摘要:约3.5至1.5Ga间,波罗的地盾的大陆地壳在岁月长河中渐次发育,漫长地质演变悄然推进,如同鬼斧神工,终塑就当下这般别具一格的大陆地壳形态。
位于欧洲北部,在斯堪的纳维亚半岛、芬兰以及波罗的海周边,隐匿着一块堪称“地球远古化石”的所在,波罗的地盾。
这块形成于35亿到15亿年前的古老地壳,记录了地球数十亿年的构造运动密码,是研究大陆稳定性的天然实验室。
但它身上藏着个关键谜题:被海水覆盖的波罗的海区域,到底是不是这块古老地盾的 “核心地盘”?
约3.5至1.5Ga间,波罗的地盾的大陆地壳在岁月长河中渐次发育,漫长地质演变悄然推进,如同鬼斧神工,终塑就当下这般别具一格的大陆地壳形态。
作为欧洲大陆上前寒武纪岩石分布最广泛的区域,其覆盖斯堪的纳维亚半岛、芬兰、俄罗斯西北部及波罗的海周边地区。
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它详尽记录了自加里东造山运动至新生代被动陆缘演化的多阶段构造历程。此地宛如研究被动大陆边缘地壳流变性与古老克拉通稳定性的天然实验室,其科研价值不言而喻。
地球化学与地质学研究表明,碰撞和造山事件会破坏地盾边缘,古老克拉通地壳虽具高稳定性与高流变强度,但其范围却在不断缩减。
然而,波罗的海为海水所覆,地表岩石测年数据甚为匮乏。其是否归属于古克拉通这一疑问尚存,亟待借助深部地球物理探测加以佐证。
地震 Lg 波可在区域地壳稳定传播,振幅衰减受地壳内热结构、部分熔融等多因素影响。
且比波速更能反映滞弹性与散射特性,对流变强度更敏感,弱衰减属性可有效约束古老克拉通残留分布。
中国科学院地质与地球物理研究所的博士研究生与研究员,携手美国加州大学圣克鲁兹分校研究员等合作者,一同踏上了漫长且极具挑战的科研探索征程。
基于斯堪的纳维亚半岛周边丰富的地震台阵观测数据,采用相对成熟的单台与双台数据联合反演方法,在该高纬度地区构建了宽频带高分辨率的地壳 Lg 波衰减模型。
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旨在通过模型解析地壳流变学特征,进而约束古老克拉通核的分布范围,展示了 1.0 Hz 和 2.0 Hz 频率下的 Lg 波衰减模型及分辨率测试结果。
QLg 成像结果显示,地壳衰减特性与地盾稳定特征高度相关,地盾西北缘加里东构造带呈低 QLg 值。
推测是碰撞后伸展环境下残留的下地壳部分熔融区加剧波衰减,反映区域低流变强度,西南缘北海盆地因薄地壳、厚沉积与地堑结构的强散射效应叠加,成为 QLg 值最低区域。
西部三处被动大陆边缘,因地壳变薄、岩浆改造与厚沉积覆盖,呈现显著衰减特征。此现象印证,地幔柱与伸展构造相互作用会使流变强度降低。
这或归因于元古代造山期由俯冲到碰撞的进程,高温高压变质作用与花岗质侵入共同塑造刚性基底,在这一进程中,极高 QLg 分布发挥的作用,堪称至关重要。
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精准揭示了波罗的海地盾古老克拉通核心的分布情形,尤其针对因海水覆蔽、地表岩石测年样本难获取的区域展开揭秘,为相关研究呈上至关重要的信息。
还包含 0.4-4.0 Hz 宽频带 QLg 分布及 5 个衰减 - 频率剖面图,剖面地表位置由红色虚线标注。
各剖面同步呈现地表地形、地壳厚度与地震活动性及 QLg 频率变化曲线,地壳厚度数据取自 CRUST1.0 模型(Laske et al.,2013),古克拉通核分布由紫色轮廓线圈出。
来源:快看张同学一点号