Ю. И. Галушкин, Е. П. Дубинин,
А. А. Свешников, С. А. Ушаков
Московский государственный
университет им. М. В. Ломоносова, Музей
землеведения
Опубликовано:"Российский журнал
наук о Земле" том 2, N4, Декабрь 2000 |
Содержание |
Более реальное распределение температур в
осевой области с плоской кровлей камеры были
получены в последующих модификациях
рассмотренной модели [Morton and Sleep, 1985; Sleep et al., 1983;
Wilson et al., 1988]. В этих работах
эффект скрытой теплоты перенесен из граничных
условий (6) в свободный член уравнения (1), после
чего граничные условия на оси имели вид (5) для
всей мощности литосферы, и температура вещества
на оси Ti изменялась с глубиной по
прежнему закону. Решение, как и раньше, искалось
разложением в ряд Фурье [Morton and Sleep, 1985] поэтому и скрытая теплота
плавления в свободном члене уравнения
представлялась через соответствующее
распределение источников тепла:
![eqn008.gif](http://images.geo.web.ru/pubd/2002/02/12/0001162924/eqn008.gif) |
(7) |
распределенных в виде d -
функций в локальных точках: Qm(x)=Qmd(x-x0), где x0 -
координата локализации источника тепла (Qm>0).
Распределением 70% источников тепла,
моделирующих эффект скрытой теплоты плавления
вдоль кровли очага, отождествляемой в модели с
изотермой Т = 1185oС, и 30% по сторонам очага
авторам удалось получить стационарный
коровый очаг с квазигоризонтальной
формой кровли (рис. 2).
Дополнительным введением над этой кровлей
стоков тепла (Qm0), имитирующих тепловое
воздействие гидротермального охлаждения коры в
осевой зоне, авторы модели методом итераций
получают стационарное положение плоской крыши
очага на глубинах, согласующихся с наблюдаемыми
по сейсмическим данным ( z = 1,2-2,0км для v = 5
см/год).
Анализируя результаты расчетов, Д. Вилсон с
соавторами [Wilson et al., 1988]
приходят к выводу о том, что сужение подосевого
магматического очага книзу, предполагаемое из
сейсмических данных, может быть объяснено лишь в
рамках модели, когда температура конвертирующей
магмы в очаге заметно ниже температуры
солидуса материала нижней коры. В этом случае
конвекция в очаге сможет охлаждать нижнюю кору и
создавать очаг, расширяющийся кверху. Следует
иметь в виду, что в процессе охлаждении плотность
расплава после выделения и осаждения из него
кристаллов, как правило, уменьшается.
Следовательно, если кристаллы растут на стенках
камеры или очень быстро выпадают на дно, то в
верхней части камеры будет формироваться
облегченный расплав, что будет способствовать
подавлению конвекции в масштабах очага. Поэтому
наиболее вероятной причиной конвекции в очаге
может служить эпизодическое возобновление
объема жидких базальтов за счет их поступления
из зон сегрегации расплава на глубине.
Термический аспект конвекции магмы в очаге
моделируется в модели [Wilson et al., 1988]подбором стоков тепла в нижней
части очага и сопряженных им источников тепла в
верхней половине очага. Предпочтительная модель
осевой зоны предполагает температуру вещества,
поступающего в осевую зону, около 1250oС (при
температуре T =1340oС на глубине z =100 км в
основании области счета) и среднюю температуру
магмы в очаге 1150oС (рис. 2).
Модели [Morton and Sleep, 1985] и
особенно [Wilson et al., 1988],
позволили оценить порядок и степень участия
различных тепловых процессов в формировании
термического режима осевых зон СОХ. Однако при
этом нельзя не отметить их искусственный
характер, так как и полученное распределение
температур, и рассчитанная форма корового очага
магмы в них являлись прямым результатом
априорного подбора пространственного
распределения источников и стоков тепла, грубо
имитировавших эффекты выделения скрытой теплоты
плавления и гидротермальной деятельности.
|