《Journal of South American Earth Sciences》：An innovative tectono-stratigraphic division of basins (Pelotas and Santos) and sub-basins of the Brazilian southeastern margin
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本研究提出了巴西东南缘（BSM）盆地与次级盆地边界的修订构造-地层框架，基于区域尺度的沉积厚度分布、早期漂移期层序地层学及大地构造背景的综合分析。研究结果表明，该大陆边缘的复杂分段受控于对比鲜明的地壳域及主要构造单元。佩洛塔斯盆地（Pelotas Basin）
本研究提出了巴西东南缘（BSM）盆地与次级盆地边界的修订构造-地层框架，基于区域尺度的沉积厚度分布、早期漂移期层序地层学及大地构造背景的综合分析。研究结果表明，该大陆边缘的复杂分段受控于对比鲜明的地壳域及主要构造单元。佩洛塔斯盆地（Pelotas Basin）发育于低度伸展型大陆边缘（hypo-extended margin），以裂谷期火山岩系为主、转换阶段缺乏蒸发岩沉积，且自早期漂移期以来以硅质碎屑岩沉积为主。相反，桑托斯盆地（Santos Basin）演化于高度伸展型大陆边缘（hyper-extended margin），具有厚层湖泊相裂谷期沉积、广泛分布的蒸发岩序列，以及以碳酸盐岩和硅质碎屑岩体系为标志的漂移期沉积。两盆地之间的圣玛尔塔次级盆地（Santa Marta sub-basin）表现出过渡性构造-地层特征，兼具类似佩洛塔斯盆地的裂谷期火山岩特征与可比于桑托斯盆地的早期漂移期碳酸盐岩系统。向盆地方向，桑托斯远缘及外缘次级盆地界定了一个约束较差的域，与裂谷晚期及破裂后转换伸展作用相关，可能受洋底断裂带影响。这些结果证明，被动大陆边缘的构造格架根本上受控于构造分段及其与岩浆作用和沉积体系的相互作用。所提出的方法为盆地划界提供了统一框架，并可应用于全球其他大陆边缘。
研究背景与科学问题
巴西东南缘（BSM）的盆地边界最初于六十余年前依据有限的地球物理资料划定，尽管数据可获取性与地质认识已显著进步，这些边界至今仍被广泛沿用。20世纪50年代，陆上油气勘探活动获得了最早的地球物理数据；60年代，活动转向浅水领域，最早的海洋地球物理数据集在此时期被用于盆地地质的开拓性研究。然而，当时可用资料仅限于浅水区域，研究将盆地海上边界划在200米等深线处，且钻井资料稀缺或缺失，导致对盆地侧向边界存在不确定性，边界划分主要依据海岸基底隆起及海上水深与地球物理数据。缺乏深水数据进一步阻碍了盆地向海延伸范围的解释。桑托斯和佩洛塔斯盆地均在此时期被首次描述：佩洛塔斯盆地由Ghignone（1960）定义其陆上部分；桑托斯盆地则无陆上部分，于1969年基于海洋地震资料被发现。70年代，由巴西国家石油公司（PETROBRAS）协调的雷马克计划（REMAC Project）大幅扩展了海上地球物理数据集，为后续研究奠定了基础。此后，巴西海军与PETROBRAS联合开展的莱普拉克计划（LEPLAC project）获取了涵盖整个巴西大陆边缘的地震、水深、磁力和重力数据，推进了对盆地深水区的认识。尽管数据不断丰富，桑托斯与佩洛塔斯盆地之间的边界仍被定于弗洛里亚诺波利斯隆起（Florianópolis high），未能反映真实的构造-地层演化背景。在此背景下，研究人员开展了本项研究，旨在建立能够反映盆地构造-地层背景与演化的边界划分方案，以解决传统边界划分与地质实际不符的问题。
研究方法与数据来源
研究人员采用了三项主要技术手段开展研究。第一，基于区域二维地震数据生成沉积厚度分布图，分析主要沉积中心的分布特征，数据来源于石油工业界在桑托斯与佩洛塔斯盆地边界区域采集的广泛反射地震数据集（ANP, 2013; 2015; 2017a; 2017b; 2018a; 2018b; 2018c; 2019a; 2019b; 2021）。第二，大地构造背景分析，将沉积中心与区域构造格架相关联，以确定其演化所处的边缘类型及构造域，涉及大陆-大洋过渡带（COT）的构造域分析。第三，早期漂移期地层序列的层序地层学分析，基于所选钻井测井资料及其与区域地震剖面的对比，对应于Abreu等（2010）的复合层序1（composite sequence 1），评估各盆地及次级盆地之间沉积环境的异同。
研究结果
构造格架与盆地架构
通过沉积厚度分析，研究人员揭示了巴西东南缘受对比鲜明地壳域及主要构造单元控制的复杂分段特征。佩洛塔斯盆地发育于低度伸展型大陆边缘，具有裂谷期火山岩序列填充可容纳空间、缺乏深湖相沉积中心、转换阶段无蒸发岩沉积等特征；桑托斯盆地则演化于高度伸展型大陆边缘，具有厚层湖泊相裂谷期沉积、广泛蒸发岩序列，以及碳酸盐岩与硅质碎屑岩共同主导的漂移期沉积。这一结果证实了巴西东南缘被动大陆边缘的构造-地层格架受控于地壳伸展程度差异及与之相关的岩浆-沉积体系响应。
佩洛塔斯盆地次级划分
研究结果证实了佩洛塔斯盆地可划分为北、南两个次级盆地。两个次级盆地具有相似的裂谷期特征，均以火山岩序列填充可容纳空间，且缺乏深湖相沉积中心。然而，两次级盆地在早白垩世出现了显著的沉积学差异：北部分级盆地与桑托斯盆地的早期漂移期沉积序列具有连续性，在沉积体系上与桑托斯盆地南部相似，包括广泛碳酸盐岩台地的发育；而南部分级盆地同一时期则以硅质碎屑岩沉积为主。研究人员据此将北部分级盆地重新命名为圣玛尔塔次级盆地，以该域内突出的海岸地貌特征圣玛尔塔角命名，并将其解释为桑托斯盆地的一部分，而非佩洛塔斯盆地的组成部分。
圣玛尔塔次级盆地的边界与归属
基于圣玛尔塔次级盆地与桑托斯盆地之间观测到的地层相似性，研究人员将其解释为桑托斯盆地的组成部分。圣玛尔塔次级盆地与桑托斯盆地之间的边界被定义为一条北西向的右旋海上横推断层，该断层被解释为蓬塔格罗萨拱（Ponta Grossa Arch）断裂带体系的可能海上延伸。这一认识改变了传统上将该域归为佩洛塔斯盆地北部的观点，强调了构造-地层分析在盆地归属判定中的重要性。
桑托斯盆地远缘及外缘次级盆地
在桑托斯盆地外侧，研究人员提出了与大陆地壳高度伸展及破裂后演化相关的额外次级划分。桑托斯远缘次级盆地（Santos distal sub-basins）和桑托斯外缘次级盆地（Santos outer sub-basins）与高度伸展型大陆边缘的远缘域和外缘域演化过程中形成的可容纳空间相关。这些次级盆地界定了 late-stage裂谷及破裂后转换伸展作用相关的、约束较差的域，其形成可能受到洋底断裂带的影响。这些次级盆地的识别揭示了桑托斯盆地向洋方向的复杂结构，拓展了对高度伸展型大陆边缘盆地架构的认识。
讨论与总结
本研究提出的构造-地层框架整合了大地构造背景、区域沉积厚度分布和层序地层学对比，为巴西东南缘的盆地及次级盆地划界提供了可靠基础，增进了对复杂被动大陆边缘盆地架构的理解。研究结论指出，佩洛塔斯盆地和桑托斯盆地演化于巴西东南缘不同的大地构造背景中，其差异受控于地壳伸展程度、裂谷期岩浆作用强度及漂移期沉积体系响应。佩洛塔斯盆地的低度伸展型大陆边缘背景决定了其火山岩主导的裂谷期沉积、缺乏蒸发岩及硅质碎屑岩主导的漂移期沉积；桑托斯盆地的高度伸展型大陆边缘背景则造就了湖泊相裂谷期沉积、广泛蒸发岩及碳酸盐岩-硅质碎屑岩混合的漂移期沉积。圣玛尔塔次级盆地的过渡性特征揭示了盆地边界的复杂性，表明传统基于隆起或等深线的边界划分方法难以准确反映盆地演化历史。桑托斯远缘及外缘次级盆地的识别进一步显示了高度伸展型大陆边缘向洋方向的复杂结构分段，以及晚期裂谷和破裂后过程对盆地架构的叠加改造作用。研究结论是，被动大陆边缘的架构根本上受控于构造分段及其与岩浆作用和沉积体系的相互作用，所提出的沉积厚度分析、大地构造背景与层序地层学相结合的 method 可为全球其他复杂被动大陆边缘的盆地划界提供参考框架。该论文发表于《Journal of South American Earth Sciences》。
