Вивчення механізмів генерації розплавів у верхній мантії Землі та умов їх розповсюдження в крихкій корі. Дослідження проблем рівноваги мікро- і макротріщинуватості за умов високого всебічного тиску та деформацій, викликаних накачкою корових силів.
Аннотация к работе
В цілому, актуальність проблем, розглянутих в дисертації, зумовлюється значним інтересом, що виявляється в геофізиці до зясування джерел магматизму, вивчення динаміки мантійних рухів, механізмів розвитку нестійкостей, що спричинюють генерацію розплавів, і механізмів транспортування магм в мантії і корі Землі. № 6.2/18); “Релей-тейлорівська нестійкість у верхній мантії” (обєднаний грант грант IVK 200 Уряду України і Міжнародного наукового фонду); “Deformations due to a pressurized horizontal circular crack in an elastic halfspace, with applications to volcano geodesy” (National Science Foundation grant EAR-9980664); “Джерела магматизму і механізми транспортування розплавів у верхній мантії та земній корі” (№ госреєстрації 0101U000449). Для реалізації цієї мети були поставлені наступні завдання: Розробити теорію нестійкості шару часткового плавлення поблизу рівня інверсії густин (РІГ) розплаву та твердої фази і розрахувати характерні масштаби та часи нестійкості для випадку зони часткового плавлення у верхній мантії центральної Європи; Гутерман) моделювання зясувати, за яких умов субгоризонтальна тріщина гідро/магморозриву може започаткувати сейсмогенну кінцеву тріщину зсуву, та розробити модель підготовки землетрусів інтрузивного типу; Результати, викладені в дисертації, докладались і обговорювались на Всесоюзній конференції “Сучасна динаміка літосфери континентів” (Іркутськ, 1985); ХІХ Всесоюзній тектонічній нараді “Сучасна тектонічна активність Землі і проблема сейсмічності” (Москва, 1987 р.); міжнародному симпозіумі “Внутрішньоконтинентальні гірські області: геологічні та геофізичні аспекти” (Іркутськ, 1987); другому та третьому всесоюзних симпозіумах “Експериментальна тектоніка в розвязанні задач теоретичної і практичної геології” (Ялта, 1987; Москва 1992); науковій сесії проблемних рад “Геодинаміка і прогноз землетрусів” і “Тектоносфера України” (Ворзель, 1994); симпозіумі “Процеси генерації землетрусів: аспекти, повязані з охороною навколишнього середовища і фізичним моделюванням” (ХХІ генеральна асамблея Міжнародної спілки геологів та геофізиків.Значно більш правдоподібним є запропонований Лістером і Керром [Lister and Kerr, 1991] механізм доставки кімберлітів у вертикальних тріщинах, які стають нестійкими, якщо їх довжина перевищує критичну. Цей механізм забезпечує швидку доставку кімберлітових магм на поверхню (швидкість розповсюдження такої тріщини лімітується тільки течією магми в ній), причому глибинні магми в процесі транспортування не змішуються з розплавами меншої глибинності. В цьому сценарії прийнято, що доставка кімберлітів на поверхню відбувається в тріщинах Лістера-Керра [Lister and Kerr, 1991]. Ці тріщини розвиваються внаслідок фільтраційної нестійкості, коли в процесі утворення терміку всебічний тиск знижується, РІГ опускається і частина основного частково розплавленого шару опиняється вище РІГ. В підсумку, , , де а-напівдовжина тріщини, d(х) - розкриття тріщини на відстані х від центра, р, р?, PS - тиск рідини в тріщині, всебічний тиск, тиск в ділянці куди рідина не проникає, Dp=р-р? - зверхлітостатичний тиск, X=x/a, T=1-DT/a, S=1-(DS DT)/a, DT i DS - довжина когезійної зони і ділянки, в яку рідина не проникає, n - коефіцієнт Пуассона, ? - модуль зсуву, .У тих випадках, коли укорінення магми відбувається порівняно швидко і деформації є досить великими, динаміка укорінення може досліджуватись геодезичними наземними, або супутниковими засобами [Reilinger et al., 1980; Dvorak and Dzurisin, 1997; Wicks et al., 1998; Fialko and Simons, 2001; Fialko, Simons and Khazan, 2001]. Розповсюдження силу за певних умов, обговорених у попередній главі, може призводити до зриву крівлі камери і сейсмічної події. Оцінки [Гутерман, Хазан, 1994] свідчать про те, що сейсмогенними можуть бути тільки інтрузії з великим відношенням горизонтального розміру до товщини, тобто аркушеподібні інтрузії. Більш того, сейсмогенний розлом у цьому випадку має форму частини конусу з вертикальною віссю, що, як продемонстрував [Ekstrom, 1994], призводить до механізму вогнища НДП типу, до якого відносяться декілька сотень подій з 11600, включених в Гарвардський каталог за період 1978-1994 р. Гутерман, Хазан [1994] продемонстрували, що для подій такого типу енергетичний параметр , де WS - сейсмічна енергія, L, H - горизонтальній розмір та глибина силу, Dh - косейсмічне підняття, s* - міцність порід повинен бути приблизно сталим. Незважаючи на те, що сейсмічна енергія у цій вибірці відрізняється на чотири порядки, а косейсмічне підняття - на два порядки, для всіх подій із вибірки параметр z приймає значення з інтервалу 0,4-10, причому для 10 із 13 z лежить в інтервалі 0,4-1,1, а для трьох подій, що є винятком, є серйозні підстави підозрювати, що оцінки глибини гіпоцентру (Канто, 1923), сейсмічної енергії (Керн-Каунті, 1952), або міцності (Газлі, 1976) містять значні похибки.Показано, що із спостережень, а також аналізу стійкості зон часткового плавлення неминуче витікає, що плавлення в верхній мантії супроводжується утворенням