Инд. авторы:	Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гуров В.В.
Заглавие:	Параметры термохимических плюмов, ответственных за образование батолитов (по результатам экспериментального моделирования)
Библ. ссылка:	Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гуров В.В. Параметры термохимических плюмов, ответственных за образование батолитов (по результатам экспериментального моделирования) // Геотектоника. - 2017. - № 4. - С.68-82. - ISSN 0016-853X.
Внешние системы:	DOI: 10.7868/S0016853X17040051; РИНЦ: 29457360;
Реферат:	rus: На основе результатов лабораторного и теоретического моделирования представлена тепловая и гидродинамическая структура канала термохимического плюма в период его подъема и прорыва на поверхность. Результаты моделирования показывают, что плюмы, имеющие относительную тепловую мощность 1.9 < Ka < 10, после прорыва на поверхность образуют грибообразную голову. Такие плюмы могут быть ответственными за формирование крупных интрузивных тел, в том числе, батолитов. Представлены результаты лабораторного моделирования плюмов с грибообразной головой, выполненного для Ka = 8.7 в условиях постоянного значения вязкости и однородного состава расплава в голове плюма. Получены фотографии картин течения и профили скорости течения в расплаве канала и головы плюма. На основе данных лабораторного моделирования построена схема термохимического плюма с грибообразной головой, ответственного за образование крупного интрузивного тела (батолита). После прорыва плюма на поверхность происходит плавление вдоль подошвы корового массива над кровлей плюма и образуется грибообразная голова плюма. Представлен возможный механизм образования локализованных проявлений батолита на поверхности. С использованием геологических данных, включающих возрастной интервал и объемы магматизма, оценены параметры некоторых плюмов, создающих грибообразную голову (плюмов Алтае-Саянской и Баргузин-Витимской КМП, Хангайского и Хэнтэйского). eng: Based on laboratory and theoretical modeling results, we present the thermal and hydrodynamical structure of the plume conduit during plume ascent and eruption on the Earth's surface. The modeling results show that a mushroom-shaped plume head forms after melt eruption on the surface for 1.9 < Ka < 10. Such plumes can be responsible for the formation of large intrusive bodies, including batholiths. The results of laboratory modeling of plumes with mushroom-shaped heads are presented for Ka = 8.7 for a constant viscosity and uniform melt composition. Images of flow patterns are obtained, as well as flow velocity profiles in the melt of the conduit and the head of the model plume. Based on the laboratory modeling data, we present a scheme of a thermochemical plume with a mushroom-shaped head responsible for the formation of a large intrusive body (batholith). After plume eruption to the surface, melting occurs along the base of the massif above the plume head, resulting in a mushroom-shaped plume head. A possible mechanism for the formation of localized surface manifestations of batholiths is presented. The parameters of some plumes with mushroom-shaped heads (plumes of the Altay-Sayan and Barguzin-Vitim large-igneous provinces, and Khangai and Khentei plumes) are estimated using geological data, including age intervals and volumes of magma melts.
Ключевые слова:	melt; thermal power; thermochemical plumes; батолит; голова плюма; термохимические плюмы; тепловая мощность; расплав; Канал плюма; объем излияний; Plume head; Plume conduit; Eruption volume; Batholiths;
Издано:	2017
Физ. характеристика:	с.68-82
Цитирование:	1. Васильев Ю.Р., Золотухин В.В., Феоктистов Т.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. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: Мир, 1983. 300 с. 4. Золотухин В.В., Альмухамедов А.И. Базальты Сибирской платформы: условия проявления, вещественный состав, механизм образования / Отв. ред. Г.В. Поляков. Траппы Сибири и Декана: черты сходства и различия // Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. С. 7-39. 5. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Прорыв мантийных плюмов промежуточной тепловой мощности на поверхность // Геотектоника. 2016. № 2. С. 78-92. 6. 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. 7. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Влияние скорости движения океанической литосферы на свободно-конвективные движения в астеносфере под срединно-океаническим хребтом // Физика Земли. 2008. № 4. С. 35-47. 8. Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Мантийные термохимические плюмы и их влияние на формирование поднятий // Геотектоника. 2015. № 4. С. 86-96. 9. Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Параметры плюмов Северной Азии // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 11. С. 1949-1968. 10. 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. 11. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Кравчинский В.А. Фанерозойский внутриплитный магматизм Северной Азии: абсолютные палеогеографические реконструкции Африканской низкоскоростной мантийной провинции // Геотектоника. 2011. № 6. С. 3-23. 12. Кулаков И.Ю. Взгляд на процессы под вулканами через призму сейсмической томографии // Вестник РАН. 2013. Т. 83. № 8. С. 698-710. 13. Литвиновский Б.А., Занвилевич А.Н., Алакшин А.М., Подладчиков Ю.Ю. Ангаро-Витимский батолит - крупнейший гранитоидный плутон. Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993. 143 с. 14. 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. 15. Письменный Б.М., Алакшин А.М., Поспеев А.В., Мишенькин Б.П. Геология и сейсмичность зоны БАМ. Глубинное строение / Ред. Пузырев Н.Н., Мандельбаум М.М. // Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1984. 173 с. 16. Пучков В.Н. Взаимосвязь плитотектонических и плюмовых процессов // Геотектоника. 2016. № 4. С. 88-104. 17. Трубицын В.П., Харыбин Е.В. Термохимические мантийные плюмы. // ДАН. 2010. № 5. С. 683-685. 18. Ярмолюк В.В., Кузьмин М.И., Козловский А.М. Позднепалеозойский-раннемезозойский внутри-плитный магматизм Северной Азии: траппы, рифты, батолиты-гиганты и геодинамика их формирования // Петрология. 2013. Т. 21. № 2. С. 115-142. 19. Coulliette D.L., Loper D.E. Experimental, numerical and analytical models of mantle starting plumes // Phys. Earth Planet. Inter.1995. Vol. 92. P. 143-167. 20. Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G., Vernikovsky V.A., Gladkov I.N. Modelling of thermo-chemical plumes and implications for the origin of the Siberian traps // Lithos. 2008. Vol. 100. P. 66-92. 21. 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. Vol. 289. P. 549-559. 22. Gonnermann H.M., Jellinek A.M., Richards M.A., Manga M. Modulation of mantle plumes and heat flow at the core mantle boundary by plate-scale flow: results from laboratory experiments // Earth. Planet. Sci. Lett. 2004. Vol. 226. P. 53-67. 23. Jaupart C., Mareschal J.-C. Constraints on crustal heat production from heat flow data / Eds. K. Turekian, H. Holland. Treatise on Geochemistry. Vol. 4. The crust // Amsterdam: Elsevier, 2014. P. 53-73. 24. Keken P.E., Davaille A., Vatteville J. Dynamics of a laminar plume in a cavity: the influence of boundaries on the steady state stem structure // Geochem. Geophys. Geosyst. 2013. Vol. 14. P. 158-178. doi 10.1029/2012GC004383 25. 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. Vol. 486. P. 81-100. 26. Kuzmin M.L, 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. Vol. 102. P. 29-59. 27. Lin S.-C., van Keken P.E. Dynamics of thermochemical plumes: 1. Plume formation and entrainment of a dense layer // Geochem. Geophys. Geosyst. 2006. Vol. 7. Q02006. doi 10.1029/2005GC001071 28. Olson P., Singer H. Creeping plumes // J. Fluid Mech. 1985.Vol. 158. P. 511-531. 29. Pirajno F., Santosh M. Mantle plumes, supercontinents, intracontinental riftingand mineral systems // Precam. Res. 2015. Vol. 259. P. 243-261. 30. Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle convection in the Earth and planets. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 940 p. 31. Tackley P.J. Strong heterogeneity caused by deep mantle layering // Geochem. Geophys. Geosyst. 2002. Vol. 3. № 4. doi 10.1029/2001GC000167 32. Tiberi C., Deschamps A., Deverchere J., Petit C., Perrot J., Appriou D., Mordvinova V., Dugaarma T., Ulzibaat M., Artemiev A.A. Asthenospheric imprints on the litho-sphere in Central Mongolia and Southern Siberia from a joint inversion of gravity and seismology (MOBAL experiment) // Geophys. J. Int. 2008. Vol. 175. P. 1283-1297. 33. Walzer U., Hendel R., Baumgardner J. The effects of a variation of the radial viscosity profile on mantle evolution // Tectonophysics. 2004. Vol. 384. P. 55-90. 34. Whitehead J.A., Luther D.S. Dynamics of laboratory diapir and plume models // J. Geophys. Res. 1975. Vol. 80. NB5. P. 705-717. 35. Winter J.D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Harlow: Pearson, 2014. 739 p. 36. Yang Т., Fu R. Thermochemical piles in the lowermost mantle and their evolution // Phys. Earth Planet. Inter. 2014.Vol. 236.P. 109-116. 37. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Bocharova N.Yu. Hotfield tectonics // Tectonophysics. 1991. Vol. 199. P. 165-192.