重力法揭示亚马逊东部白垩纪-新生代马拉若盆地的构造边界与动力学机制

本研究针对巴西赤道边缘马拉若盆地（Marajó Basin）的构造演化难题，通过高分辨率卫星重力数据（EIGEN-6C4模型）结合边缘检测与2D/3D建模技术，首次明确了该盆地四类次级盆地（Mexiana/Limoeiro/Cametá/Soure）的构造边界，揭示了与古大西洋转换带相关的半地堑结构及4000米沉积序列厚度，为赤道大西洋边缘油气勘探提供了关键地质模型。

　　

在赤道大西洋边缘的油气勘探热潮中，巴西马拉若盆地（Marajó Basin）因其特殊的地理位置成为连接陆上与海上油气系统的关键窗口。这片位于亚马逊东部的神秘区域，既是古大西洋裂解（Pangea Breakup）的见证者，又受到前寒武纪克拉通基底各向异性的深刻影响。然而，长期以来，科学家们对其构造边界的认识如同亚马逊雨林中的迷雾——次级盆地界限模糊、沉积序列厚度争议不断，更缺乏系统性的动力学解释。这种认知空白严重制约了该区域与相邻主产油区圭亚那-苏里南盆地（Guyana-Suriname Basin）的油气成藏关联性研究。

为拨开这层地质迷雾，来自帕拉联邦大学的研究团队在《Journal of South American Earth Sciences》发表了一项突破性研究。他们创新性地整合卫星重力数据（EIGEN-6C4模型）与地质建模技术，首次绘制出马拉若盆地的精细构造图谱。通过Bouguer异常分析和边缘检测算法，团队不仅识别出NW-SE向正断层与NE-SW走向走滑断层的复合半地堑系统，更发现盆地西北缘存在显著的高密度异常带——这被解释为结晶基底（crystalline basement）的裸露证据。尤为重要的是，研究首次提出Soure次级盆地的存在，并确认沉积层最大厚度达4000米，与邻近的Cametá次级盆地形成鲜明对比。这些发现如同拼齐了赤道大西洋构造拼图的关键碎片，为理解白垩纪-新生代（Cretaceous-Cenozoic）板块运动提供了动力学标尺。

技术方法上，研究团队采用三步走策略：首先利用ETOPO-1地形数据和Uieda & Barbosa的莫霍面深度模型构建地壳棱柱体；其次通过EIGEN-6C4重力场分离区域-剩余异常；最后结合2D/3D密度反演与Tilt梯度边缘检测技术，在GIS平台整合历史地质数据。研究区域覆盖西经58°至42°、南纬8°至北纬4°，地形高差从陆上750米到洋底4.5千米，莫霍面深度变化达27.9千米（13.5-41.4千米）。

【INTRODUCTION】
研究揭示马拉若盆地作为福斯杜亚马逊（Foz do Amazonas）与帕拉-马拉尼昂（Pará-Maranh?o）盆地的陆上延伸部分，其构造演化受控于古大西洋转换断裂系统。Gurupá隆起与Tocantins隆起构成盆地东西边界，而新发现的Vigia-Castanhal槽地则连接着Bragantina地台。

【Structural and Tectonic Context】
重力模型显示盆地被NW-SE向正断层分割为四个次级单元，其中Soure次级盆地的提出修正了传统三分法认知。走滑断层产生的花状构造（flower structure）表明该区经历强烈走滑变形，与赤道大西洋转换断层（Equatorial Atlantic transform faults）存在成因关联。

【GEOPHYSICAL PROCESSING】
Bouguer异常图揭示盆地西北缘存在80mGal高值异常带，对应前寒武纪基底隆起；而Cametá次级盆地显示-30mGal低值，反映厚层低密度沉积。3D反演证实沉积序列密度差达0.4g/cm³，与Itapecuru群（Itapecuru Group）硅质碎屑岩相吻合。

【CRETACEOUS AND CENOZOIC DEPOSITS】
上白垩统Ipixuna组（Ipixuna Formation）高岭土化现象指示强烈风化剥蚀事件，而Tocantins隆起周缘的铝土矿壳（lateritic-bauxite crusts）证实新生代长期暴露历史。次级盆地间沉积厚度差异（400-4000米）反映差异沉降过程。

【CONCLUSIONS】
该研究确立了马拉若盆地"四盆三隆"的新构造格架：四个次级盆地以Gurupá隆起（东亚马逊古生代盆地边界）、Tocantins隆起（白垩纪岩体抬升区）和Grajaú盆地为界。特别值得注意的是，NE-SW向的Ferrer-Urbano Santos断裂带被证实为控制沉积中心迁移的关键构造。这些发现不仅完善了赤道大西洋被动边缘演化模型，更指导油气勘探应重点关注转换断层相关的构造圈闭（structural trap）与Albiano阶（Albian）碳酸盐岩储层。

这项研究的意义远超区域地质范畴——它建立的"重力异常-构造响应-沉积响应"三元分析法，为全球转换型被动边缘盆地研究提供了可复制的技术范式。正如论文通讯作者José Bandeira Cavalcante da Silva Júnior强调的："马拉若盆地就像一本被重力场解码的地质密码本，每一处异常都记录着大西洋裂解史诗的独特章节。"