Формирование магматического очага при внедрении магмы в земную кору

Аннотация

Основным механизмом транспорта магмы в земной коре является образование трещин (даек), по которым расплав продвигается к поверхности под действием сил плавучести и тектонических напряжений. Часто из-за структурных особенностей коры или за счет поля внешних напряжений дайки не достигают поверхности, а внедряются в локализованную область, в которой доставленная ими магма вызывает плавление пород. В результате возникают магматические очаги, размеры которых могут превышать тысячи кубических километров. В статье представляется построенная авторами модель, основанная на уравнении теплопроводности, учитывающем реальные диаграммы плавления магмы и пород. Модель позволяет исследовать процесс формирования магматического очага при внедрении даек с заданным расходом. Перемещение пород при наличии движущейся магмы описывается аналитическим решением задачи нагружения внутренним давлением трещины, находящейся в бесконечной плоскости. Показано, что при типичных для островодужных вулканов значениях притока магмы формирование очагов возможно в течение сотен лет от начала притока магмы. Проанализировано влияние расхода магмы, размера даек и их ориентации на объем и форму очага. Показано, что при произвольной ориентации даек очаги имеют сферическую форму, при горизонтальной или вертикальной - эллиптическую. Размер очага существенно превышает размер области с дайками вследствие перемещения магмы и пород земной коры, их прогрева и плавления. На больших временах граница очага остается достаточно резкой.