根据板块构造理论，山脉是由活动大陆边界的构造-岩浆作用形成的，但是远离活动板块边界定的被动大陆边缘，如北美和南美，非洲东部和南部，澳大利亚东部，印度南部和环大西洋周围，往往可以观察到造山带，这为山脉的形成蒙上了神秘的面纱。前人的研究显示，动态地形可能是造成被动大陆边缘造山的一个可能的原因。

芬诺斯坎迪亚大西洋沿岸的Scandes山脉（图1）就是一个典型的例子。它的走向为NNE-SSW，位于芬诺斯坎迪亚西部（波罗的海地盾）的加里东造山带的一部分。加里东造山运动在约490-390 Ma年，是该地区最后一次碰撞事件，自~55 Ma年北大西洋裂解以来，该地区构造稳定。Scandes山脉，传统上被认为是由地壳均衡理论（即地壳密度和厚度的变化）所支撑的。

图1

作者通过Silver-road地震反射/折射剖面，获得了Scandes山脉下方的地壳速度结构（图2），认为在Moho之上，~44 km厚的地壳是均匀的，并且上地幔顶部的Pn波速度从Scandes山脉之下的7.6 km/s突然变化到元古代Fennoscandia地盾之下的8.2 km/s。作者通过对比前人在研究区域用地震反射/折射剖面获得的速度结构认为北Scandes山脉和南Scandes山脉存在均衡补偿的差异（图3）。

图2

图3

基于获得的地震波速度模型模型，作者通过重力异常和地形的模拟，认为从Scandes山脉到Fennoscandia地盾之下上地幔顶部的这种速度的突然变化对应于榴辉岩变质程度的高低，即榴辉岩变质程度从Scandes山脉之下的35%增加到Fennoscandia地盾下方的70%（图4）。在均匀的地震学莫霍面之下，Scandes山脉下的低榴辉岩变质程度、低密度和Fennoscandia地盾之下高榴辉岩变质程度、高密度的榴辉岩体之间的巨大差异造成了研究区域在没有山根的状态下在地表形成山脉的神秘地形。

图4

本文的Scades山脉下方地壳和上地幔的速度和密度结构的新模型表明，其上地幔成分存在强烈的垂向和水平向变化，但在地震学定义的莫霍面之上的地壳结构相对均匀。这表明这些大量的榴辉岩是在不同地质时期，基性下地壳变质作用形成的，这使得scandes山脉和Svecofennian地盾具有明显不同的变质作用。这种榴辉岩不同的变质程度，即：变质程度从Svecofennian地盾到scandes山脉的急剧下降，为神秘的scandes山脉提供了地壳均衡证据，表明碰撞、俯冲和岩浆活动可能导致不对称的地壳密度变化，并可能在远离活动板块边界的山脉形成过程中起重要作用。观测到的>300公里长的内陆范围内具有不同的变质程度的榴辉岩的分布范围是显著的，这表明在全球范围内，莫霍面之下的榴辉岩的分布可能被严重低估了。

论文网页：https://www.nature.com/articles/s41467-025-55865-3#author-information