Уперше показано, що прогрів верхньої мантії супроводжується утворенням шарів часткового плавлення з верхньою межею на глибині близько 250 км, які є гравітаційно стійкими, тому що густина розплавів у них не менша за густину твердої фази. Розроблено модель теплової нестійкості зони знижених сейсмічних швидкостей у центральній Європі як зони часткового плавлення з верхнею межею поблизу рівня інверсії густин (РІГ). Одержано оцінки характерних масштабів і часів нестійкості та показано, що вони узгоджуються з результатами спостережень. Установлено, що джерелами кімберлітового магматизму є шари часткового плавлення, що майже повністю знаходяться глибше за РІГ. Вперше запропоновано геодинамічну модель походження кімберлітів. Здобуто нові розв'язки для тріщини Дагдейла - Баренблатта розтягу та зсуву. Продемонстровано, що для неї існує макроскопічний параметр, який має розмірність довжини - так звану критичну довжину, що є природним масштабом. Розроблено модель підготовки землетрусів інтрузивного типу та з'ясовано умови, за яких тріщина гідро/магморозриву може спричинити утворення сейсмогенної кінцевої тріщини зсуву. Зазначено, що передбачення моделі, включаючи існування зростаючого поверхневого купола над магматичною камерою, специфічний вигляд механізму вогнища землетрусу та сильна залежність сейсмічної енергії від глибини гіпоцентру, спостерігаються у природі. Добуто нові точні розв'язки для напружень і зміщень у пружному напівпросторі, що викликаються накачкою круглої горизонтальної тріщини гідро/магморозриву.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д211 + Д342.531

Рубрики:

Внутрішня будова Землі

Кімберліти

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

"Правило Кліффорда" узагальнює спостереження, що вказують на приуроченість алмазо-продуктивного кімберлітового магматизму до ділянок кори архейського і ранньопротерозойського віку. Хоча відомі алмазоносні і навіть високопродуктивні корінні родовища алмазів за межами архейських кратонів, "правило Кліффорда" виконується в більшості випадків. Проте при цьому з точки зору геодинаміки воно не є послідовним, оскільки кімберліти мають глибинне походження і корові структури не можуть впливати на формування протокімберлітових розплавів. Розширене "правило Кліффорда", що акцентує асоціацію корінних родовищ алмазів не з архейською корою, а з потужною деплетованою літосферою, є геодинамічно обгрунтованим і виконується практично без винятків. Крім того, таке розуміння "правила Кліффорда" робить самоочевидним пояснення асоціації кімберлітового магматизму з давніми структурами, оскільки типова для архейських кратонів літосфера не могла виникнути в постархейський час через зменшення потенційної температури конвектуючої мантії. Тому охолодження останньої фактично і є головною фізичною причиною, що зумовлює справедливість "правила Кліффорда".

Проаналізовано дисперсійне рівняння для релей-тейлорівської моделі теплової нестійкості в частково розплавленому шарі, що знаходиться поблизу рівня інверсії густини розплаву та твердої фази. Показано, що характерні масштаби та часи нестійкості можуть бути досить легко узгоджені з розмірами астенолінз, які спостерігаються, їх віком та нижньою межею відстані між ними. Потрібні для цього значення в'язкості середовища не суперечать лабораторним даним про реологію гірських порід за температури, близької до температури солідуса. Зроблено висновок про те, що астенолінзи є продуктами теплової нестійкості частково розплавленої зони, яка спостерігається на глибинах 250 - 450 км у Центральній Європі як зона знижених швидкостей поперечних сейсмічних хвиль.

Доведено, що задача про напруження, які викликаються зусиллями на внутрішній поверхні щілини у напівпросторі, може бути зведена до розв'язання одного регулярного інтегрального рівняння.

Розглянуто модель, в якій астенолінзи, що спостерігаються на глибинах 50 - 100 км в Центральній Європі, є продуктом теплової нестійкості частково розплавленого шару. Цей шар можна ототожнити із зоною знижених швидкостей поперечних сейсмічних хвиль (ЗЗШПХ), що спостерігається на глибинах 250 - 450 км і територіально корелює з астенолінзами. Модель зважає на те, що верхня границя ЗЗШПХ розташована поблизу рівня інверсії густини розплаву та твердої фази. Тому нестійкою є тільки порівняно тонка верхня частина ЗЗШПХ, внаслідок чого розміри частково розплавлених тіл, що утворюються та спливають на підкорові глибини, виявляються набагато меншими за товщину ЗЗШПХ. Обгрунтовано можливість наближеного розв'язання проблеми як задачі про релей-тейлоровську нестійкість із додатковими обмеженнями на інкременти зростання, що беруть до уваги теплову релаксацію.

У моделі Дагдейла - Баренблатта отримано точні розв'язки для рівноважних двовимірних щілин розтягнення та зсуву в нескіченному пружному просторі.

Викладено результати числового і фізичного моделювання розповсюдження тріщин гідророзриву, які свідчать про те, що квазірівноважні тріщини гідророзриву розповсюджуються як тріщини розтягу. Проте якщо внутрішній зверхлітостатичний тиск перевищує рівноважне значення, так що перевищеними є як міцність порід щодо розтягу, так і міцність щодо зсуву, утворюється кінцева тріщина зсуву, що спричинює сейсмічну подію. Оскільки зростання довжини тріщини супроводжується зменшенням рівноважного тиску, ймовірність утворення кінцевої тріщини зсуву зростає в процесі розповсюдження тріщини у згоді з основним припущенням моделі підготовки землетрусів інтрузивного типу. Показано також, що структура зони непружної деформації (ЗНД) на кінчику тріщини змінюється з глибиною. У верхній корі ЗНД витягнута вздовж площини тріщини, а руйнування відбувається внаслідок розтягу у цій когезійній зоні. Починаючи з середньої кори на кінчику тріщини утворюється зона руйнування, витягнута перпендикулярно площині тріщини, а розкриття тріщини відбувається внаслідок зсуву по цій зоні.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д340.445

Рубрики:

Теплофізичні властивості

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д342.531

Рубрики:

Кімберліти

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д342.531

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Надано стислий огляд конференції "Тектонофізика і актуальні питання наук про Землю", що відбулася у Москві (Росія) 13 - 17 жовтня 2008 р.

Прорецензовано цикл статей проф. С. І. Шермана та його колег щодо вивчення зв'язку сейсмічної небезпеки з розломною тектонікою на базі 40-річного (1960 - 2000) сейсмічного моніторингу території Центральної Азії та Байкальської рифтової зони. Це дало можливість установити нові закономірності, що розширюють наші знання у питаннях прогнозу землетрусів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д211 + Д68

Рубрики:

Внутрішня будова Землі

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Спираючись на найбільш повні сучасні бази даних платобазальтів, карбонатитів і кімберлітів, продемонстровано існування просторово-часових кореляцій між цими трьома типами внутрішньоплитового магматизму. Ці кореляції повсюдно проявляються в Євразії та Африці, але відсутні у Північній Америці. Ймовірною причиною таких кореляцій є взаємодія з літосферою "голови" гігантського мантійного плюму, яка майже одночасно викликає магматизм на території розміром порядка перших тисяч кілометрів, об'єм і склад якого залежать від тектонічної будови і теплового стану літосфери. Відмінність Євразії і Африки, з одного боку, і Північної Америки, з іншого, пов'язана, певно, з тим, що за останні 350 млн років Північна Америка, на відміну від Євразії та Африки, не розташовувалась над африканською або тихоокеанською областями генерації плюмів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д451.7

Рубрики:

Група рідкоземельних і розсіяних елементів

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Аналіз спостережуваних вмістів рідкісноземельних елементів у клінопіроксені та гранаті ксенолітів кімберлітів та оцінка часу дифузійної релаксації показали, що на глибинах, які перевищують 6 - 7 ГПа, мантійні породи є дифузійно врівноваженими. Наслідком цього є незалежність рідкісноелементного складу насичених розплавів, тобто розплавів, що знаходяться у рівновазі з материнськими породами, від модального складу останніх і масового вмісту розплаву. Більше того, в дифузійно врівноваженій породі всі вмісти у мантійних мінералах можуть бути виражені через один з них. Унаслідок цього вмісти рідкісних і розсіяних елементів у насиченому розплаві майже повністю визначаються єдиним істотним параметром. Це може бути головною причиною подібності рідкісноелементних спектрів у світових кімберлітових провінціях.

Запропоновано модель виникнення кімберлітових магм, у якій приймається, що розплави, які виникають у зоні часткового плавлення, досичуються рідкісними та розсіяними елементами (РРЕ) у процесі фільтраційної сегрегації, ймовірно, з виходом на периферію області плавлення. Оскільки мантійні породи на глибинах, що перевищують 6 - 7 ГПа, є дифузійно врівноваженими, рідкісноелементний склад насиченого розплаву, тобто розплаву, який знаходиться в рівновазі з материнською породою, визначається вмістом РРЕ в одному з мінералів твердої матриці і не залежить від її модального складу та масового вмісту розплаву. В такій моделі схожість максимальних вмістів РРЕ у кімберлітових світових провінціях є наслідком повної насиченості розплавів, а розкид спостережуваних значень - варіаціями вмістів РРЕ у мантійних мінералах, а також існуванням реального або ефективного порога просочування.

Зазначено, що тиск у розплаві, що заповнює пористість у частково розплавленій системі, визначається конкуренцією просочування, яке наближає градієнт тиску в розплаві до гідростатичного, збільшуючи різницю тисків між розплавом і матрицею, та непружною деформацією пор, що призводить до зменшення цієї різниці тисків. Одержано загальне рівняння, що описує взаємодію просочування та непружної деформації і замикає систему визначаючих рівнянь динаміки двофазного середовища.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203.32

Рубрики:

Ліквація (сегрегація, неоднорідність складу і будови) металів і сплавів

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ