《Tectonophysics》：2?D crustal density structure of Eastern Indian shield: insights from gravity data
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•跨越Sukinda逆冲带的莫霍面错动约为3–4公里，标志着EGMB与SC的域边界。•SC下方的地壳厚度变化显著（36–41公里），表明存在重要的地壳改造过程。•前陆恒河盆地下方43公里深处的莫霍面是喜马拉雅造山运动挠曲负荷的印记。•基底高地和地堑，连同地壳下垫作用，表明Ma
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跨越Sukinda逆冲带的莫霍面错动约为3–4公里，标志着EGMB与SC的域边界。
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SC下方的地壳厚度变化显著（36–41公里），表明存在重要的地壳改造过程。
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前陆恒河盆地下方43公里深处的莫霍面是喜马拉雅造山运动挠曲负荷的印记。
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基底高地和地堑，连同地壳下垫作用，表明Mahanadi盆地下方存在地壳改造。
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EGMB和SMB中相对较密的地壳表明这些地块具有更高的镁铁质含量。
引言
大陆地壳的形成和长期改造反映了垂直驱动（下沉、滴落和剥离）和水平定向（大陆增生、造山运动和垮塌）的地球动力学过程的组合，这些过程在整个地球历史中一直在发挥作用（Brown等人，2020；Palin和Santosh，2021；及其中所列参考文献）。垂直构造运动主要由密度对比驱动，在早期地球历史中占主导地位，导致了太古宙盆地和岩浆作用，以及物质的添加和移除（Brown等人，2020；Palin和Santosh，2021，及其中所列参考文献）。此外，水平构造过程涉及地壳增生、造山运动，以及在板块汇聚和离散期间的后续垮塌（Brown等人，2020，及其中所列参考文献）。至少在距今约30亿年以来，大陆生长已在板块构造和威尔逊旋回的框架内被广泛解释，该框架为间歇性地壳组装和改造提供了合理的解释（Cawood等人，2013；Hawkesworth等人，2017）。早期非板块构造地球动力学模型现在被认为在很大程度上不足以解释所观察到的地质记录。印度地盾的东部边缘，由Singhbhum克拉通（SC；图1）代表，体现了这些造壳过程的复杂相互作用。该地区保存了印度最古老的大陆地核之一，具有冥古宙到古太古宙组分，周围环绕着较年轻的元古宙活动带和显生宙沉积盆地（Chaudhuri等人，2018；Miller等人，2018；Sreenivas等人，2019）。地质、地球化学和地球化学年代学数据集共同表明，东部印度地盾（EIS）的元古宙演化涉及多次地壳增生、改造和大陆碰撞事件。特别是，Chhotanagpur片麻岩杂岩体（CGC）与SC之间的相互作用，以及位于两者之间的Singhbhum活动带（SMB），已被用来解释现今的地壳构造配置（例如Chakraborty等人，2019；Chaudhuri等人，2022；Hofmann等人，2022）。尽管经过广泛研究，SMB的构造起源仍未解决。相互竞争的模型将该带解释为古元古代大陆内部裂谷作用的产物（Gupta和Basu，2000），或者是古元古代活动大陆边缘俯冲相关汇聚的结果（Rekha等人，2011；Patel等人，2023a，及其中所列参考文献）。这些相互矛盾的解释凸显了关于EIS内部构造相互作用的极性和几何学的不确定性。随后在晚元古宙（Grenvillian年龄）的地壳生长进一步通过Rengali省体的增生改造了SC，这是一个构造上复杂的组合体，被解释为发育在Bastar克拉通、东部高地活动带（EGMB）和SC交汇处附近的增长楔。在此事件之后，克拉通被认为在整个显生宙期间保持构造上的一致性（Bhattacharya等人，2016）。因此，EIS现今的构造格局记录了一段多阶段的历史，涉及早期克拉通形成、元古宙增生过程和后续大陆内部变形，这些过程共同改造了岩石圈。
尽管地表地质、岩性组合、构造模式和同位素年龄为EIS的构造演化提供了关键约束，但关于控制这些事件的深部地壳过程仍存在重大不确定性。特别是，主要剪切带的地壳尺度几何形态、Mahanadi盆地等沉积盆地下方的地壳-地幔相互作用性质以及SMB的构造极性仍然是争论的焦点。将地表观测与地壳地球物理成像相结合，为调和相互竞争的构造解释提供了一种有力的手段。为弥补这一空白，我们在"印度深地勘探"（INDEX）计划下，沿EIS的西北-东南方向走廊获得了约3485个新的高分辨率重力测量值，平均测站间距约1.5公里（图2）。测线走廊的北段穿越前陆恒河盆地、中元古宙CGC和Damodar冈瓦纳盆地，后者以广泛分布的镁铁质和超镁铁质侵入岩为特征，以岩墙和岩床形式侵入（例如Chalapathi Rao等人，2014）。向南，走廊穿越崎岖的中元古宙SMB，其北界为南倾的South Purulia剪切带，南界为Singhbhum剪切带（Chetty，2017）。更往南，走廊穿过SC的核部，其特征为太古宙花岗岩质岩体和与克拉通稳定化和生长相关的太古宙-元古宙闪长岩岩墙群（图1）（Mukhopadhyay和Matin，2020）。走廊最南端穿过Sukinda逆冲带，标志着SC与新元古宙EGMB之间的构造边界（Dasgupta等人，2013）。
新获得的重力数据集，与野外地质和现有区域观测相结合，能够构建地壳尺度密度模型，并促进对EIS岩石圈构造的重新评估。与早期基于大规模反演方法且地质参数化有限的区域重力研究相比，我们首先沿Paradeep-Bhojpur剖面（P
I）开发了一个结构约束、被动地震引导的2?维正演重力模型，以检验可行的地壳配置并优化域几何形态。随后，对其两侧各四条平行剖面进行建模，以评估主要岩性-构造单元的沿走向连续性。重点在于评估模型在密度变化、莫霍面深度和基底几何方面的表现，以评估重力解释中固有的非唯一性。地表地质和地下结构的综合解释随后被用来提出EIS侧向生长和元古宙演化的连贯构造框架，同时明确指出所得模型代表的是地质上合理的配置，而非唯一解。
章节片段
地质和构造框架
EIS代表一个复合前寒武纪岩石圈域，通过克拉通地块和活动带的长期增生和改造组装而成。本研究调查的区域包含四个主要的构造地层单元：SC、SMB、CGC和EGMB（图1）。研究区的西界和西南界为冈瓦纳沉积充填的Mahanadi盆地和狭窄的近现代沿海冲积层带，而Gangetic
数据获取、结果与解释
迄今为止，对EIS下方深部地壳构型的了解主要来源于有限的地球物理约束，包括两条区域磁telluric剖面（Bhattacharya和Shalivahan，2002；Shalivahan和Bhattacharya，2005，及其中所列参考文献）、分布在省境内15个台站的宽频接收函数结果（Mandal和Biswas，2016；Mandal，2017；Mandal等人，2021），以及仅在远端可获得的深地震反射剖面
构造意义
EIS现今的地壳构造格局反映了长期、多阶段构造-岩浆演化的累积响应，该演化始于SC的形成和组装，随后经历了反复的变形、岩浆作用和岩石圈改造事件。尽管已提出众多模型来解释EIS内单个地壳地块的组装（例如Sarkar，1982；Saha，1994；Rekha等人，2011），但综合重力-地震密度
结论
本研究基于沿Paradeep-Bhojpur走廊的重力数据和现有地震约束的综合解释，对东部印度地盾（EIS）的地壳构造格局提供了新的约束。优选模型揭示了EIS主要构造域——包括东部高地活动带（EGMB）、Singhbhum克拉通（SC）、Singhbhum活动带（SMB）和Chhotanagpur片麻岩
作者贡献声明
Vikash C. Patel：调查、形式化分析、数据管理。Arun K. Ojha：写作 – 审阅与编辑、验证、资源。Niraj Kumar：写作 – 原稿撰写、验证、数据管理。B. Nageswara Rao：形式化分析、数据管理。Anand P. Singh：写作 – 审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念化。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢CSIR-国家地球物理研究所（NGRI）主任的持续鼓励以及允许发表本工作的许可。同样衷心感谢Stanislaw Mazur教授、两位匿名审稿人和编辑，他们的深入评论显著改进了本稿件。本研究使用的重力数据获取得到了CSIR资助的印度深地勘探
Vikash C. Patel|Arun K. Ojha|Niraj Kumar|B. Nageswara Rao|Anand P. Singh
