基于重力和航磁数据建模揭示尼日利亚中下贝努埃海槽地质构造特征及大陆裂谷成因

本研究针对尼日利亚贝努埃海槽区域深部构造特征不明的问题，通过高分辨率航磁与重力数据集成分析，构建了2D/3D地质模型，识别出NE-SW、NW-SE和ENE-WSW三组基底断裂系统，揭示了基底深度（平均4.3 km）、居里面（Curie isotherm）和莫霍面（Moho）形态特征，证实了该区域大陆裂谷成因机制（地壳减薄、伸展断裂及岩浆侵位），为盆地演化和资源勘探提供了关键构造框架。

　　

尼日利亚贝努埃海槽作为西非著名的中生代裂谷盆地，其深部构造特征长期困扰地质学家。尽管前人研究确认了其线性凹陷形态和约6-7 km的沉积填充，但受限于厚层沉积覆盖和复杂地表条件，基底断裂系统、地壳结构及动力学机制仍不清晰。这一认知缺口直接制约了区域油气和矿产资源的勘探潜力。为此，尼日利亚石油技术发展基金资助的研究团队联合国际学者，通过整合高精度航磁（aeromagnetic）与重力（EGM2008）数据，首次实现了该区域多尺度构造建模，相关成果发表于《Journal of African Earth Sciences》。

研究采用GM-SYS? 9.8软件对重磁数据开展2D/3D反演，结合地面重力观测和NGSA提供的航磁数据集，构建了基底面、居里面（磁性层底界）和莫霍面的三维形态模型。通过古应力场重建解析了断裂演化序列，并利用地壳厚度变化验证了裂谷伸展机制。

主要结果

1. 基底构造特征：识别出NE-SW、NW-SE和ENE-WSW三组基底断裂，控制着盆地构造格架。基底深度呈现显著分异（2-6 km），低洼区对应沉积中心（depocentres），而隆起带与基底断块相关。
2. 深部界面形态：居里面呈现区域平坦分布，而莫霍面在盆地下方明显上隆（约25-30 km），与地壳减薄（crustal thinning）直接相关，证实了伸展裂谷作用。
3. 动力学解释：NE-SW断裂形成于阿普第期（Aptian）NNW-SSE向区域拉张，ENE-WSW断裂则与后期应力场旋转有关，整体反映非洲板块裂解过程的阶段性响应。

结论与意义
该研究首次系统揭示了贝努埃海槽的深部构造架构，提出其大陆裂谷成因模型：早白垩世板块运动引发地壳伸展，伴随基底断裂、莫霍面抬升（Moho shallowing）和岩浆侵位，最终形成现今的构造-沉积格局。这一发现不仅为理解西非裂谷系演化提供了关键证据，其创新的重磁数据融合方法（如Curie深度反演技术）也为类似覆盖区的深部探测树立了范例。研究强调盆地北部较薄地壳（<2 km）可能蕴含更高热流潜力，对地热资源勘探具有直接指导价值。