| Статья |
|---|
| Название статьи |
ВЛИЯНИЕ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА НА СОСТАВ БАЗАЛЬТОВОГО РАСПЛАВА В ГРИБООБРАЗНОЙ ГОЛОВЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПЛЮМА |
| Авторы |
Кирдяшкин А.Г. , |
| Библиографическое описание статьи |
|
| Категория |
Науки о Земле |
| УДК |
551.2+551.14+536.25 |
| DOI |
10.21209/2227-9245-2018-24-10-21-31 |
| Тип статьи |
научная |
| Аннотация |
В статье представлено исследование, задача которого заключается в том, чтобы на основе анализа тепло- и массопереноса в рамках предложенной модели термохимического плюма с грибообразной головой выяснить, как изменяется состав расплава головы плюма в том случае, если исходный состав расплава в ней – базальтовый. На основе данных экспериментального и теоретического моделирования представлена структура течения в расплаве канала и головы термохимического плюма, поднимающегося (выплавляющегося) от границы ядро – мантия к поверхности. На основе строения фазовой диаграммы модельной системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 показано, что в двух верхних конвективных ячейках канала плюма плавление протекает по эвтектическим равновесиям L=Cpx+Opx+An+Sp и L=Fo+An+Cpx+Opx. При расширении состава системы щелочным компонентом до системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2-Na2O в этих ячейках появляются условия для кристаллизационной дифференциации как процесса отделения кристаллов плагиоклаза в виде твёрдых растворов серии альбит-анортит. Этот процесс приводит к обогащению остаточного расплава кремнезёмом и щелочным компонентом.
На основе тепловой и гидродинамической структуры головы плюма и данных о химическом составе базальтового расплава в ней представлено возможное изменение состава этого расплава: 1) после осаждения твердой фазы (тугоплавких минералов) на подошву головы плюма; 2) после осаждения плагиоклаза в расплаве, образовавшемся после первого этапа. Оценки состава расплава головы плюма показывают, что в результате кристаллизационной дифференциации образуется остаточный расплав, содержание SiO2 в котором соответствует таковому в коровом слое
|
| Ключевые слова |
Ключевые слова: моделирование; мантийные плюмы; свободно-конвективные течения; голова плюма; расплав; время осаждения; нормативный состав; базальты; фазовая диаграмма; плагиоклаз; эвтектическое плавление |
| Информация о статье |
Кирдяшкин А. А., Кирдяшкин А. Г., Сурков Н.В. Влияние тепло- и массообмена на состав базальтового расплава в грибообразной голове термохимического плюма // Вестн. Забайкал. гос. ун-та. 2018. Т. 24. № 10. С.21-31 |
| Список литературы |
Список литературы
1. Войткевич Г. В., Кокин А. В., Мирошников А. Е., Прохоров В. Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с.
2. Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А., Гладков И. Н., Дистанов В. Е. Тепло- и массообмен и кристаллизационная дифференциация в грибообразной голове термохимического плюма // Вестник Забайкал. гос. ун-та. 2018. Т. 24, № 2. C. 4–13.
3. Некрасов Б. В. Основы общей химии: в 2 т. М.: Химия, 1973. Т. 1. 656 с.
4. Bell P. M., Roseboom E. H. Melting relationships of jadeite and albite to 45 kilobars with comments on melting diagrams of binary systems at high pressures // Mineralogical Society of America Special Paper. 1969. No. 2. P. 151–161.
5. Bowen N. L. The melting phenomena of the plagioclase feldspars // American Journal of Science. 1913. Vol. 35. No. 210. P. 577–599.
6. Cranmer D., Uhlmann D. R. Viscosities in the system albite-anorthite // Journal of Geophysical Research. 1981. Vol. 86. No. B9. P. 7951–7956.
7. Gladkov I. N., Distanov V. E., Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G. Stability of a melt/solid interface with reference to a plume channel // Fluid Dynamics. 2012. Vol. 47. No. 4. P. 433–447.
8. Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G., Gurov V. V. Parameters of thermochemical plumes responsible for the formation of batholiths: results of experimental simulation // Geotectonics. 2017. Vol. 51. No. 4. P. 398–411.
9. Lindsley D. H. Melting relations of plagioclase at high pressures // Origin of Anorthosite and Related Rocks. New York, 1968. P. 39–46.
10. MacGregor I. D. Stability fields of spinel and garnet peridotites in the synthetic system MgO-CaO-Al2O3-SiO2 // Carnegie Institution of Washington Yearbook. 1965. Vol. 64. P. 126–134.
11. Schairer J. F., Yoder H. S. The nature of residual liquids from crystallization, with data on the system nepheline-diopside-silica // American Journal of Science. 1960. Vol. 258-A. P. 273–283.
12. Surkov N. V., Doroshev A. M. Phase diagram of the CaO-Al2O3-SiO2 system at pressures up to 40 kbar // Russian Geology and Geophysics. 1998. Vol. 39. No 9. P. 1254–1268.
13. Surkov N. V., Gartvich Yu. G. Physicochemical model for the crystallization of rocks of the calc–alkaline series // Geochemistry International. 2012. Vol. 50. No. 10. P. 799–815.
14. Surkov N. V., Gartvich Yu. G. Modeling of deep-seated high-alumina parageneses on the basis of the stability fields of corundum- and spinel-normative assemblages of the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 // Russian Geology and Geophysics. 2012. Vol. 53. P. 51–61.
15. Yoder H. S., Tilley C. E. Origin of basalt magmas: an experimental study of natural and synthetic rock systems // Journal of Petrology. 1962. Vol. 3. No. 3. P. 342–532.
|
| Полный текст статьи | ВЛИЯНИЕ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА НА СОСТАВ БАЗАЛЬТОВОГО РАСПЛАВА В ГРИБООБРАЗНОЙ ГОЛОВЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПЛЮМА |
