Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Согласно (4.17) в области Ts < Т < (Ts + Т)/2 выделяется больше скрытой теплоты плавления по сравнению с линейным случаем. Это приводит к ускорению продвижения фронта плавления в режиме прогревания и отставанию фронта в режиме
остывания камеры из-за увеличения тепловой инерции. Тем самым нелинейная зависимость Y(T) будет иметь следствием некоторое увеличение времени достижения “квазистационарной” формы очага в режиме его формирования, увеличение периодичности внедрения интрузий и увеличение времени остывания очага магмы в режиме релаксации камеры.
Влияние линзы базальтового расплава на форму и эволюцию осевой магматической камеры
Учет образования линзы базальтового расплава относится к наиболее трудным элементам в модифицированной модели осевого магматического очага.
В осевых зонах СОХ излияния лавы на поверхность должны ассоциироваться с наиболее крупными поступлениями магмы, осуществляемыми по накоплению определенной пороговой деформации растяжения. Именно тогда происходит элементарный акт спрединга в тектоно-магматическом цикле с заполнением образовавшейся щели магмой, формирующей интрузию данной ширины. Состав магматической линзы может обновляться несколько раз между циклами элементарного спрединга, обусловливающего внедрения интрузии, что может определять формирование очага магмы в быстро-и умеренно раздвигающихся хребтах.
Рассмотренный процесс чрезвычайно сложен для детального физико-математического моделирования, поэтому интересно смоделировать его основные термические следствия в рамках сравнительно простой термической модели [22, 25]. Процесс обновления линзы расплава воспроизводился путем периодического переписывания распределе-
Глубина, км
Глубина, км
Рис. 4.17. Эволюция кровли магматической камеры для быстрого спрединга при формировании камеры (я) и при остывании камеры (б), по [25]
a. V=10 см/год; внедрение интрузии 50м /1000 лет; обновление линзы расплава раз в 500 лет. Время формирования (тыс. лет) - кривые: / - 70; 2 - 140; 3 - 210; 4 - 280 ; б. Исходное состояние (кривая 1), соответствующее кривой 4 (а). Время остывания (тыс. лет) - кривые: 7 -0; 2-2; 3-5; 4- 10; 5-20; 6- 30; 7-40; <3-50; 9-70; 10 -90
ния температур в верхней части очага (а именно в области Zs< Z < Zs + Z!no) на распределение с постоянной температурой, равной температуре линзы Тлиз. Переписывание осуществлялось для каждого момента обновления состава линзы. (Выше: Z$ - среднее значение глубины кровли камеры для области в пределах 100-150 м от оси, a Z..1H3 - толщина линзы). Отметим, что все варианты, которые будут рассмотрены ниже, вычислялись с распределением теплопроводности К(х^) согласно (4.12), и с учетом нелинейной зависимости степени плавления от температуры.
Результаты численного моделирования процесса формирования и эволюции магматической камеры в присутствии линзы расплава иллюстрируются на рис. 4.17, а. Здесь представлен пример моделирования осевой камеры в коре быстро раздвигающегося хребта. Процесс наращивания коры воспроизводился эпизодическими внедрениями даек полушириной 50 м один раз в 1000 лет. Считалось, что процесс обновления состава линзы расплава в верхней части очага происходил в 2 раза чаще этих внедрений или совпадал с ними, т.е. в линзе расплава толщиной 350 м обновление состава новым с температурой Тта= ТМ= 1205° С происходил раз в 500 лет. Гидротермальная конвекция в осевой зоне апроксимировалась высокими значениями эффективной теплопроводности с максимумом КЖ!К0-28 в центре осевой области.
На рисунке показана последовательность развития формы камеры от момента начала внедрений при t = 0 до “квазистационарного” положения кровли на время t = 280 000 лет. Учтено также положение “реологической” изотермы 7Ъ=725° С (нижняя граница проникновения гидротерм) на тот же момент времени. Кровля камеры, располагающаяся на глубине 2,4—2,5 км, имеет теперь выраженный плоский участок шириной 3,4-3,8 км. При этом положение кровли очага, как и выше, определялось глубиной изотермы солидуса базальта Г<,= 1150° С. Характерно, что по прошествии 200 000 лет с начала внедрений изменения в форме кровли камеры заметны лишь в самых далеких областях [25].
На рис. 4.18 показано влияние температуры и размеров линзы расплава на форму магматической камеры. Видно, что уменьшение периода обновления состава линзы от 500 до 200 лет приводит к уменьшению глубины кровли камеры примерно на 400 м. В то же время падение температу-
Расстояние от оси, км
6
8
10
Рис. 4.38. Изменение формы камеры при вариациях частоты обновления и толщины линзы на период времени формирования камеры 140 тыс. лет, по [25]
Обновление линзы - кривые: 1 - раз в 500 лет; 2 - раз в 200 лет. Кривые: 3 - температура линзы 1180' С; 4 - толщина линзы 250 м
ры обновляемого вещества линзы до 1180° С (т.е. на 25° С) приводит к увеличению глубины кровли камеры в осевой зоне на 200-250 м и одновременному сужению в ее верхней части. Наконец, уменьшение мощности линзы с 350 до 250 м относительно слабо сказывается на глубине камеры, но
