Генеральная схема модели гидротермальной циркуляции на дне океана заключается в том, что морская вода проникает по разломам и трещинам в породы океанической коры, нагревается на глубине за счет тепла магматической камеры, вступает в химические реакции с породами и изменяет их вблизи вершины магматической камеры, а затем поднимается по другим разломам и трещинам к поверхности дна, где выходит в виде гидротерм (см. рис. 5.2). Детали этой общей схемы постоянно обсуждаются и уточняются.[ ...]
Модели высокотемпературных гидротермальных систем на оси СОХ предполагают наличие магматического теплового источника, однако детали взаимосвязи между гидротермальными потоками и приповерхностной магматической камерой еще не ясны. Как отмечалось, сейсмические данные свидетельствуют о наличии коровой магматической камеры, вершина которой находится на глубине 1,2-2,4 км ниже уровня дна [225, 493]. Анализ сейсмических данных на 9° 30 с.ш. ВТП предполагает наличие линзы расплава на вершине камеры толщиной 10-50 м и шириной около 1 км [317]. Нет доказательств существования магматических камер под САХ [226]. Детальные исследования на 13° с.ш. ВТП привели к предположению о цикличной эволюции процессов в осевой зоне, состоящей из тектонической фазы, ведущей к формированию разломов и трещин растяжения в осевой зоне, которая следует за вулканической фазой, во время которой происходят излияния лавы [283, 249]. Гидротермальная деятельность в осевой зоне с разной степенью интенсивности, по всей видимости, сопровождает обе стадии этой цикличной тектоно-магматической эволюции.[ ...]
Гидротермальная циркуляция в океанической коре, как правило, описывается обычно либо в моделях ячеистой конвекции (в пористой среде), либо в моделях струйной конвекции. Р.Лоувел в своем обзоре [363] рассмотрел различные модели гидротермальных систем.[ ...]
Одним из принципиальных вопросов моделирования является природа граничного слоя между магматической камерой и выше действующей гидротермальной системой. К.Листер [351, 352] предположил, что высокотемпературные выходы обусловлены продвижением трещин в горячую породу, включая затвердевшую магматическую камеру. Дж.Канн с соавторами [187] рассмотрели одноканальную гидротермальую систему, в которой предполагалось, что теплоперенос происходит кондук-тивно через тонкий граничный слой, но ими не было показано, каким образом сохраняется толщина граничного слоя.[ ...]
В свою очередь, Р.Лоувел и П. Рона [364] предложили одномерную модель теплопереноса из кристаллизованного магматического тела в вышележащую пористую среду с поднимающимся флюидным потоком, в которой предполагалось, что теплообмен со временем уменьшается, по мере образования проводящего слоя непроницаемого изотропного габбро, формирующегося у кровли остывающей магматической камеры.[ ...]
Т.Бриковский и Д.Нортон [180] разработали численную модель конвекции на оси хребта, в которой существенную роль играет форма магматической камеры. Однако в этой модели не была учтена специфика условий в граничном слое, поскольку в ней допускалось проникновение гидротермальной циркуляции через горячие породы повсюду, где температура на 100°С ниже температуры солидуса. Принятые в модели граничные условия и диапазон проницаемости не допускали возможности выхода гидротерм в виде черных курильщиков.[ ...]
Важные сведения о природе граничного слоя и глубине проникновения гидросистем были получены на основании изучения офиолитовых комплексов.[ ...]
Изучение офиолитов показало, что существует четкая граница (барьер) между циркуляцией в плутонической толще, связанной с продвижением фронта трещиноватости и рудообразующей гидротермальной циркуляцией над кровлей магматических очагов. Переходная зона между габброидной толщей и щитовым дайковым комплексом характеризуется резким уменьшением книзу интенсивности гидротермальной циркуляции, а следовательно, и степени гидротермальных изменений пород.[ ...]
Таким образом, геологические данные подтверждают, что гидротермальная система выше осевой магматической камеры в быстро раздвигающихся хребтах функционирует главным образом в щитовом дайковом комплексе и подушечных лавах. Система может проникать в слой изотропного габбро, который действует как переходная зона между гид-ротерамльной системой и магматической камерой или ее остывшим реликтом. Тепло переносится через переходную зону кондуктивным путем. А сама переходная зона может изменяться со временем.[ ...]
Вернуться к оглавлению