Динамическая составляющая давления при метаморфизме пород в зоне развития надвигов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В юго-восточном фрагменте Раахе-Ладожской шовной зоны на территории России, в пределах Мейерской тектонической зоны, выявлены повышенные давления (“overpressureˮ), вызванные структурно-метаморфическими преобразованиями пород при коллизионном взаимодействии аллохтонного и автохтонного блоков. Предполагается, что тектоническое взаимодействие жесткого блока коры архейского основания Карельского кратона (автохтона) и протерозойского гранулитового блока Свекофеннского пояса (аллохтона) контролирует условия формирования аномалий сверхлитостатического давления. Методами минеральной геобарометрии и численным термомеханическим моделированием в породах надвиговой зоны фиксируются значения до 9–11 кбар при литостатическом давлении 4–6 кбар. Полученные результаты позволяют считать, что природа локального сверхлитостатического давления (до 7–9 кбар), устанавливаемая по минеральным геобарометрам и численному термомеханическому моделированию, может объясняться тектоническим взаимодействием неоднородных по физико-механическим свойствам блоков, а не отражать погрешность применяемых инструментов минеральной геобарометрии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ш. К. Балтыбаев

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН; Санкт-Петербургский государственный университет ‒ Институт наук о Земле

Автор, ответственный за переписку.
Email: shauket@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Э. С. Вивдич

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН; Санкт-Петербургский государственный университет ‒ Институт наук о Земле

Email: shauket@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

О. П. Полянский

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: shauket@mail.ru
Россия, Новосибирск

В. Г. Свердлова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: shauket@mail.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Азимов П.Я., Ризвановa Н.Г. Проявление позднесвекофеннского метаморфизма повышенных давлений в зональном метаморфическом комплексе Северного Приладожья (Юго-Восток Фенноскандинавского щита) // Петрология. 2021. Т. 29. № 3. С. 292–308. https://doi.org/10.31857/S0869590321020023
  2. Балтыбаев Ш.К., Вивдич Э.С. Эволюция Мейерской надвиговой зоны Северного Приладожья (Республика Карелия, Северо-Запад России): P–T условия формирования минеральных парагенезисов и геодинамические реконструкции // Геотектоника. 2021. Т. 225. № 4. С. 73–87. https://doi.org/10.31857/S0016853X21040032
  3. Балтыбаев Ш.К., Глебовицкий В.А., Козырева И.В. и др. Мейерский надвиг – главный элемент строения сутуры на границе Карельского кратона и Свекофеннского пояса в Приладожье, Балтийский щит // Докл. АН. 1996. Т. 348. № 3. С. 353-356.
  4. Балтыбаев Ш.К., Глебовицкий В.А., Козырева И.В. и др. Геология и петрология свекофеннид Приладожья. СПб.: Изд. СПбГУ, 2000. 199 с.
  5. Балтыбаев Ш.К., Левченков О.А., Бережная Н.Г. и др. Время и длительность свекофеннской плутоно-метаморфической активности на юго-востоке Балтийского щита (Приладожье) // Петрология. 2004. Т. 12. № 4. С. 374–393.
  6. Балтыбаев Ш.К., Левченков О.А., Левский Л.К. Свекофеннский пояс Фенноскандии: пространственно-временная корреляция раннепротерозойских эндогенных процессов. СПб.: Наука, 2009. 328 с.
  7. Балтыбаев Ш.К., Вивдич Э.С., Галанкина О.Л., Борисова Е.Б. Флюидный режим формирования гнейсов в Мейерской надвиговой зоне Северного Приладожья (Юго-Восток Фенноскандинавского щита) // Петрология. 2022. Т. 30. № 2. С. 166–193. https://doi.org/10.31857/S0869590322020029
  8. Балтыбаев Ш.К., Саватенков В.М., Петракова М.Е. T–t эволюция раннепротерозойских пород Северного Приладожья по данным изучения U-Pb, Rb-Sr и Sm-Nd систем в минералах // Геодинамика и тектонофизика. 2024. Т. 15. № 3. 0759. https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-3-0759
  9. Вивдич Э.С., Балтыбаев Ш.К., Галанкина О.Л. Метаморфические минеральные реакции и парагенезисы в породах Мейерской тектонической зоны (Юго-Восток Фенноскандинавского щита) // Петрология. 2024. Т. 32. № 2. C. 195–217. https://doi.org/10.31857/s0869590324020046
  10. Гульбин Ю.Л. P–T тренды и моделирование эволюции минерального состава метапелитов Северного Приладожья в системе MnNCKFMASH // Записки РМО. 2014. Т. 143. № 6. С. 34–53.
  11. Коробейников С.Н. Нелинейное деформирование твердых тел. Новосибирск: Наука СО РАН, 2000. 262 с.
  12. Кулаковский А.Л., Морозов Ю.А., Смульская А.И. Стресс–метаморфизм и стресс–метаморфиты в докембрии Приладожья // Тр. КарНЦ РАН. 2015. № 7. С. 19–35. https://doi.org/10.17076/geo159
  13. Полянский О.П., Бабичев А.В., Коробейников С.Н., Ревердатто В.В. Компьютерное моделирование гранитогнейсового диапиризма в земной коре: контролирующие факторы, длительность и температурный режим // Петрология. 2010. № 4. С. 450–466.
  14. Полянский О.П., Лиханов И.И., Бабичев А.В. и др. Тектониты Приенисейской сдвиговой зоны (Енисейский кряж): свидетельства и термомеханическая численная модель генерации сверхлитостатического давления // Петрология. 2024. Т. 32. № 1. С. 19–45. https://doi.org/10.31857/S0869590324010036
  15. Татаурова А.А., Стефанов Ю.П., Деев Е.В. Механизмы формирования тектонических структур в зонах сочленения горных хребтов и прилегающих впадин: геомеханическое численное моделирование// Геология и геофизика. 2024. https://doi.org/10.15372/GIG2024187
  16. Babeyko A., Sobolev S., Trumbull R. et al. Numerical models of crustal scale convection and partial melting beneath the Altiplano-Puna plateau // Earth and Planetary Science Letters. 2002. V. 199. P. 373–388. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00597-6
  17. Baltybaev S.K. Svecofennian orogen of the Fennoscandian shield: Compositional and isotopic zoning and its tectonic interpretation // Geotectonics. 2013. V. 47. No 5. P. 452–464. https://doi.org/10.1134/S0016852113060022
  18. Beaumont C., Kamp J.J., Hamilton J., Fullsack P. The continental collision zone, South Island, New Zealand: Comparison of geodynamical models and observation // Journal of Geophysical Research. 1996. V. 101 (B2). P. 3333–3359. https://doi.org/10.1029/95JB02401
  19. Berman R.G. Internally-consistent thermodynamic data for minerals in the system Na2O-K2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-Al2O3-SiO2-TiO2-H2O-CO2 // Journal of Petrology. 1988. V. 29. No 2. P. 445–522. https://doi.org/10.1093/petrology/29.2.445
  20. Berman R.G. Thermobarometry using multi-equilibrium calculations: A new technique with petrologic applications // Canadian Mineralogist. 1991. V. 29. No 4. P. 833–855.
  21. Berman R.G. WinTWQ (version 2.3): A software package for performing internally-consistent thermobarometric calculations // Geological Survey of Canada. 2007. Open File 5462 (revised). URL: https://doi.org/10.4095/223228
  22. Berman R.G., Aranovich L.Y. Optimized standard state and solution properties of minerals I. Model calibration for olivine, orthopyroxene, cordierite, garnet, and ilmenite in the system FeO-MgO-CaO-A12O3-TiO2-SiO2 // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1996. V. 126. P. 1–24. https://doi.org/10.1007/s004100050232
  23. Berman R.G., Aranovich L.Ya., Rancourt D.G., Mercier D.G. Reversed phase equilibrium constraints on the stability of Mg-Fe-Al biotite // American Mineralogist. 2007. V. 92. No 1. P. 139–150. https://doi.org/ 10.2138/am.2007.2051
  24. Bos B., Spiers C.J. Frictional-viscous flow of phyllosilicate-bearing fault rock: Microphysical model and implications for crustal strength profiles // Journal of Geophysical Research. 2002. V. 107 (B2). https://doi.org/ 10.1029/2001JB000301
  25. Buiter S.J.H., Babeyko A.Yu., Ellis S. et al. The numerical sandbox: сomparison of model results for a shortening and an extension experiment // Eds. S.J.H. Buiter, G. Schreurs. Analogue and Numerical Modelling of Crustal-Scale Processes. Geological Society, London, Special Publications. 2006. V. 253. P. 29–64.
  26. Chu X., Ague J.J., Podladchikov Y.Y., Tian M. Ultrafast eclogite formation via melting-induced overpressure // Earth and Planetary Science Letters. 2017. V. 479. P. 1–17. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.007
  27. Connolly J.A. Multivariable phase–diagrams – an algorithm based on generalized thermodynamics // American Journal of Science. 1990. V. 290. P. 666–718. https://doi.org/10.2475/ajs.290.6.666
  28. Dale J., Holland T., Powell R. Hornblende-garnet-plagioclase thermobarometry: A natural assemblage calibration of the thermodynamics of hornblende // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2000. V. 140. P. 353–362. https://doi.org/10.1007/s004100000187
  29. England P.C., Thompson A.B. Pressure-temperature-time paths of regional metamorphism I. Heat transfer during the evolution of regions of thickened continental crust // Journal of Petrology. 1984. V. 25. P. 894–928. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.894
  30. Fullsack P. An arbitrary lagrangian-eulerian formulation for creeping flows and its applications in tectonic models // Geophysical Journal International. 1995. V. 120. P. 1–23.
  31. Gaal G., Gorbatschev R. An outline of the Precambrian evolution of the Baltic Shield // Precambrian Research. 1987. V. 35. No 1. P. 15–25. https://doi.org/10.1016/0301-9268(87)90044-1
  32. Gerya T. Tectonic overpressure and underpressure in lithospheric tectonics and metamorphism // Journal of Metamorphic Geology. 2015. V. 33. P. 785–800. https://doi.org/10.1111/jmg.12144
  33. Gerya T.V., Yuen D.A. Rayleigh–Taylor instabilities from hydration and melting propel “cold plumesˮ at subduction zones // Earth and Planetary Science Letters. 2003. V. 212. No 1–2. P. 47–62. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(03)00265-6
  34. Green E.C.R., White R.W., Diener J.F.A. et al. Activity–composition relations for the calculation of partial melting equilibria in metabasic rocks // Journal of Metamorphic Geology. 2016. V. 34. P. 845–869. https://doi.org/ 10.1111/jmg.12211
  35. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E. et al. Nomenclature of the amphibole supergroup // American Mineralogist. 2012. V. 97. No 11–12. P. 2031–2048. https://doi.org/10.2138/am.2012.4276
  36. Holland T.J.B. Powel R. An internally-consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest // Journal of Metamorphic Geology. 1998. V. 16. P. 309–344. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.1998.00140.x
  37. Holland T.J.B., Powell R. An improved and extended internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest, involving a new equation of state for solids // Journal of Metamorphic Geology. 2011. V. 29. P. 333–383. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2010.00923.x
  38. Jamtveit B., Moulas E., Andersen T.B. et al. High pressure metamorphism caused by fluid induced weakening of deep continental crust // Scientific Reports. 2018. V. 8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-35200-1
  39. Kaus B.J.P. Modelling approaches to geodynamic processes. PhD thesis, Los Angeles: University of California, 2005. ETH Zurich.
  40. Korobeynikov S.N., Reverdatto V.V., Polyanskii O.P. et al. Computer simulation of underthrusting and subduction due to collision of slabs // Numerical Analysis and Applications. 2009. V. 2. No 1. P. 58–73. https://doi.org/10.1134/S1995423909010066
  41. Korsman K., Korja T., Pajunen M. et al. and GGT/SVEKA Working Group. The GGT/SVEKA Transect: Structure and Evolution of the Continental Crust in the Paleoproterozoic Svecofennian Orogen in Finland // International Geology Review. 1999. V. 41. P. 287–333.
  42. Kremenetsky A.A., Milanovsky S.Y., Ovchinnikov L.N. A heat generation model for the continental crust based on deep drilling in the Baltic Shield // Tectonophysics. 1989. V. 159. P. 231–246.
  43. Kronenberg A.K., Tullis J. Flow strengths of quartz aggregates: grain size and pressure effects due to hydrolytic weakening // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1984. V. 89 (B6). P. 4281–4297. https://doi.org/10.1029/JB089iB06p04281
  44. Kukkonen I.T., Peltonen P. Xenolith-controlled geotherm for the central Fennoscandian Shield: Implications for lithosphere–asthenosphere relations // Tectonophysics. 1999. V. 304. P. 301–315.
  45. Lahtinen R., Huhma H., Kousa J. Contrasting source components of the Paleoproterozoic Svecofennian metasediments: detrital zircon U-Pb, Sm-Nd and geochemical data // Precambrian Research. 2002. V. 116. P. 81–109.
  46. Leak B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S. et al. Nomenclature of Amphiboles: Report of the sub-committee on amphiboles of the international mineralogical association. Commission on new minerals and mineral names // American Mineralogist. 1997. V. 82. P. 1019–1037. https://doi.org/10.1180/minmag.1997.061.405.13
  47. Leloup P., Ricard Y., Battaglia J., Lacassin R. Shear heating in continental strike-slip shear zones: Model and field examples // Geophysical Journal International. 1999. V. 136. No 1. P. 19–40. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1999.00683.x
  48. Li Z., Gerya T.V., Burg J.P. Influence of tectonic overpressure on P–T paths of HP-UHP rocks in continental collision zones: Thermomechanical modelling // Journal of Metamorphic Geology. 2010. V. 28. P. 227–247. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2009.00864.x
  49. Mancktelow N.S. Tectonic overpressure in competent mafic layers and the development of isolated eclogites // Journal of Metamorphic Geology. 1993. V. 11. P. 801–812. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.1993.tb00190.x
  50. Mancktelow N.S. Nonlithostatic pressure during sediment subduction and the development and exhumation of high-pressure metamorphic rocks // Journal of Geophysical Research. 1995. V. 100. P. 571–583. https://doi.org/10.1029/94JB02158
  51. Mancktelow N.S. Tectonic pressure: Theoretical concepts and modelled examples // Lithos. 2008. V. 103. P. 149–177. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.09.013
  52. MARC Users Guide. Vol. A: Theory and Users Information. Santa Ana (CA): MSC. Software Corporation. 2010.
  53. Marques F.O., Ranalli G., Mandal N. Tectonic overpressure at shallow depth in the lithosphere: the effects of boundary conditions // Tectonophysics. 2018a. V. 746. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.03.022
  54. Marques F.O., Mandal N., Ghosh S. et al. Channel flow, tectonic overpressure, and exhumation of high-pressure rocks in the Greater Himalayas // Solid Earth. 2018b. V. 9. P. 1061–1078. https://doi.org/10.5194/se-9-1061-2018
  55. Moulas E., Podladchikov Y.Y., Aranovich L.Y., Kostopoulos D. The problem of depth in geology: When pressure does not translate into depth // Petrology. 2013. V. 21. No 6. P. 577–587. https://doi.org/10.1134/S0869591113060052
  56. Nironen M. The Svecofennian Orogen: a tectonic model // Precambrian Research. 1997. V. 86. No 1–2. P. 21–44.
  57. Perchuk A.L., Safonov O.G., Smit C.A. et al. Precambrian ultra-hot orogenic factory: Making and reworking of continental crust // Tectonophysics. 2018. V. 746. P. 572–586. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2016.11.041
  58. Petrini K., Podladchikov Y. Lithospheric pressure depth relationship in compressive regions of thickened crust // Journal of Metamorphic Geology. 2000. V. 18. P. 67–77. https://doi.org/10.1046/j.1525-1314.2000.00240.x
  59. Ranalli G. Rheology of the Earth. London, Glasgow, Weinheim, New York, Tokyo, Melbourne, Madras: Chapman & Hall, 1995. 413 p.
  60. Reuber G., Kaus B., Schmalholz S., White R. Nonlithostatic pressure during subduction and collision and the formation of (ultra)high-pressure rocks // Geology. 2016. V. 44. G37595.1. https://doi.org/10.1130/G37595.1
  61. Reverdatto V.V., Likhanov I.I., Polyansky O.P. et al. Causes, geodynamic factors and models of metamorphism // The Nature and Models of Metamorphism. Switzerland: Springer Geology, 2019. P. 83–228. https://doi.org/10.1007/978-3-030-03029-2_3
  62. Rutland R.W.R. Tectonic overpressures, in Controls of Metamorphism. Eds. W.S. Pitcher, G.W. Flinn. Edinburgh: Oliver and Boyd, 1965. P. 119–139.
  63. Schmalholz S.M., Podladchikov Y.Y. Tectonic overpressure in weak crustal-scale shear zones and implications for the exhumation of high-pressure rocks // Geophysical Research Letters. 2013. V. 40. P. 1984–1988. https://doi.org/10.1002/grl.50417
  64. Schmalholz S.M., Medvedev S., Lechmann S.M., Podladchikov Y. Relationship between tectonic overpressure, deviatoric stress, driving force, isostasy and gravitational potential energy // Geophysical Journal International. 2014. V. 197. P. 680–696. https://doi.org/ 10.1093/gji/ggu040
  65. Schreurs G., Buiter S.J.H., Boutelier D. et al. Analogue benchmarks of shortening and extension experiments // Eds. S.J.H. Buiter, G. Schreurs. Analogue and Numerical Modelling of Crustal-Scale Processes. Geological Society, London, Special Publications. 2006. V. 253. P. 1–27.
  66. Selzer C., Buiter S.J.H., Pfiffner O.A. Numerical modelling of frontal and basal accretion at collisional margins // Tectonics. 2008. V. 27. TC3001. https://doi.org/10.1029/2007TC002169.
  67. Tajčmanová L., Vrijmoed J., Moulas E. Grain-scale pressure variations in metamorphic rocks: implications for the interpretation of petrographic observations // Lithos. 2015. V. 216–217. P. 338–351. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2015.01.006
  68. Vrijmoed J.C., Podladchikov Y.Y., Andersen T.B., Hartz E.H. An alternative model for ultra-high pressure in the Svartberget Fe-Ti garnet-peridotite, Western Gneiss Region, Norway // European Journal of Mineralogy. 2009. V. 21. P. 1119–1133. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2009/0021-1985
  69. White R., Powell R., Johnson T. The effect of Mn on mineral stability in metapelites revisited: New a-x relations for manganese-bearing minerals // Journal of Metamorphic Geology. 2014. V. 32 № 8. P. 261–286. https://doi.org/10.1111/jmg.12095
  70. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for rock-forming minerals // American Mineralogist. 2010. V. 95. P. 185–187. https://doi.org/10.2138/am.2010.3371
  71. Zhou Y., Rybacki E., Wirth R. et al. Creep of partially molten fine-grained gabbro under dryconditions // Journal of Geophysical Research. 2012. V. 117. B05204. https://doi.org/10.1029/2011JB008646

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическая карта участка исследований с отображением метаморфической зональности Северного Приладожья. 1 – архейские породы Карельского кратона; 2 – выступ архейского фундамента в ядрах окаймленных гнейсовых куполов (1 – Сортавальский, 2 – Кирьяволахтинский, 3 – Коккасельский, 4 – Импилахтинский, 5 – Мурсульский, 6 – Питкярантский, 7 – Иниварский, 8 – Хавусский); 3 – метавулканиты сортавальской серии; 4–7 – нижнепротерозойский вулканогенно-осадочный покров ладожской серии c метаморфическими парагенезисами биотит-хлоритовых (4), ставролитовых, андалузитовых (5) и силлиманит-мусковитовых (6) сланцев, силлиманит-ортоклазовых (7) гнейсов; 8 – раннепротерозойские породы области ультраметаморфизма и гранитизации: Приозерская зона (а) и Лахденпохская зона (б); 9 – граниты рапакиви; 10 – эндербиты и невскрытые метабазиты; 11 – главный сместитель и условные северная и южная границы Мейерской тектонической зоны; 12 – тектонические разломы; 13 – границы между: породами разных метаморфических зон (а) и сериями пород (б). На врезке: положение свекофеннид в структурах региона по линии разреза АБ. 1 – архейские породы Фенноскандинавского щита (интракратонные протерозойские структуры для упрощения схемы не показаны), 2 – свекофенниды, 3 – дальсланиды, 4 – каледониды, 5 – рифейский чехол, 6 – Раахе-Ладожская шовная зона, 7 – участок исследований. Условными обозначениями разной формы обозначены местоположение и номера исследуемых образцов метапелитов (круги) и метабазитов (квадраты).

Скачать (3MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии шлифов метаморфических пород Мейерской тектонической зоны, снятые при параллельных (а, в, д, ж) и скрещенных (б, г, е, з) николях. Представлены образцы метапелитов (обр. Б-20-417 (а, б), обр. Б-20-466 (в, г)) и метабазитов (обр. 5284а (д, е), обр. Б-22-613 (ж, з)).

Скачать (12MB)
Метаданные
4. Рис. 3. BSE-изображения порфиробластов граната из образцов метабазита Б-22-526 (а) и метапелита Б-20-466 (в) с соответствующими профилями распределения содержаний миналов в них (б, г).

Скачать (2MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Составы Ca-амфиболов из образцов метабазитов Мейерской тектонической зоны на классификационной диаграмме по (Hawthorne et al., 2012).

Скачать (616KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Р–Т диаграммы для образцов гранат-биотитовых гнейсов Мейерской тектонической зоны. Цифрами отмечены реакции, приведенные в Supplementary 2, ESM_2. На диаграммах номера образцов: Б-20-448 (а), Б-20-466 (б), местоположение которых указано на рис. 1.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Р–Т диаграммы для парагенезиса Grt + Amp + Bt + Pl + Qz из образцов метабазитов Б-22-526 (а) и Б-22-613 (б). Цифрами отмечены реакции, приведенные в Supplementary 2, ESM_2. Местоположение образцов показано на рис. 1.

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Р–Т параметры, рассчитанные в программе THERMOCALC, для парагенезиса Grt + Amp + Bt + Pl + Qz из образцов метабазитов Б-22-526 (а) и Б-22-613 (б). Цифрами отмечены реакции, приведенные в Supplementary 2, ESM_2. Местоположение образцов показано на рис. 1.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. BSE-фотография образца метабазита Б-22-613 (а) и увеличенный фрагмент (б) с контактирующими гранатом и амфиболом, для которых фиксируется наиболее высокое давление по гранат-роговообманково-плагиоклазовому термобарометру (Dale et al., 2000).

Скачать (1MB)
Метаданные
10. Рис. 9. Результаты компьютерного моделирования метапелитов МТЗ. Красной линией обозначен гранитный минимум для метапелитов в условиях действия углекислотно-водного флюида: при XCO2 = 0 (штриховая линия) и XCO2 = 0.3 (сплошная линия).

Скачать (1MB)
Метаданные
11. Рис. 10. Результаты компьютерного моделирования минерального состава образцов метапелитов Б-20-448 (а–в) и Б-20-466 (г–е). (а, г) – поля устойчивости минеральных парагенезисов, рассчитанные в программе PERPLE_X, с выделением области существования минерального парагенезиса в образцах Б-20-448 и Б-20-466 соответственно; (б, д) – детализация области с необходимым парагенезисом и изомоды (сплошные линии), отражающие содержание (в об. %) граната (красные линии), биотита (коричневые линии), плагиоклаза (синие линии), кварца (голубые линии); (в, е) – диаграммы с изоплетами (пунктирные линии), отвечающими содержанию (в долях ед.) альмандина (красные линии), пиропа (фиолетовые линии), гроссуляра (зеленые линии), анортита (синие линии) и аннита (коричневые линии). Знаками “+” и “–” показано присутствие или отсутствие указанной стрелкой минеральной фазы в псевдосечении. На диаграмме исключены поля, содержащие альбит (Ab), парагонит (Pg), а также не отображены фазы, содержание которых не превышает 1 об. %. Цифрами в кружках обозначены следующие псевдосечения: 1 – Bt + Pl + Kfs + M(melt) + Grt + Ky + Qz + Rt; 2 – Bt + Pl ± Kfs + M(melt) + Grt + Crd + Sil + Qz; 3 – Bt + Pl ± Kfs + M(melt) + Grt + Crd + Qz.

Скачать (4MB)
Метаданные
12. Рис. 11. Результаты компьютерного моделирования минеральных составов образцов метабазитов 6066k (а–в) и Б-20-450 (г–е). (а, г) – поля устойчивости минеральных парагенезисов, рассчитанные в программе PERPLE_X, с выделением области существования минерального парагенезиса в образцах 6066k и Б-20-450 соответственно; (б, д) – детализация области с необходимым парагенезисом и изомоды (сплошные линии), отражающие содержание (в об. %) клинопироксена (серые линии), роговой обманки (оранжевые линии), граната (красные линии), плагиоклаза (синие линии), биотита (коричневые линии); (в, е) – диаграммы с изоплетами (пунктирные линии), отвечающими содержанию (в долях ед.) альмандина (красные линии), пиропа (фиолетовые линии), гроссуляра (зеленые линии), анортита (синие линии) и аннита (коричневые линии), диопсида (серые линии) и Сa²⁺ (а.ф.е.) в амфиболе (оранжевые линии). Знаками “+” и “–” показано присутствие или отсутствие указанной стрелкой минеральной фазы в псевдосечении. На диаграмме исключены поля, содержащие альбит (Ab), парагонит (Pg), а также не отображены фазы, содержание которых не превышает 1 об. %. Цифрами обозначены следующие псевдосечения: (а) 1 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Rt + Dol + Ank; 2 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Cal + Dol + Ank; 3 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Rt + Cal + Dol + Ank; 4 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Rt + Ilm + Dol + Ank; 5 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Cal + Dol; 6 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Ilm + Dol + Ank; 7 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Ilm + Cal + Dol ± Ank; 8 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Rt + Cal + Dol. (г) 1 – Grt + Bt + Pl + Ms + Qz + Dol + Ank; 2 – Grt + Bt + Pl + Ms + Amp + Qz + Sd + Ank; 3 – Grt + Bt + Pl + Ms + Chl + Qz + Sd + Ank; 4 – Grt + Bt + Pl + Amp + Qz + Sd + Ank; 5 – Grt + Bt + Pl + Amp + Chl + Qz + Sd + Ank.

Скачать (4MB)
Метаданные
13. Рис. 12. Диаграммы с псевдосечениями для заданного состава образца метабазита Б-22-613. (а, б) µAl₂O₃–µK₂O; (в, г) µFeO–µK₂O; (д, е) µCaO–µK₂O; (ж, з) µMgO–µK₂O. (а, в, д, ж) – диаграммы с изомодами (сплошные линии), показывающими содержание (в об. %) породообразующих минералов: амфибола (оранжевые линии), граната (красные линии), плагиоклаза (синие линии), кварца (голубые линии); (б, г, е, з) – диаграммы с изоплетами (пунктирные линии), отвечающими содержанию (в долях ед.) альмандина (красные линии), пиропа (фиолетовые линии), гроссуляра (зеленые линии) и Сa²⁺ (а.ф.е.) в амфиболе (оранжевые линии). Знаками “+” и “–” показано присутствие или отсутствие указанной стрелкой минеральной фазы в псевдосечении. Моделирование выполнено при фиксированных значениях температуры, давления и мольной доли углекислоты во флюиде: T = 700°C, P = 7.3 кбар, XCO₂ = 0.3. Исходный состав породы, в мас. %: SiO₂ 49.55, TiO₂ 1.04, Al₂O₃ 18.07, Fe₂O₃t 13.55, MnO 0.22, MgO 6.2, CaO 5.89, Na₂O < 0.1, K₂O 3.12, P₂O₅ 0.32. Серым цветом выделены псевдосечения с подходящим парагенезисом.

Скачать (4MB)
Метаданные
14. Рис. 13. Графическое представление реологического закона дислокационного крипа для используемых в модели материалов: (а) – зависимость напряжения от скорости деформации при фиксированной температуре 700°С; (б) – зависимость напряжения от температуры при фиксированной скорости деформации 1.е-15 (1/с). Номера линий соответствуют свойствам: 1 – PRL, влажного кварцита (Kronenberg, Tullis, 1984), 2 – PRS, габбро/амфиболита (Zhou et al., 2012), 3 – AR, сухого гранита (Ranalli, 1995), 4 – PRLh, безводного гранулита (Leloup et al., 1999), 5 – mc, мафической коры (Perchuk et al., 2018).

Скачать (1MB)
Метаданные
15. Рис. 14. Модельная структура коры Мейерской тектонической зоны и геометрия расчетной области по линии разреза АБ (рис. 1). PRL – ладожская серия; PRS, – сортавальская серия; AR – архейский комплекс; PRLh – лахденпохская серия; mc – мафическая кора под свекофеннидами. V – скорость перемещения аллохтона (Южный домен) при фиксированном автохтоне (Северный домен). Остальные граничные условия указаны в тексте. Положение метавулканитов сортавальской серии PRS показано для двух вариантов модели: пунктирными линиями – для моделей R2,3-геом2, сплошными линиями – для остальных в табл. 4.

Скачать (327KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Схемы экспериментов по деформированию пластообразной структуры в боксе при сжатии (а) и при растяжении (б) с движущейся правой стенкой. Постановка задачи и свойства материала соответствуют лабораторным и численным экспериментам, приведенным в (Buiter et al., 2006).

Скачать (412KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Сравнение результатов аналогового эксперимента по сжатию слоя из песка и результатов математического моделирования.  (а) – картины надвигообразования получены в эксперименте (Schreurs et al., 2006); (б, в, г) – при математическом моделировании с использованием пакетов I2ELVIS (Gerya, Yuen, 2003), LAPEX-2D (Babeyko et al., 2002) и MSC.Marc (настоящая работа). Представлены картины формирования надвига; цветом от синего к красному показана скорость пластических деформаций.

Скачать (1MB)
Метаданные
18. Рис. 17. Сравнение результатов аналоговых экспериментов и математического моделирования растяжения. (а, б) – деформированные конфигурации, полученные в экспериментах (Schreurs et al., 2006); (в, г) – результаты моделирования с использованием пакетов I2ELVIS (Gerya, Yuen, 2003), LAPEX2D (Babeyko et al., 2002); (д, е) – выполненное моделирование растяжения с использованием пакета MSC.Marc (настоящая работа) с моделью пластичности Друкера–Прагера (д) и Хубера–Мизеса (e). Тоном от синего к красному показана интенсивность пластических деформаций.

Скачать (2MB)
Метаданные
19. Рис. 18. Результаты термомеханического моделирования (модель R2-геом2, табл. 4) тектонического взаимодействия аллохтонного и автохтонного блоков Мейерской тектонической зоны на момент времени 1.67 млн лет (величина горизонтального сжатия коры 11.5%). (а) – общее давление (цветом показано увеличение давления от красного к синему, 1 ГПа = 10 кбар); (б) – распределение сдвиговой компоненты напряжений (МПа); (в) – интенсивность пластических деформаций; (г) – скорость деформации (1.e-13/с), пунктиром показано положение разлома.

Скачать (1MB)
Метаданные
20. Рис. 19. Картина распределения давления (а) и пластических деформаций (б) в модели (R3-геом2m1m2-m4) с одинаковыми реологическими свойствами блоков верхней коры Южного и Северного доменов (аллохтона и автохтона) и различными свойствами блоков нижней коры. Картины приведены на момент окончания сближения блоков (величина горизонтального сжатия коры 7%). Аномальная область сверхлитостатического давления в верхней коре отсутствует по сравнению с моделью R2-геом2 (рис. 18). Указан диапазон давления на контакте блоков. Пунктиром показано положение разлома.

Скачать (3MB)
Метаданные
21. Рис. 20. Длительность существования нелитостатического давления в приконтактовой области в центре модели (см. вставку). Невозмущенное давление на данной глубине составляет 4 кбар (точки а, б, в) и 6 кбар (точка г).

Скачать (733KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025