《Journal of South American Earth Sciences》：Geophysical approach of the Paraná Basin, by using 2.5D forward modeling of Magnetic and Gravity data.
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潘帕斯盆地通过高分辨率航空电磁和重力数据2.5D正演建模，更新了 crustal domains 和 major fault systems 的地质框架，揭示了地壳厚度33-45公里及Transbrasiliano等断裂系统的三维延伸特征。
M.L. Pinto | R.M. Vidotti | E.S.F. Martins
巴西巴伊亚州西部联邦大学精确科学与技术中心，巴雷拉斯
摘要
帕拉纳盆地的构造框架已通过多种地球物理方法进行研究。近年来，巴西国家石油、天然气和生物燃料局（ANP）将其对巴西陆上沉积盆地的高分辨率航空地球物理调查（磁力和重力数据库）免费公开。这些数据被用于进行2.5D正演建模，提供了帕拉纳盆地的更新地球物理框架，特别是关于主要地壳域和大型断层系统。我们的建模细化了盆地的结构框架、密度和磁化率分布，以及托坎廷斯省、曼蒂凯拉省、帕拉纳帕内马块和圣弗朗西斯科古大陆的边界和地壳厚度。在建模剖面中，莫霍面深度范围为33至45公里（估计值）。地壳不连续性与跨巴西走滑系统、帕拉伊巴杜苏尔走滑系统和巴西利亚带（坎波杜梅奥）逆冲断层系统有关。跨巴西走滑系统延伸至约30公里深度，分隔了巴拉圭带和阿瓜亚带，以及里奥阿帕块和帕拉纳帕内马块。帕拉伊巴杜苏尔走滑系统达到约44公里深度，分隔了帕拉纳帕内马块和里贝拉带。巴西利亚带逆冲断层系统延伸至约40公里深度，标志着戈亚斯岩浆弧和巴西利亚带/圣弗朗西斯科古大陆之间的边界。地质和地球物理数据的整合比以往的研究提供了对帕拉纳盆地更详细的了解，为西冈瓦纳的演化提供了新的见解。
引言
帕拉纳盆地的新地壳模型是通过地质和地球物理数据的2.5D正演建模建立的（图1和图2）。数据建模使用了两个磁力和重力剖面，揭示了帕拉纳盆地的基底块。Fyfe和Leonardos Jr.（1974年）首次将帕拉纳盆地基底描述为一个克拉通块。后续研究利用地质（Soares等人，1978年）和地质年代学数据（Cordani等人，1984年）对其边界进行了细化。Milani（1997年）提出了第一个综合基底模型，将该克拉通命名为里奥帕拉纳帕内马，后来被多位作者更新。Mantovani等人（2005年）利用重力数据重新定义了帕拉纳帕内马块，而Cordani等人（2009年）解释了其在西冈瓦纳聚合期间的构造背景。最近，Pinto和Vidotti（2019年）利用重力和磁力数据提出了基底域的新边界。许多研究强调了前寒武纪结构的重新激活对盆地演化的影响，影响了早期沉积、地堑形成、沉积中心和岩浆活动（例如，Zalán等人，1987年；Milani，1997年；Milani和Thomaz Filho，2000年）。盆地基底由花岗岩-片麻岩地形组成，周围是巴西利亚褶皱-逆冲带，这些带是在涉及亚马逊、圣弗朗西斯科、帕拉纳帕内马和路易斯阿尔维斯块的大陆碰撞过程中形成的。由于盆地面积广阔且基底露头和深井稀缺，其构造演化长期以来难以确定。近几十年来，地球物理数据显著提高了对其结构的理解。地震、重力、磁力和磁通量研究有助于划分地壳域、基底块、主要线性构造和与构造-热事件及白垩纪岩浆活动相关的异常（Bernardes，2015年；Dragone等人，2017年；Dragone，2018年；Maurya等人，2018年；Padilha等人，2015年）。尽管取得了这些进展，但岩石圈结构对盆地演化的影响以及盆地内主要断层系统的连续性仍未能得到充分解决。在此背景下，本研究调查了帕拉纳盆地基底内的地壳域，包括托坎廷斯省和曼蒂凯拉省，以及帕拉纳帕内马块和里奥阿帕块所在的克拉通地块和圣弗朗西斯科古大陆。地质和地球物理数据的综合分析有助于展示影响帕拉纳盆地沉积序列的主要地壳结构和域。
帕拉纳盆地
研究区域位于巴西南部和东南部的帕拉纳盆地中北部地区。它被归类为一个克拉通内盆地，其中充满了古生代和中生代的沉积序列，称为里奥伊瓦伊、帕拉纳、冈瓦纳I、冈瓦纳II和鲍鲁。这个呈NNE-SSW走向的椭圆形盆地面积为1,500,000平方公里，其主要沉积中心的沉积厚度超过7公里，由巴西、巴拉圭和阿根廷共同拥有。
帕拉纳盆地的基底
帕拉纳盆地的前寒武纪基底具有复杂的地壳框架（Soares等人，1978年；Cordani等人，1984年；Zalán等人，1987年；Soares，1991年），由花岗岩-片麻岩地形组成（Zalán等人，1987年），上面覆盖着巴西利亚造山运动末期形成的褶皱-逆冲带（Cordani等人，2009年；Almeida和Hasui，1984年；Almeida等人，1981年，2000年；Zalán等人，1987年；Milani和Ramos，1998年）。研究区域的基底部分是通过与其他地层的对比推断出来的。
数据与方法
本研究分为两个阶段：1）使用Seequent公司的Oasis Montaj?软件进行地球物理数据处理（图3A）；2）使用Seequent公司的GM-SYS Modelling?软件对数据进行分析和建模（图3B）。巴西国家石油、天然气和生物燃料局（ANP）提供了本研究中使用的地球物理调查数据库和井测井剖面（表1，井的位置显示在图1B中）。数据来源于重力和磁力测量。
结果
对地球物理和地质数据的解释主要结果是在研究区域的两个剖面上获得了帕拉纳盆地地壳块的2.5D模型（图1B），即X-X’（WNW-ESE；图7）和Y-Y’（SW-NE；图8）剖面。通过这种建模得到了密度和磁化率值（表2）、地壳块的厚度及其几何边界。对块模型的地质解释得出了新的地壳模型。
讨论
对地壳块的地质解释使我们能够识别并讨论在西冈瓦纳形成期间形成的不同基底地块。讨论展示了帕拉纳盆地（图9A和图10A）及其基底（图9B和图10B）的新地壳模型，沿着X-X'（图9）和Y-Y'（图10）剖面，并突出了被解释为克拉通单元的地壳块集合以及与构造省相连的地块。
结论
对地球物理数据的2.5D正演建模结果提供了关于帕拉纳盆地中部和北部地区地壳块厚度、几何形状（图7和图8）以及密度和磁化率（表2）等物理参数的新信息；这些信息在Milani和Ramos（1998年）、Mantovani等人（2005年）、Cordani等人（2009年）以及Pinto和Vidotti（2019年）提出的模型中并未提及。
该研究整合了地质和地球物理数据。
CRediT作者贡献声明
Marcelo Lima Pinto：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法论，概念化。Roberta Mary Vidotti：撰写——审稿与编辑，方法论，概念化。Elainy do Socorro Farias Martins：撰写——审稿与编辑，方法论，概念化。
未引用的参考文献
Al-Amri等人，2013年；Assump?ao等人，2004年；Brito Neves等人，1999年；Brito Neves，2004年；Brito Neves和Fuck，2013年；Boggiani和Alvarenga，2004年；Campos Neto，2000年；Cordani等人，2013年；Curto等人，2014年；Dardenne，2000年；Grant和Dods，1972年；Heilbron等人，2017年；Keating，1998年；Laux等人，2010年；Marangoni和Mantovani，2013年；Marini等人，1981年；Milani等人，1998年；Northwest Geophysical Associate，2006年；Pedrosa Jr等人，2015年；Pimentel和Fuck，1992年；Pimentel等人，2000年；Ramos，
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢巴西国家石油、天然气和生物燃料局（ANP）提供用于本研究的航空地球物理数据和地层钻孔的复合剖面。同时，也感谢巴西利亚大学为研究提供的基础设施。本研究部分由巴西高等教育人员培训协调委员会（CAPES）资助，资助代码为001。我们还要感谢Elton Luiz Dantas教授的帮助。
