Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Дубинин Е.П. -> "Окенический рифтогенез" -> 131

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 .. 125 126 127 128 129 130 < 131 > 132 133 134 135 136 137 .. 164 >> Следующая

При рассмотрении гидротермальных систем необходимо принимать во внимание физические свойства пород, слагающих магматический резервуар и стенки, а также поведение воды при изменении давления и температуры. Коэффициенты, определяющие физические свойства пород, слагающих кору (теплопроводность, теплоемкость, термическая диффузия), меняются в зависимости от типа пород, состояния трещиноватости и т.д. Они являются функцией пористости, температуры, давления, насыщенности водой и т.д. И все-таки изменение этих свойств оказывает существенно меньшее влияние на поведение гидротерм, чем изменение физических свойств воды [513]. По сравнению с последними характеристики пород можно считать в расчетах постоянными. В самом деле, в интервале температур, характерном для гидротерм, 25°<7’<350° С, вязкость воды и гидротермальных флюидов меняется более чем на порядок, коэффициент термического расширения воды - на два порядка, плотность уменьшается в 2 раза и т.д. Давление также влияет на поведение воды и контролирует температуру ее кипения.
Морская вода всегда содержит определенный процент солей. Прямые экспериментальные измерения поведения морской воды в Р-Т условиях показали, что она имеет те же свойства в Р-Т - поле, что и 3,2%-ный раствор NaCl [171]. Присутствие солей смещает критическую точку воды и она для морской воды лежит в области 403-406° С, 285-302 бар. Поэтому учет присутствия солей в воде особенно важен, так как это существенно сказывается на оценках глубин и температур в геотермальных системах. Быстрое, почти адиабатическое поднятие термальных вод к поверхности сопровождается падением температуры и расширением жидкости (при переходе в область более низких давлений). Эти процессы могли бы объяснить механизм осаждения сульфидов из морских гидротермальных вод и образование отложений шток-веркового типа на морском дне. В этом случае процесс разделения жидкости на две фазы (вода - пар) с распределением содержания солей в каждом из них мог бы существенно влиять на состав жидкостей, поставляемых струями гидротермальной конвекции на морское дно.
Свидетельством двухфазовой конвекции в гидротермальных системах морского дна можно считать большой разброс в содержании солей и высокие температуры на выходе гидротермальных струй. Так, изучая включения жидкостей с 10%-ным раствором NaCl в измененных минералах по-
род морского дна и кварцевых жил САХ Дж.Делано и Б.Козенс [221] пришли к заключению, что высокое содержание солей в рассмотренных случаях было обусловлено кипением раствора. В пределах гидротермальных полей между 11° и 13°с.ш. ВТП были обнаружены струи с температурой на выходе 380,5° С и с широкой вариацией в содержании солей (до 64% по отношению к окружающей морской воде) [321]. Такие вариации слишком велики, чтобы их можно было приписать обогащению или обеднению раствора солями при взаимодействии гидротермальной морской воды с вмещающими породами. Измерения в северной части хребта Хуан-де-Фука зафиксировали температуру на выходе гидротермальной струи 400° С при гидростатическом давлении на дне 230 бар. Точка кипения нормальной морской воды с 3,2%-ной NaCl при этом давлении была бы 330° С [171]. В южной части того же хребта был отмечен гидротермальный выход с содержанием солей, в 2 раза превышающим содержание их в окружающей морской воде (эквивалентное 7%-ному раствору NaCl), но температура воды на выходе не измерялась.
5.2. ВРЕМЯ ЖИЗНИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ
Вода горячих гидротерм на дне океана (“черных курильщиков”) имеет температуру 350°С и выше, и расход воды в типичной гидротермальной системе превышает 100 кг/с. Это эквивалентно выносу
З-Ю10 кг воды за 10 лет, или всей воде, содержащейся в 1 км3 породы с 3%-ной пористостью. Вынос тепла всей гидротермальной системой может достигать 4-6'107 кал/с [378]. Эти значения слишком высоки, чтобы предположить стационарное существование струйной гидроконвекции на оси хребта. Другие оценки, проведенные, например, для 2Гс.ш. ВТП, показывают, что полный тепловой расход при остывании литосферы СОХ эквивалентен выходу тепла в одной группе гидротермальных струй на каждые 11-25 км хребта [411]. Наблюдения на хребте Хуан де Фука обнаружили группы гидротермальных струй через каждый километр оси хребта. Эти данные говорят о том, что мощные горячие конвективные струи типа “черных курильщиков” не могут быть стационарными образованиями.
Гидротермальная деятельность тесно связана с развитием сети трещин в окрестности остывающего магматического тела. Вероятно, наиболее глубокие, сквозные трещины в осевых зонах хребта имеют тектоническое происхождение, развиваясь под воздействием растягивающих напряжений. Но наиболее массовая сеть средних и мелких трещин, окружающих высокотемпературные интрузивные тела, безусловно, термического происхождения [366]. Эти трещины образуются за счет различия в
коэффициентах термического расширения пористой породы и жидкости, заполняющей эти поры.
С увеличением температуры жидкость стремится расшириться и при ограниченном объеме пор происходит повышение ее давления, пропорциональное отношению термического коэффициента расширения жидкости а к ее сжимаемости (J:
Предыдущая << 1 .. 125 126 127 128 129 130 < 131 > 132 133 134 135 136 137 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed