联合国海洋法会议通过的谅解声明提出建议;(b)经有关沿海国请求,在编制(a)项所述资料时,提供科学和技术咨询意见。委员会对划界案的审议和建议直接影响到沿海国扩展大陆架的权利范围,委员会提出的建议,经沿海国同意,是最终的和有拘束力的。委员会由21名地质学、地球物理学或水文学等领域的专家组成。《公约》要求委员会成员的选举应妥为顾及确保公平地区代表制的必要,目前有亚太区域代表5名,非洲区域5名,拉美区域4名,东欧区域3名,西欧区域3名,剩余1名为浮动名额,由各区域集团竞争获得。成员由缔约国从其国民中选举产生,以个人身份任职,不代表任何国家或政府。委员会成员每五年进行一次选举,可连选连任;在纽约联合国总部举行会议,设有全体会议与小组委员会会议。
委员会在成立初期积极着手于《大陆架界限委员会议事规则》(简称《议事规则》)和《科技准则》的制定。从1997年6月第1届会议开始审议编写《议事规则》,直到2000年第8届会议,最终全面通过了包含主体部分和三个附件的《议事规则》。经过多轮修订,2024年通过了新版本的《议事规则》(CLCS/40/Rev.2)。《议事规则》详细规定了委员会内部程序,是规范委员会届会、成员议事方式、划界案审议及表决的基本文件。
1998年5月,委员会在第3届会议决定起草《科技准则》,该准则于1999年5月举行的委员会第5届会议上获得通过。《科技准则》对《公约》第76条包含的科学术语做了澄清,在科学方面对《公约》第76条做了解释,阐述了地球科学的具体指导原则,制定了大陆架划界统一的标准,确保沿海国准备划界案和数据时使用国际通行的格式,以便统一审查。

3 全球大陆架划界进展与形势

截至2025年11月,全球共有75个沿海国提交了109份划界案 (含11份修订案),委员会已举行65届会议。自2002年第10届会议开始审议第一份沿海国提交的划界案(即俄罗斯划界案)以来,委员会至今已通过44份建议,正在审议的划界案有12份。委员会通过约30年的审议建议实践,形成了较为成熟和一致的划界案审议方法,包括从属权利检验、陆坡基部与大陆坡脚点的确定、1%沉积物厚度点的确定、大陆边外缘的构建、2 500米等深线的选取等方面。从划界案形式来看,修订划界案有11份,联合划界案有11份,部分划界案多达68份,另有16份划界案在委员会审议之前(或审议时)又提交了补充材料。从划界案的提交国来看,109份划界案共涉及75个沿海国,部分沿海国以不同形式提交了多份划界案,其中,最多的是法国,包括海外领地共提交了8份,丹麦提交了5份,英国、印尼、毛里求斯各提交了4份,斐济、爱尔兰、西班牙、越南、密克罗尼西亚、智利各提交了3份,挪威、墨西哥、汤加、新西兰、南非、塞舌尔、马来西亚、厄瓜多尔、加拿大等国各提交了2份。据估算,各国所主张的外大陆架总面积约有3 600多万平方千米(图1)。
图1 全球200海里外大陆架主张范围示意图

(相关数据来源于国际公开网站:https://www.marineregions.org/,https://www.un.org/depts/los/clcs_new/clcs_home.htm。)

Fig.1 Global claims to the continental shelf beyond 200 nautical miles

(Relevant data sourced from international public websites: https://www.marineregions.org/,https://www.un.org/depts/los/clcs_new/clcs_home.htm.)

根据委员会官方数据(表1),大西洋区域提交了48份划界案,太平洋区域提交了34份划界案,印度洋区域提交了25份划界案,北冰洋区域提交了7份划界案,南极区域提交了5份划界案。大西洋区域的划界案提交数量较多,通过率为52%;太平洋区域提交的划界案较少,通过率只有32%;印度洋区域的划界案提交数量和通过率介于二者之间。这一趋势反映出,大陆架划界的地学理论起源于以大西洋被动大陆边缘为核心研究对象的海底扩张和板块构造学说,该理论体系的成熟促成了该区域较高的大陆架划界案审议通过率;太平洋则处于复杂的主动大陆边缘俯冲和沟弧盆体系,构造理论较为复杂,导致委员会审议通过率较低;而印度洋区域则普遍存在划界上的法律或政治争端。因此,不同区域的大陆边缘地质特征、技术难度以及主权争议对划界案提交和审议的影响不同。
表1 CLCS全球划界案审议进展

Tab.1 Review progress of global submissions to the CLCS

区域 划界案数量/份 提出建议数量/份 建议率/%
太平洋 34 11 32
印度洋 25 10 40
大西洋 48 25 52
北冰洋 7 4 57
南极 5 0 0
总体而言,全球大陆架划界进展与形势如下。

3.1 划界案提交数量远超预估

第三次联合国海洋法会议在1978年谈判进程中曾预估,33个国家可能拥有200海里以外大陆架[3],而事实远超预估。依照《公约》附件二第4条及2001年《公约》缔约国会议的决议,凡《公约》在1999年5月13日之前对其生效的国家,须在2009年5月13日以前提交划界案。因此,仅2009年一年就收到了35份划界案。当前提交的划界案达到了109份(图2),涉及的沿海国已达75个,是1978年统计数字的两倍多。现阶段仍难以确定委员会接收所有划界案的具体时间。
图2 划界案提交和委员会建议数量发展趋势图

Fig.2 Trend of the number of submission by coastal states and recommendations of CLCS

3.2 修订案数量及频次不断增加

《公约》附件二第8条规定,在沿海国不同意委员会建议的情形下,应于合理期限内向委员会提出订正的或新的划界案。
当前委员会已提出44份建议,其中仅有10份划界案所涉沿海国交存了最终确定的大陆架外部界限。5个国家(俄罗斯、巴西、巴巴多斯、库克群岛、冰岛)提交了修订划界案,其中,巴西提交了3份修订案,俄罗斯提交了4份修订案。在44份获得建议的划界案中,有4份划界案(日本划界案、英国关于阿森松岛地区划界案、南非关于南非大陆划界案、南非和法国关于克洛泽群岛和爱德华王子群岛的联合划界案)所涉沿海国提出了对建议的质疑,虽目前还未提交修订案,但后续很可能也将以修订案的形式提出不同意见。此外,还有24份已获建议划界案的沿海国未就建议内容作出明确回应。由于《公约》并未规定沿海国基于委员会建议划定最终界限的时限,存在一种可能是,沿海国将继续等待技术进步和其他国家划界案的进展,从而使用新理论和新数据继续扩展其主张。因此,未来修订案的数量可能大幅增加。

3.3 委员会审议建议耗时长

早期(2002—2009年)由于提交的划界案数量少,委员会成员可以集中审议,单案审议周期大约在2~3年。随着科学技术发展以及沿海国外大陆架权利的扩张需求,划界案涉及的地球科学理论更加复杂,提交的佐证数据也大量增加;在委员会审议划界案期间,相关沿海国仍会持续补充提交新的数据资料。委员会需在联合国法律事务厅海洋事务和海洋法司的地理信息系统实验室对数据进行细致分析、反复核算,从数据验证到法律合规性评估,都需耗费大量时间与精力,导致委员会对单个划界案的审议时长大幅增加。即使委员会已经成立了11个小组委员会以同时审议划界案,当前单案平均审议时间仍需4~6年。

3.4 划界争端与法律政治博弈交织加剧

第三次海洋法会议确立了“大陆架界定不得损害相向或相邻国家划界”的核心原则[2],《公约》第76条第10款及附件二第9条进一步明确:“本条的规定不妨害海岸相向或相邻国家间大陆架界限划定的问题”,“委员会的行动不应妨害海岸相向或相邻国家间划定界限的事项”。据此,委员会在《议事规则》中通过第46条及附件一为涉争端划界案处理提供法律依据,并构建了“有争端、不审议”这一严格的规则。从委员会官方网站公布的案例来看,部分划界案由于存在不同因素的争端,致使委员会依照《议事规则》做出不审议、部分审议、全部审议、推迟审议或暂停审议的决定。目前正在审议排序为第61位的丹麦关于格陵兰岛南部区域划界案,而在该序列号之前已有16份划界案被搁置。已被搁置以及因存在第三国反对而可能被搁置的划界案提交国,在诸如《公约》缔约国会议等多个国际场合呼吁,希望委员会继续审议其划界案;而提出反对的国家则支持委员会搁置存在争端的划界案,法律外交博弈不断上演。从自然地理角度来看,在一些封闭海、半封闭海及相邻、相向国家间的海洋区域,多数会存在外大陆架主张区域的重叠。从历届委员会工作进展来看,作为专家机构,委员会鼓励各国利用他们可以利用的各种渠道,例如具有务实性的临时安排,以便能够着手审议划界案[4]。

4 大陆架划界面临新的科技挑战

根据《公约》第76条的定义及《科技准则》,大陆边外缘的确定取决于地形地貌、地质、地球物理等一系列因素。为明确大陆边外缘,沿海国需通过科学数据提供大陆架自然延伸的证据,特别是大陆边缘范围的界定,既要体现地形地貌的连续性,还要包含区域地质构造演化、地球物理场特征、沉积物厚度、地球化学组成以及深部地壳结构等多方面的地质连续性。这一原则强调地球科学数据的精确性和连续性,沿海国必须提供充分的证据,以证明大陆架的延伸符合自然地质规律。然而,随着深海海底探测技术和海底科学的高速发展,出现了“洋脊海底高地化、微细地貌连续化、地球化学证据复杂化、海底扇主张扩大化”等现象,这为沿海国科学数据提供和委员会划界案审议带来了前所未有的科技挑战。

4.1 洋脊海底高地化

《公约》第76条将海底高地形分为三类,分别是深洋洋脊、海底洋脊和海底高地,对应的大陆架外部界限限制分别是200海里、350海里和2 500米等深线外推100海里。由于洋脊地形地貌的多样性和地质特征的复杂性,加之《公约》未对上述三类地形作出明确定义,导致在实践中,洋脊规则成为大陆架划界中最复杂的问题。将海底高地形主张为《公约》所界定的“海底高地”,可适用更为有利的深度限制规则,从而将大陆架权利范围延伸得更远。因此,许多位于海底高地形上或其周边的沿海国,都希望通过“海底高地”的适用,扩大其大陆架范围。而热点-洋脊相互作用等复杂地质过程,进一步增加了“海底高地”认定的复杂性。
MORGAN[5]首先提出了地幔柱概念,指出热点是地幔柱在地表的表现形式,热的地幔物质从数百公里以下甚至从核幔边界处以圆柱状形式上升,并在浅部与岩石圈发生相互作用。DYMENT等[6]根据热点与洋中脊相互作用处于不同的演化阶段而将其分为三类:第一类是热点正在接近洋中脊并逐渐被后者捕获,如 Foundation 热点与太平洋-南极洋脊(PAR)的相互作用(图3a);第二类是热点正位于洋脊之上,如位于北大西洋洋脊之上的冰岛是该类型最典型的代表(图3b);第三类是热点已越过洋脊,两者正处于相互远离的阶段,如马里昂(Marion)热点与西南印度洋中脊的相互作用(图3c)。
图3 热点-洋脊相互作用示意图[6]

Fig.3 Schematic diagram of hotspot-ridge interaction[6]

近30年来,随着具有重要经济价值的热液硫化物矿床和生物基因资源的不断发现,大洋中脊地区呈现洋脊海底高地化趋势,而热点-洋脊相互作用是该趋势的重要科学支撑理论[7]。热点与洋脊(图4)的相互作用可改变洋脊的生成机制、岩浆成分、地壳厚度、地球化学特征与热流分布。具体而言,地幔柱是地幔中上升的高温物质流,当它与洋脊相互作用时,会导致大量岩浆喷发和侵入,引起岩石圈密度结构、热状态等异常变化,这些变化可通过重力异常、地震波速度异常等地球物理特征反映出来,甚至还可能出现热流值、大地电磁阻抗等的异常现象[8]。受热点影响的洋脊段,由于洋壳增厚、部分熔融程度增高,常对应较低或负值的剩余地幔布格重力异常。
图4 全球热点与洋脊分布示意图[9]

Fig.4 Schematic diagram of global hotspot and oceanic ridges distribution[9]

挪威布韦岛划界案首次在联合国大陆架界限委员会的审议实践中,将热点-洋脊相互作用作为论证“洋脊海底高地化”的科学依据。在该划界案中,挪威主张热点活动导致了布韦岛下方异常地壳的形成,从而抬升了布韦岛基座并影响了海底地形,其影响范围可延伸至沙卡海岭东端[10],导致沙卡海岭地壳增厚;其地球化学与岩石学特征与典型洋中脊玄武岩存在显著差异,是热点-洋脊相互作用结果的证据。基于上述科学理论,挪威成功主张布韦岛大陆架外部界限可突破350海里距离限制线,适用2 500米等深线外推100海里的深度限制线,沙卡海岭被认为为“海底高地”。
冰岛曾于2009年提交了关于大西洋雷克雅内斯脊的划界案,委员会在2016年就该划界案提出建议,认为雷克雅内斯脊为“海底洋脊”,适用350海里的距离限制线。随着地幔柱理论的发展,冰岛在2021年就该区域重新提交了修订案,主张冰岛周边海域的构造演化受冰岛地幔柱与雷克雅内斯脊的长期相互作用主导,因冰岛地幔柱具有全球最大的浮力通量和显著的温度异常,对雷克雅内斯脊的形态、地壳结构及岩浆活动产生了强烈改造,形成了独特的“V 形区”。基于更新的科学论据,委员会在2025年提出的建议中认可了冰岛的主张,认定雷克雅内斯脊为“海底高地”,因此其大陆架外部界限可突破350海里距离限制线。

4.2 微细地貌连续化

一般而言,大陆边缘可分为三个基本地貌单元:陆架、陆坡与陆基。陆架指从海岸起在海水下向外延伸的一个地势平缓的海底地区的海床及底土,其海底坡度通常很小。陆坡为大陆架外缘向深海底过渡的斜坡,大陆架划界中的陆坡坡脚点被定义为大陆坡底坡度变动最大之点。因此,地形地貌的连续性、坡度变化特征及区域趋势成为确定大陆坡脚的主要依据[11]。在自然地形地貌连续条件下,大陆坡脚的确定遵循“坡度转折原理”和“地形连续性原则”,前者强调沿坡剖面的曲率变化,即坡度由大到小变化最显著处为坡脚点;后者则要求在局部起伏复杂的区域(如微隆起、鞍部或滑塌体),应依据区域地貌趋势而非局部扰动确定大陆坡脚,原则上需要通过多剖面对比、曲率分析和数据平滑拟合,有效识别陆坡基部,避免因微地形干扰造成对大陆坡脚确定的不一致。
随着多波束测深、三维地形建模及自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)等海底探测技术的革新,米级精度的地形数据正深刻重塑大陆架划界中地形地貌自然延伸的实践。这种技术进步使此前未被识别的微细地貌特征(如连接深海平原与海台的鞍部构造)成为划界主张的关键证据。以塞舌尔北部海台划界案为例,确定大陆坡脚与塞舌尔陆块之间是否存在有效连接成为该案的核心问题。应塞舌尔政府请求,自然资源部第二海洋研究所大陆架中心团队于2016年开展联合调查航次,通过多波束调查获取的高精度测深数据,为完善塞舌尔划界案提供了关键支撑。最终,塞舌尔确定大陆坡脚点的位置位于一个整体抬高的区域内,并证明鞍状区域高于深洋洋底约400米(图5),相关海岭及其之间的鞍状区域可以被认为是塞舌尔北部海台陆坡的一部分。委员会认可了“这些鞍状区域明显高于大陆坡脚之外的平坦深洋洋底”这一结论。
图5 塞舌尔划界案中基于高精度数据显示出的鞍状区连续性

(图件改绘自文献[12]。)

Fig.5 Geomorphological continuity of the saddle area demonstrated by high-precision data in the Seychelles submission

(Figure is redrawn from reference [12].)

4.3 地球化学证据复杂化

《科技准则》明确,在采用地质地球物理证据验证陆坡基部和大陆坡脚时,可采用相应的地球化学证据来验证,但是限于当时的科技条件,沿海国提供地球化学数据和资料以支持其大陆架外部界限划定主张的案例有限。随着深海钻探科学技术的发展以及大陆架划界工作的进展,已经产生了大量来自全球大陆边缘的地质/地球化学数据,并且在许多钻探地点都对基底岩石进行了采样。因此,来自这些地点的样本的可用性和已发表的研究结果可以为验证基底岩石的性质提供有力的证据支持。目前,在依据热点-洋脊相互作用判断洋脊的地质属性以及被动大陆边缘洋陆过渡带特征时,地球化学数据和信息已能够提供一些关键支持证据。
来自所有构造环境的玄武岩在主量元素成分上一般以镁铁质为主(SiO2含量<56%)。在板内环境中,岩石的成分则变得更加多样,涵盖了拉斑玄武岩和碱性玄武岩的成分。例如,大多数由热点驱动的洋岛玄武岩(oceanic island basalts,OIBs)建立在拉斑玄武岩基座上,上覆碱性玄武岩[13-14]。类似于OIBs(如夏威夷),海底高原(如翁通-爪哇、凯尔盖朗、马尼希基)的成分也主要为玄武岩(MgO含量<11%),但跨越了亚碱性-碱性边界[15]。马尼希基和翁通-爪哇海底高原的熔岩主要是碱性的,而凯尔盖朗高原的玄武岩则呈现出更宽的成分范围,从拉斑玄武岩扩展至粗面安山岩和粗面岩,反映了地壳物质的混染作用[16]。汇聚板块边界的岩石显示出最高的成分多样性,范围从玄武岩到安山岩、流纹岩和英安岩[17]。与岛弧玄武岩相比,弧后盆地玄武岩往往更偏向亚碱性,其成分范围介于玄武岩和安山岩之间[18]。
微量元素及其比值可用于区分大陆边缘玄武岩的地质环境(大陆型、洋壳型或过渡型)。常用元素包括Nb、Ta、Pb,以及次要的元素如Sr、Ba、U、K等[19-20]。玄武岩微量元素含量受源区组成、部分熔融程度、分离结晶与混染作用影响,因此应结合大陆架划界区域构造背景进行综合分析[21]。对原始地幔组分进行标准化后可见:正常洋中脊玄武岩(N-MORB)在K、Rb、Ba、Cs、LREE及Th、U、Nb、Ta、Pb等高度不相容元素方面显著亏损,反映其源区为不相容元素亏损的上地幔[22-23]。OIBs及热点附近的玄武岩在K、Rb、Th及LREE等元素上富集,显示来源于比N-MORB更深、更富集的地幔[24-25]。OIBs的微量元素模式类似大陆地壳岩石,但OIBs的Nb、Pb异常与洋壳一致而与大陆地壳相反[26-27]。岛弧玄武岩特征为大离子亲石元素(K、Rb、Sr、Cs、Ba、Pb等)与LREE富集,但Nb、Ta亏损[28-29]。相较于洋中脊玄武岩,弧后扩张中心的玄武岩在流体活动性元素(Cs、Rb、Ba、Pb)上更富集,反映俯冲带流体输入的影响[30-31]。
以挪威关于布韦岛的主张为例,根据其采集的岩石样品和其他钻孔样品的公开结果,挪威认为,其主张的沙卡海岭与布韦岛基座之间存在地球化学亲缘性,从而证明二者之间存在关联[10]。在采集的88个样品中,35个样品被认定为几乎未发生变质作用,这些未发生变质的岩浆岩(玄武岩和火山碎屑岩及浮岩)被认定为是原位岩石。在其中的14个玄武岩样品中,11个样品是钙碱性玄武岩,通常被认为是在俯冲带形成的,其余3个样品是碱性玄武岩,通常被认为是在地幔柱上方形成的,样品的地球化学组成均在布韦岛基座微量元素的波动范围内[32-33]。挪威将上述样品(和先前的岩石学分析结果)作为证据,表明沙卡洋脊与布韦岛基座之间存在地质连续性且在地球化学上存在亲缘性,而最终被用于证明其地质连续性的仅为3个碱性玄武岩样本(占总样本的 3.4%)[34-35]。

4.4 海底扇在大陆架划界中的应用

海底扇是由重力流在深海环境中形成的大规模沉积体系,由沉积物堆积形成的扇形地貌,是陆源沉积物通过重力流或牵引流向深海搬运并长期堆积的结果,是连接陆源物质与深海沉积盆地的重要纽带。自20世纪60年代以来,海底扇一直是深水沉积学与油气地质学研究的核心对象,传统研究多依赖地震剖面、岩心及陆上类比剖面,侧重于沉积相类型及层序结构的描述(图6)。然而,进入21世纪以来,随着多波束测深、AUV、声学监测、三维地震成像以及数值模拟技术的迅速发展,直接观测和深水沉积过程模拟推动了海底扇沉积学从“静态层序描述”向“动态过程定量化”的转变。全球大型海底扇(如孟加拉扇、亚马孙扇)均以大河为主要物源,河流将陆地上的泥沙、
图6 深水沉积体系图[36]

Fig.6 Deep-water sedimentary system[36]

砾石搬运至河口,再通过后续过程输入深海。沉积学家提出了“三段式沉积相模式”,即海底扇从陆坡向深海平原延伸,可分为上扇、中扇和下扇。
在大陆架划界实践中,因海底扇兼具陆源沉积与深海盆地基底的双重属性,且陆坡的坡度变化相对较为平缓,有时仅凭地形地貌上的变化难以区分陆坡与深洋洋盆,其陆坡基部与大陆坡脚的识别存在争议。如巴西亚马孙扇的基底为深海盆地,但扇体本身由陆源沉积物长期堆积形成,属于陆源物质覆盖于深海盆的混合地貌。从地质演化看,中扇区域以水道-堤坝复合体为主,沉积物搬运通道稳定,与陆坡的沉积动力环境高度同源;而下扇区域沉积物扩散范围广,直接与深海盆的沉积环境衔接。根据巴西提交的多波束测深数据与地震剖面,亚马孙中扇与下扇的过渡带存在坡度变化。一方面,坡度带形成清晰的形态边界;另一方面,地震剖面证实,这一坡度变化带恰好对应了“水道-堤坝沉积”向“下扇沉积”的地质过渡。委员会在审议中明确认可了这一关联性,认为从大陆到海底扇下扇的沉积物连续分布,下扇区域仍属于亚马孙沉积体系的自然延续,而非独立的深海沉积单元,从而认可了巴西主张的大陆坡脚位于海底扇下扇区域。

5 中国在大陆架划界方面的贡献

5.1 东海部分划界案的提交

2002年,中国政府批准了《200海里以外大陆架外部界限确定》专项,由自然资源部第二海洋研究所李家彪院士和海洋发展战略研究所张海文研究员分别担任科学与法律负责人,正式启动了中国大陆架划界相关工作。2012年12月14日,中国政府向大陆架界限委员会递交了《中国东海部分海域200海里以外大陆架划界案》。2023年8月15日,中国政府代表团在联合国总部进行了划界案的技术答辩。
东海大陆架是中国大陆向海的自然延伸,由东海陆架、东海陆坡和冲绳海槽三大地貌单元组成。东海陆架地形平坦,东海陆坡地势呈阶梯状下降,冲绳海槽总体表现为一长条形洼地,最大水深超过2 300米。地质上,东海陆架与中国东部大陆同属一个整体,具有共同的古老陆核。中生代以来,太平洋板块与欧亚板块的相互作用逐步形成了目前东海的构造格局。新近纪以来,东海陆缘发生强烈张裂,冲绳海槽逐步拉张形成,这一构造演化过程与相关地质研究结论一致[37]。东海区域构造总体表现为“东西分带”的特征,自西向东可分为浙闽隆起区、东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带和冲绳海槽盆地,时代由西向东逐渐变新。浙闽隆起区包括中国大陆外侧的一系列岛屿和水下暗礁,向西可延伸至中国大陆的浙闽地区,总体上呈NE向延伸。东海陆架盆地位于浙闽隆起区的东侧,是东海陆架的主要组成部分,由一系列NNE向至NE向的凹陷组成,发育巨厚的新生代沉积。钓鱼岛隆褶带在喜山期褶皱隆起,伴有大规模的岩浆活动,古近系遭受强烈褶皱和变质作用。冲绳海槽盆地位于钓鱼岛隆褶带东侧,由于软流圈的抬升和地壳的拉张,沿海槽底部形成了NNE向至NE向延伸的中央裂谷带。与东海陆架地质特征显著不同,冲绳海槽南段海底出露的橄榄拉斑玄武岩具备大洋拉斑玄武岩特征,熔融程度比较高,为岩石圈破裂背景下的软流圈物质快速上涌所致,这一岩石学特征的成因已得到相关研究的证实[37]。因此,东海陆架、东海陆坡和冲绳海槽构成了被动大陆边缘,东海大陆架自然终止于冲绳海槽。考虑到东海实际地理条件和中国关于东海大陆架向东延伸到冲绳海槽的一贯主张,根据海底地形的变化,将东海大陆架外部界限确定为垂直冲绳海槽走向的地形剖面上轴部区域内最大水深点的连线(图7)。
图7 中国东海部分划界案200海里以外大陆架外部界限图

Fig.7 Map depicting the outer limits of the continental shelf in part of ECS

5.2 中国籍委员的贡献

在国家相关部门的支持下,自然资源部第二海洋研究所、中国籍前委员吕文正研究员在1997年缔约国第6次会议、2002年缔约国第12次会议、2007年缔约国第17次会议、2012年缔约国第22次会议以及2017年缔约国第27次会议中连选连任五届大陆架界限委员会委员,履职时间长达21年。自然资源部第二海洋研究所唐勇研究员在2019年1月第28次缔约国会议续会中当选为大陆架界限委员会委员,并在2022年6月缔约国第30次会议上再次当选。
中国籍委员积极参加划界案的审议工作,迄今为止,共参加和主持了21份划界案的审议工作,分别是:巴西划界案、法国-爱尔兰-西班牙-英国四国联合划界案、巴巴多斯划界案、法属圭亚那和新喀里多尼亚划界案、法属安地列斯和凯尔盖朗群岛划界案、乌拉圭划界案、丹麦关于法罗群岛划界案、毛里求斯和塞舌尔联合划界案、巴基斯坦划界案、南非大陆划界案、塞舌尔北部海台区域划界案、斯里兰卡划界案、尼日利亚划界案、法国和南非联合划界案、汤加划界案、帕劳划界案、印度划界案、古巴划界案、墨西哥划界案、莫桑比克划界案、纳米比亚划界案等。其中,通过建议15份,正在审议4份,因争端暂停审议2份,为沿海国的大陆架主张、委员会的工作和全人类国际海底利益维护作出了突出贡献。

5.3 大陆架划界科技在“一带一路”的推广应用

自然资源部第二海洋研究所创建了具有中国特色的大陆架划界技术体系,构建了全链条的技术能力,不仅支撑了中国东海部分大陆架划界案的编制与提交,也具备了向其他国家输出大陆架划界技术的能力。非洲大陆边缘是典型的被动大陆边缘,具有宽阔的大陆架,沿海国家普遍拥有200海里以外大陆架,但非洲大部分国家海洋科技实力不足,自身调查能力有限,获取高精度的海洋调查数据存在困难,在编制和提交完善的划界案方面能力有待提升,需要海洋科学技术支持。
2012年,中国-尼日利亚西部大陆边缘地球科学调查航次启动,在尼日利亚深水区域获得了高精度的地形地貌数据,服务于尼日利亚大陆架划界。2016年,中国-莫桑比克和中国-塞舌尔大陆边缘海洋地球科学联合调查实施,为莫桑比克和塞舌尔大陆架划界提供了重要的第一手高精度多波束资料,支撑塞舌尔顺利获得委员会建议,使其外大陆架主张获得核可。2021年,中国与莫桑比克、马达加斯加执行了新的联合调查研究,增加了深部海底探测技术手段,在莫桑比克和马达加斯加大陆架区域获取了高质量的、可支撑其划界案的地球物理数据。在此合作基础上,2024年,中国-马达加斯加大陆架联合实验室揭牌成立,为落实中非论坛精神和构建中非海洋命运共同体理念,做出了中国应有的贡献。

6 结语

在现代科学技术深度赋能海洋事务的背景下,大陆架划界已从传统海洋边界的地缘政治博弈,演变为融合板块构造、大陆边缘动力学、热点-洋脊相互作用等地球科学最新发展理论、海底高新技术与国际法的复合型议题。大陆架划界进程所面临的科学挑战具有显著的系统性与前沿性,既包括前沿海洋地球科学研究,也涵盖在对《公约》大陆架包含的核心法律概念进行科学论证时,如何通过地形地貌、地质、地球物理和地球化学等多学科方法,精准界定陆坡基部、大陆坡脚点、1%沉积物厚度及2 500米等深线等关键划界参数的技术难题。这些挑战直接决定了外部界限主张的合法性根基。
中国作为拥有广阔管辖海域和丰富海洋利益的沿海大国,在200海里以外大陆架划界领域,既要维护国家主权、保障国家海洋战略空间、开发利用深海资源的内在需求,也需履行《公约》缔约国义务、维护全球海洋秩序。当前,南海周边部分国家提交了不同方式的南海大陆架划界案,其主张侵犯了中国的主权和海洋权益,对该区域海洋秩序的稳定与合作基础造成了威胁。与此同时,部分国家基于自身利益,通过洋脊海底高地化等方式,过度扩大了其主张管辖范围,可能造成国际海底区域面积的减少,对《公约》确立的全人类共同继承财产和全球海洋治理体系带来了挑战。
面对上述复杂局面,中国应将科学技术作为维护自身合法权益与守护国际公共利益的核心支撑。一方面,需加大对深海探测技术研发的战略投入,通过高精度海洋地形地质调查、深海资源勘探等技术手段,加大对我国周边海域大陆架的调查研究,全面摸清我国管辖海域的海底地质构造情况,为维护中国的海洋权益提供坚实的科学数据支撑,科学、有效地应对周边国家的非法主张,坚决维护国家海洋主权与权益。另一方面,中国应积极运用先进的海洋技术,深度参与国际海洋治理,开展以我国为主的全球大陆架合作研究,构建全球大陆架划界数据库和决策支撑平台,推动建立公平、合理的国际海洋治理秩序,在维护自身发展利益的同时,为守护全人类共同继承财产、推动全球海洋治理体系变革贡献中国智慧与中国力量,实现国家利益与全球共同利益的协调统一。
备注 此文不代表大陆架界限委员会立场。
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