Инд. авторы:	Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А.
Заглавие:	Параметры плюмов северной азии
Библ. ссылка:	Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Параметры плюмов северной азии // Геология и геофизика. - 2016. - Т.57. - № 11. - С.1949-1968. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20161102; РИНЦ: 27297672;
Реферат:	eng: This paper presents the thermal and hydrodynamic structure of the conduit of a thermochemical mantle plume based on the results of experimental and theoretical modeling of thermochemical plumes. The basic relations for determining the thermal power and diameter of plumes are given. Depending on the geodynamic setting of eruption, the following types of plumes are distinguished: plumes responsible for the formation of large igneous provinces (LIP); plumes with a mushroom-shaped head, responsible, in particular, for batholith formation; and plumes producing rift zones. Using geological data (extent of magmatism, age of igneous provinces, and sizes of igneous areas), we estimated the parameters of plumes in Siberia and its folded framing: mass flow rate of melt, thermal power, depth of origin, and diameters of plume conduits and heads. The plumes responsible for the formation of the Siberian LIP (relative thermal power Ka = 114.9) and the West Siberian rift system (Ka = 37.8 for each of the three plumes) originated at the core-mantle boundary and discharged in the presence of a refractory layer in the lithosphere. The Vilyui plume (Ka = 27.3) originated at the core-mantle boundary and caused the formation of a rift system in the absence of a refractory layer. The plumes that produced the Hangayn (Ka = 6.8) and Henteyn (Ka = 5.5) batholiths were initiated at the core-mantle boundary and had mushroom-shaped heads. The plumes responsible for the formation of rift zones might have originated at the 670 km discontinuity. rus: На основе имеющихся результатов экспериментального и теоретического моделирования термохимических плюмов представлена тепловая и гидродинамическая структура канала мантийного термохимического плюма. Представлены основные соотношения для определения тепловой мощности плюмов и их диаметра. В зависимости от геодинамических условий излияния выделяются следующие типы плюмов: плюмы, создающие крупные магматические провинции (КМП); плюмы с грибообразной головой, ответственные в том числе за формирование батолитов; плюмы, создающие рифтовые зоны. С использованием геологических данных (объем магматизма и возраст магматических провинций, размеры магматических ареалов) оценены параметры плюмов Сибири и ее складчатого обрамления: массовый расход расплава, тепловая мощность, глубина зарождения плюма, диаметр канала и головы плюма. Плюмы, ответственные за образование Сибирской КМП (относительная тепловая мощность Ka = 114.9) и Западно-Сибирской рифтовой системы (Ka = 37.8 для каждого из трех плюмов), зарождались на границе ядро-мантия, излияния их расплавов происходили при наличии «тугоплавкого» слоя в литосфере. Вилюйский плюм (Ka = 27.3) зарождался на границе ядро-мантия, под его воздействием в отсутствии «тугоплавкого» слоя образовалась рифтовая система. Плюмы, создающие Хангайский (Ka = 6.8) и Хэнтэйский (Ka = 5.5) батолиты, образуются на границе ядро-мантия и имеют грибообразные головы. Плюмы рифтовых зон могут зарождаться на границе 670 км.
Ключевые слова:	Batholiths; large igneous provinces; thermal power; free-convection flows; thermochemical plumes; Experimental and theoretical modeling; рифтовые зоны; Батолиты; крупные магматические провинции; тепловая мощность; свободно-конвективные течения; термохимические плюмы; Экспериментальное и теоретическое моделирование; rift zones;
Издано:	2016
Физ. характеристика:	с.1949-1968
Цитирование:	1. Васильев Ю.Р., Золотухин В.В., Феоктистов Г.Д., Прусская С.Н. Оценка объемов и проблема генезиса пермотриасового траппового магматизма Сибирской платформы // Геология и геофизика, 2000, т. 41 (12), с. 1696-1705. 2. Гладков И.Н., Дистанов В.Э., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Об устойчивости границы раздела расплав-твердое тело на примере устойчивости канала плюма // Изв. РАН. МЖГ, 2012, № 4, с. 5-22. 3. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Об источниках мантийных плюмов // ДАН, 2000, т. 373, № 1, с. 84-86. 4. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н. Проблемы глубинной геодинамики и моделирование мантийных плюмов // Геология и геофизика, 1993, т. 34 (12), с. 5-24. 5. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск, Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001, 408 с. 6. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Физико-химические условия на границе ядро-мантия и образование термохимических плюмов // ДАН, 2003, т. 393, № 6, с. 797-801. 7. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Параметры горячих точек и термохимических плюмов // Геология и геофизика, 2005, т. 46 (6), с. 589-602. 8. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н., Сурков Н.В. Параметры горячих точек и термохимических плюмов в процессе подъема и излияния // Петрология, 2006, т. 14, № 5, с. 508-523. 9. Добрецов Н.Л., Борисенко А.С., Изох А.Э., Жмодик С.М. Термохимическая модель пермотриасовых мантийных плюмов Евразии как основа для выявления закономерностей формирования и прогноза медно-никелевых, благородно- и редкометалльных месторождений // Геология и геофизика, 2010, т. 51 (9), с. 1159-1187. 10. Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Карякин Ю.В, Кораго Е.А., Симонов В.А. Мезозойско-кайнозойский вулканизм и этапы геодинамической эволюции Центральной и Восточной Арктики // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (8), с. 1126-1144. 11. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М., Мир, 1983, 300 с. 12. Золотухин В.В., Альмухамедов А.И. Базальты Сибирской платформы: условия проявления, вещественный состав, механизм образования // Траппы Сибири и Декана: черты сходства и различия / Отв. ред. Г.В. Поляков. Новосибирск, Наука, 1991, с. 7-39. 13. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Внутриплитовый магматизм и его значение для понимания процессов в мантии Земли // Геотектоника, 1983, № 1, с. 28-45. 14. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Глубинная геодинамика Земли // Геология и геофизика, 1993, т. 34 (4), с. 3-12. 15. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Экспериментальное и теоретическое моделирование тепловой и гидродинамической структуры субдуцирующей плиты // Геотектоника, 2013а, № 3, с. 31-42. 16. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Взаимодействие термохимического плюма с мантийными свободно-конвективными течениями и его влияние на плавление и перекристаллизацию мантии // Геология и геофизика, 2013б, т. 54 (5), с. 707-721. 17. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Силы, действующие на субдуцирующую океаническую плиту // Геотектоника, 2014, № 1, с. 62-76. 18. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Прорыв мантийных термохимических плюмов промежуточной тепловой мощности на поверхность // Геотектоника, 2016, № 2, с. 78-92. 19. Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Термохимические плюмы // Геология и геофизика, 2004, т. 45 (9), с. 1057-1073. 20. Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н., Сурков Н.В. Геодинамические процессы при подъеме мантийного плюма и условия формирования канала излияния // Геология и геофизика, 2005, т. 46 (9), с. 891-907. 21. Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Тепло- и массообмен в термохимическом плюме, расположенном под океанической плитой вдали от оси срединно-океанического хребта // Физика Земли, 2008, № 6, с. 17-30. 22. Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Теплообмен между каналом термохимического плюма и окружающей мантией при наличии горизонтального мантийного потока // Физика Земли, 2009, № 8, с. 66-82. 23. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Дистанов В.Э., Гладков И.Н. Геодинамические режимы мантийных термохимических плюмов // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (6), с. 1092-1105. 24. Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Мантийные термохимические плюмы и их влияние на формирование поднятий // Геотектоника, 2015, № 4, с. 86-96. 25. Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А., Гладков И.Н., Дистанов В.Э. Экспериментальное моделирование влияния относительной тепловой мощности на форму канала плюма и структуру свободно-конвективного течения в нем // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (7), с. 900-911. 26. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А. Геодинамическое положение новейшего вулканизма Северной Евразии // Геотектоника, 2009, № 5, с. 3-24. 27. Котелкин В.Д., Лобковский Л.И. Общая теория Мясникова эволюции планет и современная термохимическая модель эволюции Земли // Физика Земли, 2007, № 1, с. 26-44. 28. Кузьмин М.И. К новой парадигме геологии // Природа, 2014, № 7, с. 49-58. 29. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Мантийные плюмы Северо-Восточной Азии и их роль в формировании эндогенных месторождений // Геология и геофизика, 2014, т. 55 (2), с. 153-184. 30. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Кравчинский В.А. Фанерозойский внутриплитный магнетизм Северной Азии: абсолютные палеогеографические реконструкции Африканской низкоскоростной мантийной провинции // Геотектоника, 2011, № 6, с. 3-23. 31. Кулаков И.Ю. Взгляд на процессы под вулканами через призму сейсмической томографии // Вест. РАН, 2013, т. 83, № 8, с. 698-710. 32. Мордвинова В.В., Треусов А.В., Турутанов Е.Х. О природе мантийного плюма под Хангаем (Монголия) по сейсмогравиметрическим данным // ДАН, 2015, т. 460, № 3, с. 334-338. 33. Персиков Э.С. Вязкость магматических расплавов. М., Наука, 1984, 160 с. 34. Саватенков В.М., Ярмолюк В.В., Кудряшова Е.А., Козловский А.М. Источники и геодинамика позднекайнозойского вулканизма Центральной Монголии по данным изотопно-геохимических исследований // Петрология, 2010, т. 18, № 3, с. 297-327. 35. Сурков Н.В., Гартвич Ю.Г. Физико-химическая модель для кристаллизации пород щелочноземельной серии // Геохимия, 2012, № 10, с. 891-908. 36. Теркот Д., Шуберт Д?.ж. Геодинамика. М., Мир, 1985, ч. 1, 376 с.; ч. 2, 360 с. 37. Трубицын В.П., Харыбин Е.В. Термохимические мантийные плюмы // ДАН, 2010, № 5, с. 683-685. 38. Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии Арктического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (10), с. 1261-1272. 39. Ярмолюк В.В., Кузьмин М.И. Позднепалеозойский и раннемезозойский редкометалльный магматизм Центральной Азии: этапы, области и обстановки формирования // Геология рудных месторождений, 2012, т. 54, № 5, с. 375-399. 40. Ярмолюк В.В., Кузьмин М.И., Козловский А.М. Позднепалеозойский-раннемезозойский внутриплитный магматизм Северной Азии: траппы, рифты, батолиты-гиганты и геодинамика их формирования // Петрология, 2013, т. 21, № 2, с. 115-142. 41. Brandon A.D., Walker R.J. The debate over core-mantle interaction // Earth Planet. Sci. Lett., 2005, v. 232, p. 211-225. 42. Coulliette D.L., Loper D.E. Experimental, numerical and analytical models of mantle starting plumes // Phys. Earth Planet. Inter., 1995, v. 92, p. 143-167. 43. Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G., Vernikovsky V.A., Gladkov I.N. Modelling of thermochemical plumes and implications for the origin of the Siberian traps // Lithos, 2008, v. 100, p. 66-92. 44. Fedortchouk Y., Matveev S., Carlson J.A. H2O and CO2 in kimberlitic fluid as recorded by diamonds and olivines in several Ekati Diamond Mine kimberlites, Northwest Territories, Canada // Earth Planet. Sci. Lett., 2010, v. 289, p. 549-559. 45. Garnero E.J., McNamara A. Structure and dynamics of Earth’s lower mantle // Science, 2008, v. 320, p. 626-628, doi:10.1126/science.1148028. 46. Griffiths R.W., Campbell I.H. Stirring and structure in mantle starting plumes // Earth Planet. Sci. Lett., 1990, v. 99, p. 66-78. 47. Jaupart C., Mareschal J.-C. Heat flow and thermal structure of the lithosphere // Treatise on geophysics. V. 6. Crust and lithosphere dynamics / Ed. G. Schubert. // Amsterdam, Elsevier, 2007, p. 217-251. 48. Jaupart C., Mareschal J.-C. Constraints on crustal heat production from heat flow data // Treatise on geochemistry. V. 4. The crust / Eds. K. Turekian, H. Holland. Amsterdam, Elsevier, 2014, p. 53-73. 49. Koulakov I., Bushenkova N. Upper mantle structure beneath the Siberian craton and surrounding areas based on regional tomographic inversion of P and PP travel times // Tectonophysics, 2010, v. 486, p. 81-100. 50. Kuzmin M.I., Yarmolyuk V.V., Kravchinsky V.A. Phanerozoic hot spot traces and paleogeographic reconstructions of the Siberian continent based on interaction with the African large low shear velocity province // Earth Sci. Rev., 2010, v. 102, p. 29-59. 51. Lin S.-C., van Keken, P.E. Dynamics of thermochemical plumes: 1. Plume formation and entrainment of a dense layer // Geochem. Geophys. Geosyst., 2006, v. 7, Q02006. doi:10.1029/2005GC001071. 52. Maruyama S. Plume tectonics // J. Geol. Soc. Japan., 1994, v. 100, № 1, p. 24-34. 53. Olson P., Singer H. Creeping plumes // J. Fluid Mech., 1985, v. 158, p. 511-531. 54. Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle convection in the Earth and planets. Cambridge University Press, 2001, 940 p. 55. Tiberi C., Deschamps A., Déverchère J., Petit C., Perrot J., Appriou D., Mordvinova V., Dugaarma T., Ulzibaat M., Artemiev A.A. Asthenospheric imprints on the lithosphere in Central Mongolia and Southern Siberia from a joint inversion of gravity and seismology (MOBAL experiment) // Geophys. J. Int., 2008, v. 175, p. 1283-1297. 56. Vogt P.R. Global magmatic episodes: new evidence and implications for the steady-state mid-oceanic ridge // Geology, 1979, v. 7, № 2, p. 93-98. 57. Walzer U., Hendel R., Baumgardner J. The effects of a variation of the radial viscosity profile on mantle evolution // Tectonophysics, 2004, v. 384, p. 55-90. 58. Whitehead J.A., Luther D.S. Dynamics of laboratory diapir and plume models // J. Geophys. Res., 1975, v. 80, № B5, p. 705-717. 59. Winter J. D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Harlow, Pearson, 2014, 739 p. 60. Yang T., Fu R. Thermochemical piles in the lowermost mantle and their evolution // Phys. Earth Planet. Inter., 2014, v. 236, p. 109-116. 61. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Bocharova N.Yu. Hot-field tectonics // Tectonophysics, 1991, v. 199, p. 165-192.