Экология СПРАВОЧНИК

Результаты моделирования представлены на рис. 4.15. Они показывают, что уменьшение полу-скорости спрединга в 2 раза (от 5 до 2,5 см/год) приводит к заглублению очага на 1,5 км и уменьшению полуширины очага на 1-1,2 км. При полу-скорости V = 1 см/год стационарный осевой очаг существует в виде поднятия высотой не более 300 м на глубине 5,5 км и неразличим сейсмическими методами. За предельное значение полуско-рости, ниже которого не существует коровый очаг, различимый геофизическими методами, можно принять полускорость V = 1,5см/год. При этом поднятие кровли очага над его крыльями не превосходит 0,5 км, а полуширина очага составляет 0,5-1 км [22; 23].[ ...]

Результаты моделирования, представленные на рис. 4.16, а, иллюстрируют динамику процесса приближения формы магматической камеры к “стационарной”. Здесь рассмотрен пример с полу-скоростью раскрытия Ущ = 2,5 см/год. Но он характерен для всех рассмотренных скоростей раскрытия. Во всех случаях форма камеры отличается от асимптотической не более, чем на 5% уже через 100-150 тыс. лет после начала внедрения, т.е. после 40-60 циклов внедрения магмы на оси спрединга.[ ...]

Понимание процесса релаксации термического режима очага имеет исключительную важность при анализе эволюции гидротермальной активности по мере отмирания соответствующей ветви осевой зоны спрединга, происходящем, например, при локальном “перескоке” оси спрединга. Завершающие этапы гидротермальной активности в тектоно-магматическом цикле представляют особый интерес для процесса формирования месторождений сульфидных руд, так как в этих случаях образовавшиеся месторождения не перекрываются последующими излияниями лавовых потоков и существует большая вероятность их сохранения на поверхности дна океана. Однако необходимо подчеркнуть, что при численном моделировании процесса остывания очага магмы (см. рис. 4.16, б) предполагалось, что интенсивность гидротермальной активности не меняется во время остывания очага. Это не совсем верно для времен, представленных на этом рисунке. Следует ожидать поэтому, что процесс остывания, начиная со времен 30 000 лет, будет проходить медленнее, чем следует из рис. 4.16, б. В последующем развитии модели будет учтено убывание гидротермальной активности одновременно с процессом заглубления границы проникновения гидротермальных вод по мере остывания очага.[ ...]

В примерах, приведенных на рис. 4.15, полуско-рость спрединга равнялась 5 см/год. Такой процесс можно смоделировать как внедрениями интрузий с полушириной 50 м раз в 1000 лет, так и внедрениями интрузий с полушириной 25 м раз в 500 лет; возможны и другие варианты. Геофизические и геологические данные не позволяют выбрать определенный вариант. Поэтому при анализе решений, рассмотренных выше, возникает естественный вопрос; насколько полученные результаты зависят от принятых значений частоты внедрения интрузий.[ ...]

Уменьшение глубины проникновения гидротермального теплообмена в коре от уровня изотермы солидуса 7М150° С, принятого в предыдущих вариантах, до уровня реологической изотермы Т=725° С привело к снижению эффективной теплопроводности пород в области между изотермами до кондуктивной и, как показали расчеты, к поднятию кровли камеры на 250-300 м [23].[ ...]

Необходимо подчеркнуть, что рассмотренная модель является существенно нестационарной. Выделение скрытой теплоты при затвердевании и плавлении базальта значительно повышает тепловую инерционность среды и может иметь определяющее значение для формирования осевого очага магмы в разумные интервалы времени. Численные расчеты показали, что без учета скрытого тепла плавления кровля камеры поднималась от исходной глубины 7 км всего лишь на 0,5-0,7 км даже по прошествии 100 тыс. лет, тогда как в варианте с учетом скрытой теплоты к этому времени она поднималась на 5,5 км и устанавливалась на глубине около 1,5 км от поверхности дна, т.е. близко к своему “стационарному” пределу. Аналогично, если погружение кровли камеры на 1 км в модели ее остывания с учетом теплоты плавления достигалось за 13-15 тыс. лет, то в модели остывания без выделения тепла плавления та же амплитуда погружения кровли остывающей камеры достигалась всего лишь через 5-7 тыс. лет [25].[ ...]

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.[ ...]

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.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Динамика изменения формы очага при его формировании от начала внедрения до стационарной формы (о) и при его остывании (б), по [23]

Эволюция кровли магматической камеры для быстрого спрединга при формировании камеры (я) и при остывании камеры (б), по [25]

Изменение формы камеры при вариациях частоты обновления и толщины линзы на период времени формирования камеры 140 тыс. лет, по [25]

Эволюция кровли магматической камеры для среднего спрединга при формировании (а) и при остывании камеры (б), по [25]

Вернуться к оглавлению