南中國海的群島,大多由數個環礁組成珊瑚群礁,從北向南延伸,依次有東沙、西沙、中沙、南沙四個大礁群,個別分佈在南海海盆各方向邊緣的水下台階上。此種台階乃是由大陸裂離開來的陸塊,具有大陸架(或稱大陸棚)區環礁鏈之特色。東沙群島位於南海,由三個珊瑚環礁構成:即東沙環礁、南衛灘環礁及北衛灘環礁。其中東沙島位在東沙環礁西側,與南、北衛灘相距約80浬。
東沙島距離東北方的高雄港240浬,南距南沙太平島640浬,因東沙環礁形如指環,而東沙島坐落於環礁之上,猶如指環上鑲嵌的一顆珍珠,故東沙島亦有「南海明珠」的美稱。島區本身為馬蹄形,由珊瑚礁堆積而成,陸地面積約1.74平方公里,呈西北西至東南東走向,東沙島長 2800 公尺,寬 868 公尺,環島長約 8 公里;島區中間為一處天然潟湖,面積約0.64平方公里,其潟湖水面伴隨海水潮汐漲退。
東沙環礁包括礁台、潟湖、沙洲、淺灘等環礁地形,為一直徑約25公里的圓形環礁,由造礁珊瑚形成。環礁周圍的礁台在低潮時大部分會露出或接近水面,長約46公里,寬約2公里。根據學者估計,要形成這麼大一座環礁,至少需要百萬年以上的時間,屬世界級的地景景觀。環礁內有許多珊瑚丘、小沙洲及淺灘暗礁,環礁外為陡坡或斷崖,深25公尺,幾乎呈垂直下降至深海。環礁的西北、西南各有一天然缺口,東沙島恰位於此缺口中間,形成所謂的南、北水道,是進入內環礁水域的主要通道。
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