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 |
Учет образования линзы базальтового расплава
относится к наиболее трудным элементам в
модифицированной модели осевого магматического
очага. В нашей модели мы пытались численно
оценить термические следствия процесса
формирования и периодического обновления
состава линзы расплавленного базальта в верхней
части магматического очага быстро- и
среднераздвигающихся хребтов [Галушкин и др.,
1994б]. Процесс обновления линзы
расплава воспроизводился в модели периодическим
переписыванием распределения температур в
верхней части очага нa глубинах Zs лнз на
распределение с постоянной температурой T
лнз = (1150-1200oС). Переписывание
осуществлялось в каждый момент обновления
состава линзы. Выше Zs означало рассчитанное
значение глубины кровли камеры и d лнз -
толщина линзы (100-300 м).
Результаты численного моделирования приведены
на рис. 9. Здесь представлен
пример моделирования осевой камеры в коре быстро
раздвигающегося хребта с V=5 см/год (внедрения
даек полушириной 50 м раз в 1000 лет, или
полушириной 5 м раз в 100 лет). Считалось, что
процесс обновления состава линзы расплава в
верхней части очага происходил не чаще этих
внедрений (линза расплава толщиной 350 м
обновлялась с температурой Т лнз = 1200oC).
На рисунке показано становление формы камеры от
момента начала внедрений при t =0 до
"квазистационарного" положения кровли на
время t =280 тыс. лет. Кровля камеры,
располагающаяся в варианте без линзы на глубине
2,4-2,5 км (рис. 7), имеет теперь
выраженный плоский участок полушириной
1,7-1,9 км (рис. 9). Характерно, что,
как и ранее, изменения в форме кровли камеры по
прошествии 200 тыс. лет с начала спрединга, заметны
лишь в крыльях камеры.
Анализ показал также, что изменение периода
обновления состава линзы Dtл,
ее температуры Тлн и мощности dлнз
имеют заметное влияние на результаты
моделирования. Так, уменьшение Dt
л от 500 до 200 лет приводило к уменьшению
глубины кровли камеры примерно на 400 м; падение
температуры обновляемого вещества линзы Тлн
на 25oС - к увеличению глубины кровли камеры
на 200-250 м и одновременному сужению ее в верхней
части, тогда как уменьшение мощности линзы с 350 до
250 м относительно слабо сказалось на глубине
камеры, но заметно сузило ее [Галушкин и др., 1994б].
На рис. 10 показан термический
рельеф дна над коровой камерой, созданный
температурным влиянием камеры и вмещающих ее
пород. Этот рельеф вычисляется в рамках гипотезы локального изостатического равновесия
из условия равенства весов столбцов коры с
основанием (уравнением изостазии) на глубине z=ZM
(уравнением изостазии):
![eqn035.gif](http://images.geo.web.ru/pubd/2002/02/12/0001162924/eqn035.gif) |
(26) |
Здесь rM и rw
- плотности пород мантии и воды. Значение Н(х,t)
оценивало превышение термического
рельефа поверхности дна относительно его
значения на правой границе области счета (x=XM).
В нашем случае вариации плотности пород коры
определялись лишь членом с температурным
расширением в формуле (15). Можно заметить, что
стабилизация формы рельефа осуществляется
практически за те же времена, что и стабилизация
формы камеры (рис. 7, 10).
Форма рельефа остается близкой к треугольной
лишь для времен менее 70 тыс. лет с начала
спрединга. Далее в осевой зоне вырабатывается
относительно пологий участок рельефа и форма
поднятия в сечении напоминает трапецию с шириной
верхней грани от 2 от 3,5 км.
|