大长山岛及长山列岛约形成于元古代晚期,地壳运动及气候变化造成的海洋与陆地变迁是其形成的原因。从地壳活动看,地球形成之后,地壳活动就没有停止过,并且复杂而强烈。
海岛是地壳活动带的前沿,地壳上太平洋沿岸区是大陆边缘构造场,由于弧(岛弧)后应力场的变化,由拉张转变为挤压,因而使古老的盖层在新构造运动中呈隆起趋势。
从气候变化看,到了第四纪,古陆边缘继续抬升,经几次冰期与坚冰期,伴随着海进和海退,海平面也起起落落;特别是中更新世以来,大陆架海面上升,将古陆边缘的残丘、孤峰变成岛屿,塑造成现今的海岛形态与海岛分布格局。
近些年,科学家们对大长山岛及长山列岛的成因有了通俗解释。距今5.7亿年前,辽南大陆是原始形态的古老地块。后地球发生造山运动,地壳一系列西东北南交错的断裂运动,使这个地块断陷分离成今天的长山列岛诸岛地貌,今天的大长山岛仍然能找到那时留下的痕迹。因其处于辽东半岛南部,地质学上称其为“辽南平原中丘”,当时的大长山岛及长山列岛实际是与辽南大陆相连的一片丘陵山地。
大长山岛海岸断崖地貌
到更新世,地球进入气候剧烈变化期,辽南大陆因气候剧烈变化,发生过多次大的海侵和海退,大长山岛及长山列岛也因此经历了继承性的“塑造”。在距今10万年左右的“芦山冰期”过后,辽南大陆进入间冰期的温暖阶段,此时冰川消融,海洋水量增加,海潮上涨,侵漫辽南平原。从此,已经发生断裂的“辽南平原中丘”就成为海中之岛,大长山岛及长山列岛从此形成雏形。
但是,地壳运动及气候变化并没有停止,海洋与陆地仍然在不断变迁。距今大约7万年前后,大地聚寒,冰雪禁锢,以海水蒸发为来源的陆地降水,大部不能流回海洋,海水逐渐退出,昔日海底又变成陆地,大长山岛及长山列岛又与辽南大陆连成一片,成为辽南大地上的山地丘陵;距今大约四、五万年左右,寒冷的气候开始变暖,又发生海侵,且规模比前
期更大,几乎淹没诸多低丘岛。在长山列岛和辽南沿岸海拔70~100米处,曾留下这次海侵的痕迹。海侵过后复海退,被淹没的辽南大陆及诸多低丘岛又逐渐重新露出水面。到了全新世,气候又进入冰期过后温暖期,冰川大量消融,海面上升,辽南平原再次变成烟波浩渺的大海。
这次海侵过后,又开始进入冰期,又趋海退。地球上最后一次冰期结束后,气候的逐渐变暖,海平面上升,最终形成了今日胶东半岛和辽东半岛这样的地理格局,而历史上的胶辽古陆则被淹没在海底。
距今6500年左右,海面下降到比现今岛岸线略高之处。由于新构造运动的抬升,特别是外营力的堆积作用,出现了几个小岛连成一个大岛的并合现象。此时,大长山岛及长山列岛进入了新石器时代,虽然海岛形状仍处于微变之中,但与今天相比已无太大区别。
大长山岛外营力堆积前与今天比较
大长山岛菜园子村李家沟海滩外营力堆积痕迹
外营力堆积地层中的海生物痕迹
外营力堆积前的大长山岛,是处在被浅海分隔为两个大岛六个坨子的状态。即东岛、西岛、南海坨子、小南山、西草坨子、半拉山和后炉地的大、小坨子。这两个大岛和六个坨子在漫长的演变过程中,除由于新构造运动的微微抬升外,主要因素是外营力的堆积作用。波浪和海流把沙石推送到岸边堆积成海滩和沙嘴,进而发育成沙坝、连岛沙坝和陆连岛,最后并合为一。
现在的大盐场、小泡子、三盘碾子的西大甸子、炉上东甸子、南海坨的山西甸子和菜园子的北甸子等,在漫长的并合过程中,都曾成为泻湖(被沙坝与大海隔开的水域),后被泥沙淤积,方成为小平地。其中三盘碾的西大甸子,只是在近百年来才逐渐淤为平地。菜园子的莲花泡,至今仍然是一个趋向老化阶段的泻湖。