基于瑞利波层析成像的巴西圣弗朗西斯科克拉通及邻区地壳与最上部地幔特征研究

摘要 本研究通过整合环境噪声（周期 6–50 s）和地震（周期 9–180 s）频散曲线的瑞利波层析成像，调查了构成更广泛的圣弗朗西斯科古大陆（SFP）核心的圣弗朗西斯科克拉通（SFC）及其周围构造省下方的地壳和最上部地幔结构。二维相速度和群速度图谱采用自适应参数化进行区域化，并通过棋盘格测试评估了分辨率。构建了深度达 70 km 的伪3D剪切波速度（VS）模型，并利用最大速度梯度法估算了地壳厚度。浅层（2–10 km）结果将 Paraná、Parnaíba 和 Tucano–Jatobá 盆地识别为低速异常，而 São Franciscan 盆地尽管地表面积广阔，但由于厚度较薄低于模型的分辨率极限，未被完全解析。在 SFC 内部的中下地壳（20–40 km），一条低 VS 走廊表征了 Paramirim Aulacogen，突出了克拉通内部继承性裂谷构造及随后热重构的作用。在更深层位（60–70 km），Borborema 省呈现出低速特征，与稳定的 SFC 根部的高速特征形成鲜明对比。由层析成像得出的 Moho 面图谱表明，Paraná 和 Parnaíba 盆地以及 Brasília 带下方的地壳发生增厚，与接收函数估算结果吻合良好。总体而言，SFC 邻近区域的 VS 异常和 Moho 几何形态揭示了横跨 Tocantins、Mantiqueira 和 Borborema 省并向西北延伸至 Parnaíba 盆地下方、具有相对较薄地壳（32-36 km）的高速走廊。这些结果表明，圣弗朗西斯科古大陆在地壳和最上部地幔内的边界显著超出了其出露的地表界线。这些边界主要在下地壳深度清晰可见，并可能延伸至上地壳。此外，边缘变形主要局限于地壳较浅层位，这表明周围造山带和克拉通内部盆地下方保留了机械强度高且连续的克拉通基底。主要例外出现在西南边缘，在该处 SFP 与 Paranapanema 地块之间缺乏清晰的地震边界，表明存在深部岩石圈整合，或者边界过于狭窄而无法被现有的台站几何分布所解析。