摘要：中国科学院地质与地球物理研究所的博士研究生刘真，跟着导师赵连锋研究员，还联合了美国加州大学圣克鲁兹分校的谢小碧研究员，最近在国际学术期刊GJI上发了篇挺关键的研究。

中国科学院地质与地球物理研究所的博士研究生刘真，跟着导师赵连锋研究员，还联合了美国加州大学圣克鲁兹分校的谢小碧研究员，最近在国际学术期刊GJI上发了篇挺关键的研究。

他们靠地震Lg波做的衰减模型，搞清楚了波罗的地盾下面古老克拉通核的分布范围，尤其是波罗的海那片被海水盖住的区域，之前这儿没地表岩石测年数据，学界一直拿不准它算不算古克拉通的一部分，现在终于有了明确答案。

波罗的地盾这地方不简单，是欧洲大陆上前寒武纪岩石最集中的区域，斯堪的纳维亚半岛、芬兰、俄罗斯西北部还有波罗的海周边都归它管。

从35亿年前到15亿年前，这儿的大陆地壳慢慢长出来，后来又经历了加里东造山运动、中生代裂谷活动，还有新生代被动陆缘的演化，跟块“地质活化石”似的。

但海水盖着的波罗的海是个难题，没有地表岩石能测年代，想确定它是不是古克拉通核心，只能靠往地下探地球物理手段。

地震Lg波是个好工具，它能在crust（地壳）里稳定传播，振幅衰减情况能反映地壳里的热结构、有没有部分熔融的物质、流体怎么动，甚至地壳厚度和沉积层厚度的变化都能看出来。

而且跟地震波速度比，Lg波衰减更能反映地球内部的滞弹性和散射特性，对地壳的流变强度也更敏感，要是衰减弱、QLg值高，基本就能判断这儿可能是稳定的古老克拉通残留。

刘真团队这次用的数据很扎实，是斯堪的纳维亚半岛周边不少地震台阵的观测结果，还画了图标注地震事件和台站的位置。

他们用了单台和双台数据联合反演的方法，这种方法不算全新，但在高纬度地区做宽频带（0.05-10.0Hz）、高分辨率（约110公里）的地壳Lg波衰减模型，还是头一回。

本来想只说模型的构建过程，但后来发现得提一句分辨率测试，他们做了1.0Hz和2.0Hz频率下的测试，确认模型靠谱，这样得出的结果才站得住脚。

说实话，这种把两种反演方法结合起来的思路挺聪明，能减少单一方法可能出现的误差，之前有研究在Pechenga–Kostomuksha–Lovisa地质剖面用类似的联合分析，就精准算出了地壳厚度在38到65公里之间的变化，还摸清了速度结构的分层情况，刘真团队这步操作，等于把成熟技术用在了新区域，效果确实不错。

有了靠谱的模型，就能看QLg值的分布和波罗的地盾构造的关系了。

他们画的宽频带QLg分布图里，不同区域的差异特别明显。

波罗的地盾西北缘的加里东构造带，QLg值就很低，这大概率是因为碰撞之后这里处于伸展环境，下地壳有部分熔融的区域，把地震波的衰减加剧了，也说明这儿的地壳流变强度不高，稳定性差。

西南缘的北海盆地更典型，QLg值是整个区域里最低的，后来分析才知道，这儿地壳薄、沉积层厚，还有地堑结构带来的强散射效应，好几种因素叠在一起，衰减自然就厉害了。

地盾西部的三个被动大陆边缘也一样，地壳变薄、有岩浆改造，还盖着厚沉积，QLg值也低，这应该是地幔柱和伸展构造相互作用，让地壳的流变强度降下来了。

反过来，地盾中间稳定的区域就完全不一样，QLg值特别高，地壳也厚，岩石圈的SV速度也高，这都是长期构造稳定、流变强度高的特征。

为啥会这样？查之前的研究才知道，元古代Svecofennian造山期的时候，这儿发生过俯冲-碰撞过程，高温高压的变质作用加上花岗质岩石的侵入，把地盾的基底变得特别“硬”，也就是刚性强，才能扛住后来这么多构造运动的影响。

最关键的是波罗的海那片海域，QLg值也很高，而且和CRUST1.0模型里的地壳厚度数据对得上，地壳厚度超过45公里，这就实锤了，海水下面的区域也是古老克拉通的核心部分。

很显然，这一下就解决了之前的争议，不用再因为没地表测年数据而拿不准，靠QLg值的分布就能把克拉通核的范围圈出来，他们还在图上用紫色轮廓线标了出来，一眼就能看清。

本来想只聚焦波罗的地盾这一个区域，但后来发现把这个研究和其他克拉通的情况对比一下，更能看出意义。

比如南非的Kaapvaal克拉通，通过碎屑锆石的Hf-O同位素分析，知道它35亿年前就开始长地壳，32.5亿年后还有表壳岩的再循环改造，地壳流变强度的演化路径和波罗的地盾就不一样。

华北克拉通也有类似的古老基底，但受Nuna超大陆裂解事件影响，部分区域的稳定性不如波罗的地盾。

如此看来，刘真团队的研究不光解决了波罗的地盾的问题，还为不同克拉通的对比研究提供了新的参照标准，QLg值可以作为判断古老克拉通残留的重要指标，不管有没有地表岩石数据，都能用上。

而且这个研究的价值不止于理论。

现在找油气资源、矿产资源，都得先摸清地下的构造情况，尤其是古老克拉通周边，往往是资源富集区。

之前顺北油气田就是靠解析走滑断裂，找到超过8000米深的超深油气藏，思路和刘真团队用地球物理手段探深部构造是相通的。

刘真团队的Lg波衰减模型，未来要是用到其他有争议的区域，比如一些被沙漠或海洋覆盖的潜在克拉通区域，说不定能帮着发现更多资源线索。

总结下来，刘真团队这篇发表在GJI的研究，核心就是用Lg波衰减模型算出的QLg值分布，给波罗的地盾古老克拉通核划了范围，尤其是解决了波罗的海海域的归属问题。

方法上，他们把成熟的联合反演技术用在了高纬度区域，提高了模型的分辨率和可靠性；结论上，不仅明确了克拉通核的位置，还揭示了QLg值和地壳流变强度、构造稳定性的关系。

毫无疑问，这篇研究不光给波罗的地盾的研究补了关键一环，也为全球其他古老克拉通的探测提供了可参考的方法，后续要是能结合更多数据，比如重力或电磁探测结果，说不定能把克拉通的演化历史拼得更完整。

对于想了解地球早期构造演化，或者从事深部资源勘探的人来说，这篇研究的价值，怕是得慢慢品才能全懂。

来源：法之生活一点号