КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ИНТРУЗИВНОГО МАГМАТИЧЕСКОГО РАСПЛАВА: РАЗВИТИЕ КОНВЕКЦИОННО-КУМУЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Abstract

Рассмотрены главные результаты работ по ЭВМ-моделированию внутрикамерной дифференциации базальтовых магм, которые проводились сотрудниками ГЕОХИ РАН и кафедры геохимии МГУ за последние тридцать лет. Показано, что процессы диффузионного переноса вещества в камере принципиально ограничены запасом тепла остывающей магмы и не могут играть существенной роли при крупномасштабном разделении компонентов расплава. Главным механизмом массопереноса является оседание кристаллов из конвектирующей магмы в форме суспензионных потоков, обогащенных и обедненных твердой фазой. Физической предпосылкой возникновения этой концентрационной конвекции является существование пограничных слоев, характеризующихся объемной кристаллизацией и неоднородным распределением взвешенных фаз. Подробно рассмотрены принципы построения алгоритма, допускающего существование пограничного слоя и "мгновенное" перемешивание кристаллизующейся магмы, которое не препятствует оседанию минеральных зерен и формированию кумулуса. Реалистичность конвекционно-кумуляционной модели продемонстрирована на примере реконструкции строения дифференцированных траппов Сибирской платформы. Показано, что применительно к этим объектам результаты решения прямой и обратной задачи моделирования (с использованием метода геохимической термометрии) оказываются идентичны. Это сильный аргумент в пользу доминирования конвекционно-кумуляционных процессов при образовании маломощных пластовых тел. Дальнейшее развитие ЭВМ-модели динамики дифференциации должно учитывать явления композиционной конвекции, связанной с миграцией и реакционной способностью интеркумулусного расплава.