南海盆地处于欧亚板块的东南边缘，是欧亚、印度、澳大利亚和太平洋等几大板块相互作用十分强烈的地区，因此，其形成演化备受国内外地质学家的广泛重视，并提出多种观点。主要有：
（1）南海的形成与印度－欧亚板块碰撞引起的印支地块挤出逃逸有关（Tapponnier et al.,1986）。
（2）南海的形成与青藏高原软流圈物质东南向流动引起的深部过程有关（Fukao et a1.,1994;Tam aki,1995；邓晋福等，1996;Flower et a1.,1998）。
（3）南海的形成与板块俯冲引起的弧后扩张有关（Karig,1973;Ben-Avraham et a1.,1973;Hilda et a1.,1977；郭令智等，1983）。
（4）南海的形成与古南海俯冲拖曳作用有关（Howllo—way,1982;Taylor et al.,1980、1983;Robert Hall,1996、2002）。
这些观点从不同侧面探讨了南海的形成和演化。笔者认为，南海所处大地构造位置复杂，很难用简单的成因模式加以解释。实际上，南海盆地处于区域大的板块相互作用的强烈碰撞活动带上，是在欧亚、印度、澳大利亚、菲律宾和太平洋等几大板块整体会聚和挤压的背景下形成的，是在大尺度板块整体汇聚和挤压背景下的局部伸展扩张（魏喜等，2005）（图1.9）。它与印度－欧亚板块碰撞引起的深部软流圈物质向东南方向流动，红河断裂和南海西缘断裂走滑活动，禅泰和印支等微板块旋转和逃逸，以及软流物质在南海地区底辟上拱等密切相关，是全球板块构造的一个枢纽带和调节带。它既是全球板块构造运动的产物，同时也在某种程度上记录了板块运动的过程。在这个区带内，多个岩石圈伸展减薄带和挤压会聚带相间分布，岩浆活动和陆壳增生并存。说明伸展与挤压同时存在，是地慢流体和板块碰撞的响应和表现。这种现象也见于地中海地区（邓晋福等，2004）。
图1.9 南海盆地形成的构造背景
（据Robert Hall,1996，略有修改）
箭头代表板块运动方向；双箭头代表岩石圈伸展方向；其他图例参见Robert Hall（1996）
关于南海海盆的形成时间前人做了不少工作，但目前尚无统一观点。Taylor和H ayes（1980,1983）利用中美合作调查的综合地球物理资料以及前苏联科学家观测的重力资料，在该海盆中部发现波长30～60km、异常值为15×10-5～30×10-5m/s2的重力异常带，走向NE，他们认为是扩张中心，并根据对比出5a～11号磁异常条带，确定海底扩张年龄在25～17Ma之间。陈圣源（1987）利用中美合作调查的综合地球物理资料，在西南次海对比出M7～M 11号磁异常条带，认为海底扩张年龄在126～119Ma之间。吕文正（1987）在西南次海对比出27～32号磁异常条带，认为第一次海底扩张发生在晚白垩世（76～63Ma）。姚伯初（1991）根据海盆中磁异常条带的走向，与区域地质构造和沉积构造层组合进行对比，推测西南海盆的海底扩张时间为始新世。陆钧等（2003）利用中美合作第二阶段调查的地磁资料，采用高通滤波方法，去掉洋壳层2A 之下地壳中磁性体的影响，对比出18～23号磁异常条带，推测西南次海海底扩张年代为晚始新世到早渐新世（42～35Ma）。何廉声（1987）认为南海在中新生代发生过两次海底扩张，第一次发生在白垩纪，产生了西南海盆；第二次发生在晚渐新世至早中新世，产生了中央海盆。H ayes（1987、1990）和Briais（1993）利用多波速测深资料分析了海底地形地貌特征，并和地磁异常资料进行综合对比分析，在西南海盆中对比出5c～6b号磁异常条带，据此认为海盆的海底扩张年代为24～15.5Ma。刘海龄（1998）认为中央次海盆开始扩张时间为晚白垩世，伸展方式同西南次海盆，证据是礼乐半地堑盆地发育上白垩统和始新统，但目前洋壳基底之上覆盖中新统，根据现存的地磁异常条带计算的年龄为32～17 Ma（Tapponnier et a1.,1986）。这可能是后期作用叠加和改造，如断块差异升降运动显著，落差达3km，使早期特征不易识别。
整体上看，南海经历了多期扩张，这点上多数人是认同的。根据南海地层结构、地震反射特征和区域地质资料可知，南海盆地的形成处于岩石圈伸展减薄的统一构造背景之下，是印度－欧亚板块碰撞，导致青藏高原隆升而形成山峰和岩石圈根，引起软流物质向东南流动。同时由于太平洋、菲律宾、澳大利亚、印度和欧亚板块的相聚俯冲运动，软流物质在南海盆地地区圈闭上涌，导致岩石圈减薄和裂开。南海盆地的形成经历了古新世－早渐新世断陷、晚渐新世－中中新世洋壳扩张和晚中新世－全新世区域热沉降等演化过程。古新世－中始新世南沙地块尚未从华南地块分离出来，而是共同作为古南海北部的大陆边缘（Steers J A et al.,1977；钟晋梁等，1996；中国科学院《中国自然地理》编辑委员会，1979；韩舞鹰等，1984；魏喜等，2005、2006）。珠江口、琼东南、中建南、南薇西、北康、礼乐、西北巴拉望以及民都洛－帕奈等盆地均靠近华南大陆一侧，是在岩石圈伸展和拉张背景下形成的一系列地堑和半地堑。此时西沙与华南相连，是华南大陆的一部分，是琼东南盆地东南侧地势较高的盆缘隆起带。晚始新世－早渐新世南海海盆开始扩张，南沙地块逐渐离开华南大陆，形成南海海湾。珠江口和琼东南两个盆地继续处于华南大陆边缘，物源方向仍为北西向，主要为陆相环境。晚渐新世－中中新世，由于洋壳扩张，南沙地块从华南大陆裂离，并定位于目前位置。该期各盆地均为海相环境，但物源方向发生显著变化。晚中新世以后南海盆地停止扩张，南海海域各含油气盆地已处于现今位置。该期区域性差异升降明显，沉降、沉积中心由东北向西南转移，致使晚中新世以来的地层在西南方向明显加厚。到上新世，现代南海轮廓基本形成。伴随着南海扩张，古南海逐渐关闭，南沙陆块东南缘向加里曼丹岛和巴拉望岛下面消减俯冲，最后两陆块拼合到一起，目前的南沙海槽就是南沙陆块俯冲的古海沟，沿南沙海槽分布有蛇绿岩套（古南海洋壳的残余）。
综上，印度、欧亚、澳大利亚、菲律宾和太平洋等板块的相互作用，导致岩石圈的增厚或减薄，形成青藏高原等山峰和山根，以及南海、苏禄海和苏拉威西海等边缘海。同时也改变了全球大气环流，引起古气候变化。特别是澳大利亚板块脱离南极后，环南极冷气流形成，南半球气候变冷，南极冰盖形成。伴随着南极冰盖的形成，淡水向极地迁移，引起全球性海平面下降和海水浓度增加。
西沙海域生物礁是南海形成演化的产物，因此，礁相碳酸盐岩的矿物组成、主要造岩氧化物、微量元素和同位素特征无疑会记录该时期上述地质过程。同时，在南海及周边地质演化过程中，陆源物质（包括有机和无机）充填到南海盆地，为南海各含油气盆地的形成创造了条件。