大約3.5-1.5 Ga，波羅的地盾的大陸地殼發(fā)育形成 (Gaál and Gorbatschev, 1987)。波羅的地盾是歐洲大陸上前寒武紀(jì)巖石分布最廣泛的區(qū)域，覆蓋了斯堪的納維亞半島、芬蘭、俄羅斯西北部及波羅的海周邊地區(qū) (圖1) (Gorbatschev and Bogdanova, 1993)。該區(qū)域記錄了從古生代加里東造山運(yùn)動到中生代裂谷作用、新生代被動陸緣演化的多階段構(gòu)造歷史，是研究被動大陸邊緣地殼流變性、古老克拉通穩(wěn)定性和構(gòu)造演化的天然實驗室 (Ziegler, 1990)。地球化學(xué)與地質(zhì)學(xué)研究顯示因碰撞和造山事件，波羅的地盾的邊緣遭到破壞，其中具有構(gòu)造穩(wěn)定性、高流變強(qiáng)度的古老克拉通地殼的范圍不斷收縮 (Roberts, 2003; Fossen, 2010)。海水覆蓋的波羅的海缺乏地表巖石測年數(shù)據(jù)，是否隸屬于古克拉通仍然需要深部地球物理探測結(jié)果來識別。地震Lg波是區(qū)域范圍內(nèi)在地殼中穩(wěn)定傳播的顯著震相，其振幅衰減受到地殼內(nèi)熱結(jié)構(gòu)、部分熔融、流體運(yùn)動、散射結(jié)構(gòu)、地殼厚度變化和沉積層厚度等因素的影響 (e.g., Fan and Lay, 2002)。與地震波速度相比，地震波衰減可反映地球內(nèi)部的滯彈性和散射特性，對流變強(qiáng)度更敏感，弱的衰減屬性可以對古老克拉通殘留的分布提供有效的約束 (Kampfmann and Berckhemer, 1985; Mitchell, 1995)。

圖1 (a) 波羅的地盾及其周邊地區(qū)地表地形及 (b) 本研究所使用的地震事件（紅色五角星）與臺站（藍(lán)色三角形）分布。構(gòu)造單元主要包括：VB：韋林盆地；LFM：羅弗敦-維斯特倫邊緣；MB：莫爾盆地；TP：特倫德拉格平臺；VG：維京地塹；CG：中央地塹；JMZ、GFZ、BFZ、SFZ：揚(yáng)馬延、Gleipne、Bivrost、Senja斷裂帶

    中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學(xué)與前沿技術(shù)重點實驗室地震學(xué)學(xué)科組的博士研究生劉真、導(dǎo)師趙連鋒研究員及美國加州大學(xué)圣克魯茲分校謝小碧研究員，與其他合作者一起，根據(jù)斯堪的納維亞半島周邊地區(qū)豐富的地震臺陣觀測數(shù)據(jù) (圖1b)，利用相對成熟的基于單臺和雙臺數(shù)據(jù)的聯(lián)合反演方法在此高緯度地區(qū)構(gòu)建了寬頻帶 (0.05-10.0 Hz)、高分辨率 (~ 110 km) 的地殼Lg波衰減模型（圖2），獲得了地殼流變學(xué)特征并約束了古老克拉通核的分布范圍。

圖2 波羅的地盾及其周邊地區(qū)地殼Lg波衰減模型。圖a-圖d為1.0 Hz和2.0 Hz頻率下的Lg波衰減模型和分辨率測試結(jié)果

    QLg成像結(jié)果表明地殼的衰減特性與地盾區(qū)域的穩(wěn)定特征具有良好的相關(guān)性（圖3）。例如，波羅的地盾被破壞的西北緣加里東構(gòu)造帶具有低QLg值特征，可能是碰撞后伸展環(huán)境下殘留的下地殼部分熔融區(qū)加劇了地震波衰減，反映了此區(qū)域較低的流變強(qiáng)度 (Artemieva and Thybo, 2013)。薄地殼、厚沉積和地塹結(jié)構(gòu)的強(qiáng)散射效應(yīng)疊加，使位于地盾西南緣的北海盆地成為QLg值最低的區(qū)域。波羅的地盾西部地殼變薄、巖漿改造和厚沉積覆蓋的三個被動大陸邊緣也表現(xiàn)出強(qiáng)烈的衰減，反映了地幔柱和伸展構(gòu)造相互作用導(dǎo)致的流變強(qiáng)度降低。相比之下，穩(wěn)定的地盾區(qū)域具有厚地殼、高QLg值和巖石圈高SV速度特征，反映了其長期的構(gòu)造穩(wěn)定性和高流變強(qiáng)度特征，這可能是源于元古代Svecofennian造山期的俯沖-碰撞過程，高溫高壓變質(zhì)作用與花崗質(zhì)侵入塑造了此地盾的剛性基底 (Gorbatschev and Bogdanova, 1993；Lahtinen et al., 2005；Bogdanova et al., 2008；Pedersen et al., 2013)。其中極高的QLg分布揭示了波羅的海地盾的古老克拉通核心分布區(qū)域，特別是在由于海水覆蓋而無法收集地表巖石測年樣本的地區(qū)（圖3）。

圖3 在0.4-4.0 Hz頻率段內(nèi)的寬頻帶QLg分布及5個衰減-頻率剖面圖。剖面的地表位置由紅色虛線標(biāo)于寬頻帶QLg圖中。其余圖b-圖f為這些剖面的詳細(xì)展示，每個剖面包含三個子圖：頂部為地表地形，中部為地殼厚度與地震活動性，底部為QLg隨頻率變化的剖面曲線。地殼厚度數(shù)據(jù)取自CRUST1.0模型（Laske et al.,2013）。波羅的地盾的古克拉通核分布區(qū)域由寬頻帶QLg圖中的紫色輪廓線圈出

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