К ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ДИНАМИКЕ ОТЛОЖЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ МАГМАТОГЕННОЙ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НАД МАНТИЙНЫМИ МАГМАТИЧЕСКИМИ ОЧАГАМИ БАЗИТОВОГО РАСПЛАВА

Abstract

Имманентной особенностью наземных и субмаринных базитовых магматических систем в различных магматических фациях глубинности является отложение при конденсации магматического флюида спектра минералов. Рассмотрена задача описания температурной зональности равновесной конденсации магматогенного флюида при температурах выше существования капельного водного раствора. Для оценки изменения Р, Т параметров при фильтрации флюида над мантийным магматическим очагом кипящего базитового расплава решена задача нестационарной динамики прогрева многослойной литосферы: 1) толщина “верхней” (0-10 км) и “нижней” (10-30 км) земной коры и верхней мантии (30-40 км), 2) пористость (k r) и проницаемость (K r) по разрезу литосферы уменьшаются по закону: k r = a - b(Z/H m, m = 1/3-2), K r,h = 10 -12m 3/(1 - K r0) 1; 3) на глубине 40 км располагается магматическая камера, из которой выделяется на верхнем фронте стационарного солидуса менее 1% мас. газовой смеси. Найдено, что при K r 0 = 10 -16-10 -17 м 2 времена формирования квазиадиабатического профиля температур достигается за 0.3-1 млн. лет. Физико-химия процесса отложения из газовой фазы минералов моделировалась с помощью ПК Селектор-С по схеме проточных реакторов с однородным “временным шагом”, - “внешний газовый резервуар” → “базит” → “мантийный трещиноватый субстрат-1” → “мантийный трещиноватый субстрат-2”→ “..,.-n(8-18)” → “приемник флюида”. Проведены расчеты для “вебстеритовой” мантии, щелочного базальта и газовой фазы состава O-C-H-N-Cl-F-S; начальное давление газовой смеси в “резервуаре” Р 0 = 10-20 кбар, Т 0 = 1100-1200°С; конечная температура на выходе их из области фильтрации Т к = 750-400°С, конечное давление Р к = 1 кбар-500 бар. В численных экспериментах в общих чертах воспроизводится наблюдаемая в образцах глубинных ксенолитов картина состава конденсатов - оливин, ортопироксен, клинопироксен, калишпат, шпинель, магнетит, сульфиды, кварц, соли. В динамическом процессе переноса и отложения петрогенных компонентов магматогенными флюидами, вероятно, существует ряд реализаций: 1) для одних минералов может быть присуще образование эфимерных зон отложения и растворения с последующим полным исчезновением (калишпат); 2) для других соединений существуют начальная нестационарная область и квазистиционарная зона отложения с увеличением высоты волны отложения (оливин); 3) есть минералы со стационарной областью отложения (магнетит). Квазистационарное состояние системы для разных составов флюидов устанавливается после 45-50 “относительных временных” шагов.