Формирование магматического очага при внедрении магмы в земную кору
Автор: Уткин Иван Сергеевич, Мельник Олег Эдуардович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.11, 2018 года.
Бесплатный доступ
Основным механизмом транспорта магмы в земной коре является образование трещин (даек), по которым расплав продвигается к поверхности под действием сил плавучести и тектонических напряжений. Часто из-за структурных особенностей коры или за счет поля внешних напряжений дайки не достигают поверхности, а внедряются в локализованную область, в которой доставленная ими магма вызывает плавление пород. В результате возникают магматические очаги, размеры которых могут превышать тысячи кубических километров. В статье представляется построенная авторами модель, основанная на уравнении теплопроводности, учитывающем реальные диаграммы плавления магмы и пород. Модель позволяет исследовать процесс формирования магматического очага при внедрении даек с заданным расходом. Перемещение пород при наличии движущейся магмы описывается аналитическим решением задачи нагружения внутренним давлением трещины, находящейся в бесконечной плоскости. Показано, что при типичных для островодужных вулканов значениях притока магмы формирование очагов возможно в течение сотен лет от начала притока магмы...
Уравнение теплопроводности, плавление, магма, магматический очаг
Короткий адрес: https://sciup.org/143166068
IDR: 143166068 | DOI: 10.7242/1999-6691/2018.11.4.31
Список литературы Формирование магматического очага при внедрении магмы в земную кору
- Rubin A.M. Propagation of magma-filled cracks//Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 1995. Vol. 23. No. 1. P. 287-336.
- Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка. 1975-1976/под ред. С.А. Федотова, Г.Б. Флерова, А.М. Чиркова. М.: Наука, 1984. 637 с.
- Lensky N.G., Niebo R.W., Holloway J.R., Lyakhovsky V., Navon O. Bubble nucleation as a trigger for xenolith entrapment in mantle melts//Earth Planet. Sci. Lett. 2006. Vol. 245. No. 1-2. P. 278-288.
- Walker G.P.L. Gravitational (density) controls on volcanism, magma chambers and intrusions//Aust. J. Earth Sci. 1988. Vol. 36. No. 2. P. 149-165.
- Elsworth D., Foroozan R., Taron J., Mattioli G.S., Voight B. Geodetic imaging of magma migration at Soufrière Hills Volcano 1995 to 2008//Geological Society, London, Memoirs. 2014. Vol. 39. P. 219-227.
- Colón D.P., Bindeman I.N., Gerya T.V. Thermomechanical modeling of the formation of a multilevel, crustal-scale magmatic system by the Yellowstone plume//Geophys. Res. Lett. 2018. Vol. 45. No. 9. P. 3873-3879.
- Annen C. From plutons to magma chambers: Thermal constraints on the accumulation of eruptible silicic magma in the upper crust//Earth Planet. Sci. Lett. 2009. Vol. 284. No. 3-4. P. 409-416.
- Dufek J., Bergantz G.W. Lower crustal magma genesis and preservation: a stochastic framework for the evaluation of basalt-crust interaction//J. Petrol. 2005. Vol. 46. No. 11. P. 2167-2195.
- Schöpa A., Annen C., Dilles J.H., Sparks R.S.J., Blundy J.D. Magma emplacement rates and porphyry copper deposits: thermal modelling of the Yerington batholith, Nevada//Econ. Geol., 2017. Vol. 112. No. 7. P. 1653-1672.
- Karakas O., Degruyter W., Bachmann O., Dufek J. Lifetime and size of shallow magma bodies controlled by crustal-scale magmatism//Nat. Geosci. 2017. Vol. 10. No. 6. P. 446-450.
- Piwinskii A.J., Wyllie P.J. Experimental studies of igneous rock series: a zoned pluton in the Wallowa batholith, Oregon//J. Geol. 1968. Vol. 76. No. 2. P. 205-234.
- Martel C., Pichavant M., Holtz F., Scaillet B., Bourdier J.-L., Traineau H. Effects of fO2 and H2O on andesite phase relations between 2 and 4 kbar//J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. No. B12. P. 29453-29470.
- Brown D.K. A computer program to calculate the elastic stress and displacement fields around an elliptical hole under any applied plane state of stress//Comput. Struct. 1977. Vol. 7. No. 4. P. 571-580.
- Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1967. 196 с.
- Marsh B.D. On the crystallinity, probability of occurrence, and rheology of lava and magma//Contr. Mineral. and Petrol. 1981. Vol. 78. P. 85-98.
- Afanasyev A., Blundy J., Melnik O., Sparks S. Formation of magmatic brine lenses via focussed fluid-flow beneath volcanoes//Earth Planet. Sci. Lett. 2018. Vol. 486. P. 119-128.