Главная – Журналы – Геология и геофизика 2001 номер 8

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