Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Геология и геофизика

2001 год, номер 8

ДИНАМИКА ПЛАВЛЕНИЯ В ОКЕАНИЧЕСКОЙ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ

Ю. В. Перепечко, В. Н. Шарапов
Ключевые слова: Верхняя мантия, конвекция, плавление.
Страницы: 1237-1248
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация

Конвекция в верхней мантии исследована в приближении Буссинеска с учетом четырех твердотельных фазовых переходов выше "перовскитового" перехода на глубине 670-700 км (Herzberg, 1995) для систем двух типов: 1) без базальтовой земной коры (некоторые медленно спрединговые хребты); 2) с базальтовой земной корой мощностью от 7 до 20 км. Численные расчеты проведены на основе метода контрольного объема для двумерной области 700 на 2500-5000 км. Развитие плавления и его масштабы оценивались на основе параметризации безводного лерцолита по McKenzie (1984) и Niu, Batiza (1991). плавление мантийных пород происходит в системах с начальными температурами, превышающими 500 oC на глубине 100 км, 800 oC на глубине 300 км и 1700 oC на границе верхней и нижней мантий. При температуре на нижней границе ниже 2000 oC плавление возникает на глубинах 24-290 км со степенями плавления ~0,05-0,8 через 12<-50 млн лет после начала конвекции и существует ~20-70 млн лет. При температуре выше 2000 oC магматическая система проходит две стадии развития: нестационарную, со степенью плавления ~0,5-0,6 на глубинах ~30-290 км, и квази стационарную, со степенью плавления 0,06-0,4 на глубинах ~ 60-100 км. Горизонтальная протяженность областей плавления составляет от 150 до 1000 км. В области плавления формируется периодическая структура и происходит существенное смещение максимума степени плавления к верхней границе верхней мантии. Скорость движения мантийного вещества у верхней границы достигает ~14-25 см/год перед началом плавления, уменьшаясь в дальнейшем до 3-9 см/год ко времени наибольшего развития магматической системы и до 1,5-2 см/год к моменту ее вырождения. Линейной связи между степенью плавления и скоростью движения земной коры над восходящими потоками не наблюдается. Тепловой поток у поверхности земной коры достигает ~60-145 мВт/м2 при максимальном плавлении и снижается до ~40-60 мВт/м2 при вырождении магматической системы