本文基于重磁数据、地震以及墨西哥湾地质构造背景,对墨西哥湾地壳结构及其与油气分布关系进行了研究。墨西哥湾及邻区的莫霍面、居里面及断裂体系,在不同的构造域内具有不同性质、走向、深度和组合关系,是板块活动、古陆块漂移和洋壳扩张等地质构造运动综合反映。以莫霍面、居里面及断裂体系为基础,分析墨西哥湾及邻区地学剖面的地质意义,确定了墨西哥湾及邻区的大地构造格局,认为开曼海槽为北美板块与加勒比板块的板块边界。墨西哥湾断裂展布、火成岩分布及各类重、磁异常均以洋中脊为中心,呈不同的程度的对称或镜像特征。墨西哥湾扩张过程中,其扩张模式、扩张中心及旋转角度在西经-92°～-90°附近发生突变。结合重震联合反演结果,确立了墨西哥湾地壳结构分布特征,分为洋壳、洋陆过渡带、减薄陆壳及正常陆壳,不同地壳以一级断裂为界。墨西哥湾地壳结构演化主要分为大陆裂谷阶段、地壳减薄阶段、海底扩张阶段及被动大陆边缘阶段。墨西哥湾西缘地壳减薄的同时,墨西哥湾东部逐渐开始发生裂谷活动。海底扩张阶段,洋中脊不断向东发生迁移。墨西哥湾内存在两种类型的被动大陆边缘,洋壳南北缘的火山型被动大陆边缘及洋壳缘的剪切型被动大陆边缘。墨西哥湾火山型被动陆缘的结构模式为拆离加纯剪模式。明确了墨西哥湾全区的新生界底、沉积基底、莫霍面、磁性基底、居里面分布特征,分析了沉积基底与磁性基底、莫霍和居里面的相关关系。墨西哥湾磁性基底和沉积基底,整体相关性较好,大部分地区相关系数绝对值处于0.5以上,属于高度相关。其相关性的走向与墨西哥湾的断裂体系一致,磁性基底和沉积基底不同属性的地壳具有不同的相关特征,相同属性的地壳,其相关系数走向和相关系数值也有规律性的差异。墨西哥湾洋壳和减薄陆壳内莫霍面和居里面的相关系数大部分以正相关为主,居里面与莫霍面的差值集中在-2500～2500m间,说明在洋壳和减薄陆壳的区域内,温度是莫霍面的重要影响因素,居里面可能为与莫霍面一致的界面。在正常陆壳区,两个界面以负相关为主,二者深度差异较大,且居里面位于莫霍面之下,推测莫霍面附近密度的变化是成分差异导致,并非由温度引起。在墨西哥湾内,共划分9个盆地,其中5个属于被动大陆边缘盆地,4个属于剪切型大陆边缘盆地。洋壳、洋陆过渡带、尤卡坦古陆块及佛罗里达台地视为独立的构造单元,与盆地级别相同。洋壳扩张是墨西哥湾盆地形成演化的核心,扩张模式与时代、深部构造特征是影响盆地分布和类型的重要因素。本文提出的比重系数、最大梯度方位角及界面曲率组合关系与油气资源的分布具有一定的联系。沉积层比重系数快速增大区和莫霍面-基底厚度比重系数缓慢增大的位置,利于烃源岩的富集和油气的储存,油气田较为集中。界面构造活动稳定的区域中相对活跃的地带,有利于大型油气田的形成。多界面曲率组合关系表明,被动大陆边缘盆地中,莫霍面上隆更利于形成大规模油气;剪切型大陆边缘盆地中,莫霍面下坳更利于形成大规模油气。