Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Дубинин Е.П. -> "Окенический рифтогенез" -> 114

Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.

Дубинин Е.П., Ушаков С.А. Окенический рифтогенез — М.: ГЕОС, 2001. — 293 c.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка): okeanicheskiyfotogenez2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 164 >> Следующая

„ дт эт э .Э7\ д эт\
p-C,v,- + p = + + ^
(4.8)
Уравнение решалось в области 0 < х < 140 км, 0 < z < 90—100 км с постоянной температурой Т= Тн = 1200 °С в основании области счета. Тепловой эффект высвобождения скрытой теплоты плавления в пределах корового слоя на оси спрединга во время процесса остывания интрузий моделировался эффективным увеличением температуры вещества интрузий до 1520 °С, что на 320 °С превосходило температуру мантии на глубине. Охлаждение коры гидротермальной конвекцией ими-тировалось увеличением коэффициента теплопроводности в Nu раз в пределах всей коры, где число Нуссельта, Nu, эквивалентно отношению гидротермального потока тепла к кондуктив-ному [209]. В моделях предполагалось, что породы
глубже hc= 6 км или с температурой Т выше 400 °С непроницаемы для конвективных жидкостей.
Моделирование, проведенное в [439; 348], подтвердило тот факт, что гидротермальное охлаждение существенно увеличивает прочность осевой литосферы на растяжение через увеличение ее мощности. Так, для медленных хребтов (с полуско-ростью спрединга V=l см/год) толщина литосферы на оси без гидротермального охлаждения составила бы всего около 2 км и оставалась бы заметно меньшей толщины коры (6 км). С учетом же гидротермального фактора с эффективным числом Нуссельта Nu = 6-10 толщина литосферы медленно раздвигающихся хребтов на оси заметно превосходит толщину коры и это согласуется с сейсмическими наблюдениями на Срединно-Атлантическом хребте.
Для быстро раздвигающихся хребтов (полускорость V= 5 см/год) толщина литосферы составляет около 1/2 толщины коры и с учетом гидротермального фактора. Характерно, что вдали от оси хребта распределение температур в литосфере в моделях [439] и [348] получается близким к остывающему полупространству (рис. 4.10, б). Эта ситуация не меняется и в модели с течением мантии с нелинейной реологией пород [199], подтверждая тот факт, что температурное поле вдали от оси хребта нечувствительно к деталям течения пород в мантии.
Процессы генерации океанической коры и формирования термического режима литосферы, включающие и образование подосевого очага магмы, тесно связаны с выделением расплава под осевыми зонами спрединга вследствие адиабатической декомпрессии при апвеллинге мантийного материала, а также с механизмами миграции расплава от зон его сегрегации в мантии до осевой зоны генерации коры. Анализу этих механизмов посвящено много моделей [507, 504, 505,211, 212, 506, 438, 162, 163,200].
Предполагалось, что моделируемые механизмы миграции расплава должны отвечать двум основным условиям [504]: 1) миграция расплава должна быть достаточно быстрой, чтобы удалять образующийся расплав из мантии, так как нет геофизических доказательств присутствия на глубинах в мантии более 25% расплава; 2) должна существовать заметная горизонтальная компонента миграции, концентрирующая расплав в осевой зоне, так как чисто вертикальная миграция не может обеспечить генерацию всей мощности океанической коры. Что касается самих путей миграции, то предполагалось, что связанная сеть каналов для миграции жидкого базальта образуется вдоль граней кристаллов и способна переносить жидкий расплав даже при 1%-ном содержании расплава [507, 503, 504, 505].
М.Шпигельман и Д.Маккензи [507] первыми представили анализ течения расплавленной фракции и оценили распределение пористости пород океанической литосферы в осевой области СОХ. В модели они касались лишь механических аспектов проблемы, без анализа задач распределения температуры пород и механизма генерации расплава.
Рис. 4.10. Моделирование термической структуры осевой зоны океанической литосферы в модели с расходящимся течением невязкой жидкости в клине, вызванном горизонтальным движеиием твердой верхней плиты, по [439]
Гидротермальная деятельность имитировалась увеличением теплопроводности в Nu раз. а - поле скоростей горизонтального движения коры и пассивного теплового течения мантии; б - распределение изотерм (через 100° С)
Рассматривая уравнения, описывающие движение подвижного вязкого расплава в деформируемой матрице, они показали, что градиенты давления будут фокусировать расплав к оси. Но из данной работы также следует, что этих градиентов явно недостаточно для осуществления наблюдаемой горизонтальной миграции расплава в сторону оси, в случае, если вязкость среды будет меньше 1021 Па^с. Отсюда вытекает необходимость поиска других эффективных механизмов фокусировки расплава.
В работе [503] предпринята такая попытка включить новые механизмы плавучести расплава и матрицы, обусловленные термическим расширением пород и композиционным эффектом. Основной вывод этой модели заключался в том, что комбинация термической и композиционной плавучести приводит к слабой зависимости толщины коры от скорости спрединга. Отметим, что в модели [507] был сделан вывод об уменьшении мощности изверженной коры с увеличением скорости спрединга, что противоречило геофизическим данным. Композиционная плавучесть способствует локализации течения у оси спрединга, но при этом область миграции расплава остается все-таки заметно шире оцениваемой из геофизических наблюдений. То есть дополнительного градиента давления от композиционной плавучести недостаточно, чтобы сфокусировать течение расплава к оси, и вертикальная компонента миграции расплава остается доминирующей и в этой модели течения.
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed