Внутренняя геодинамика (эндогенные процессы). Вулканы и вулканические системы

Учебное пособие «Общая геодинамика» направлено на доступное представление студентам информации о сложных геодинамических процессах, возникающих в результате эволюции Земли и обуславливающих движение масс вещества и энергии внутри Земли и в ее верхних твердых геосферах.

Подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета.

С помощью структурного анализа потенциальных полей совместно с другими геолого-геофизическими данными (в первую очередь с данными сейсмологии, сейсморазведки, бурения и драгирования) можно разрешить многие дискуссионные проблемы строения и эволюции тектоносферы.

С помощью структурного анализа потенциальных полей совместно с другими геолого-геофизическими данными (в первую очередь с данными сейсмологии, сейсморазведки, бурения и драгирования) можно разрешить многие дискуссионные проблемы строения и эволюции тектоносферы.

С помощью структурного анализа потенциальных полей совместно с другими геолого-геофизическими данными (в первую очередь с данными сейсмологии, сейсморазведки, бурения и драгирования) можно разрешить многие дискуссионные проблемы строения и эволюции тектоносферы.

Коллектив кафедры динамической геологии и геологического факультета МГУ поздравляет с юбилеем профессора, доктора геолого-минералогических наук Анатолия Георгиевича Рябухина.

На основе предложенного ранее варианта концепции тепловых мантийных плюмов рассматривается гипотетическое объяснение возникновения островных дуг, их последующее погружение и образование расширяющихся со временем двух смежных с ними линейных впадин. В этой модели расположенный под корой вертикальный плюм, имеющий высоту порядка размера верхней мантии, в среднем плотнее (тяжелее) среды при умеренном перегреве относительно нее (в теплом состоянии). Его поведение нормализуется с увеличением средней температуры – сильноперегретый (горячий) плюм легче среды. Теми же свойствами плавучести, что и плюм, обладают вертикальные колонки перегретой среды верхней мантии. Немонотонное поведение средней плотности колонок плюма и среды при увеличении их средней температуры аналогично поведению плотности воды, которая в интервале ≈273–281 К больше, чем при 273 К, и меньше последней при перегреве >281 К. При интерпретации возникновения островной дуги как следствия всплытия до уровня коры горячего плюма в форме вертикальной пластины, названная аномалия плотности приводит к тому, что при передаче тепла от плюма среде в двух плоских тепловых волнах, реализующихся на двух границах плюма-пластины со средой верхней мантии, он постепенно остывает и уплотняется (начиная с границ со средой), среда, нагреваясь до теплого состояния, также уплотняется. Подобное уплотнение может являться причиной погружения островов и образования и расширения со временем двух пограничных линейных впадин (впадин стыка), имеющих горизонтальный размер Δx~(χt)0,5 (~ 10(t)0,5, Δx – км, t – время после всплытия плюма в млн. лет, χ ≈ 0,01 см2/с). На больших промежутках времени образуется общая впадина, отвечающая переходу вещества плюма и нагретой от него среды в теплое плотное состояние. Выполнено упрощенное моделирование этих процессов при решении одномерной задачи о горизонтальном остывании вертикальной пластины воды с начальной температурой >281 К, помещенной в водную среду при 273 К. Решение подтвердило ожидаемый рельеф поверхности в районе всплытия плюма-пластины. Рассмотренные модельные варианты показали возможность реализации различных режимов движения (центробежный, центростремительный, с нулевой скоростью) границы поверхностного поднятия со впадиной стыка и максимума впадины стыка (аналог оси глубоководного желоба) по отношению к центральной плоскости пластины в зависимости от исходных параметров задачи. При моделировании выявлено, что при общем опускании поверхности ее ограниченный участок, примыкающий к максимуму впадины стыка, после погружения до максимальной глубины может испытывать относительный подъем. Сделана попытка приложения полученных модельных результатов к интерпретации Курильской островодужной системы.

Целью лабораторных занятий по геотектонике является изучение методики тектонического анализа и реконструкций палеоструктур и тектонических режимов геологического прошлого, а также развитие у студентов научного мышления и способности делать обоснованные выводы по объекту исследований. Лабораторные работы по геотектонике представляют собой конкретные задания, выполнение которых основано на применении одного или нескольких методов неотектонических и палеотектонических исследований. В качестве исходного материала для лабораторных занятий использовались литературные сведения по геологическому строению отдельных регионов РФ, результаты собственных научных исследований авторов.

В данном пособии содержатся указания по анализу топографической карты, геологических карт с горизонтальным и наклонным залеганием пород, методам определения элементов залегания, составлению геологических разрезов. Учебное пособие иллюстрируется рисунками.

В пособии приведены методы составления графических материалов. Использование лабораторного практикума позволяет сформировать у студентов навыки обработки и интерпретации геологических разрезов и умение выделять складчатые структуры, изображать тела вулканических и субвулканических горных пород на геологической карте, а также картировать природные резервуары и ловушки нефти и газа.

Обсуждается опыт создания геолого-геомеханической модели Юрубчено-Тохомского месторождения, расположенного в Красноярском крае. Производится сопоставление критериев напряженно-деформированного состояния продуктивного объекта с фильтрационными характеристиками коллектора трещинного типа. На основании полученных зависимостей, опираясь на 3D сейсмику, находится куб проницаемости.

Представлен обзор имеющихся знаний о процессах субдукции, полученных методами геологии, петрологии и сейсмологии. Показана роль каждого из направлений в изучении зон субдукции, их сильные и слабые стороны. На основе анализа результатов многомасштабных томографических исследований делается предположение о многоуровневой системе миграции флюидов и расплавов над погружающимся слэбом. В работе приводятся возможные физико-химические сценарии эволюции глубинных источников вулканизма с учетом широкого круга геологических и геофизических данных. Рассмотрены два ключевых объекта. Первый — Камчатка и Япония, представляющие собой современную зону субдукции, которая активно изучается различными геолого-геофизическими методами. Исследования Камчатки и Японии подтверждают определяющую роль выплавления андезитов при субдукции океанической коры, а также сложность построения модели с независимой миграцией расплавов и флюидов. На примере Камчатки уточнена роль промежуточных камер на глубине 50—80 и около 30 км и показано значение малоглубинных камер как этапов подготовки к извержению. Второй объект — Кокчетавский массив, который представляет собой вынесенный на поверхность фрагмент древней зоны субдукции. Эксгумация пород, претерпевших субдукцию, дает возможность напрямую исследовать состав и возраст расплавов, сопутствовавших субдукции на протяжении всей жизни процесса.

Спецкурс «Введение в тектонофизику» направлен, в первую очередь, на ознакомление студентов направления 020700 – Геология с важнейшими методиками современного структурного анализа при изучении геодинамики территорий.

This work has been carried out using methods of numerical modeling to detect weakened zones in the basement of the region in regard to the construction and economic human activities. For this purpose, we have constructed quantitative models of the stressed-deformed state of the Earth’s crust in the region considering its evolution. Determined for the first time are the structures that accumulated a tectonic-magmatic activity and produced mobile-permeable zones in the Precambrian mainly. For the first time, we have found an interrelation between localities of deep fractures (activation areas) and the stressed-deformed state of the Earth’s crust caused by the impact of regional tangential stresses. Most of mineral deposits are located within the identified weakened zones of the geological basement. Economic activity of the population is concentrated there, which affects the ecological situation in the region. In addition, most of the territory where the mobile- permeable areas are detected in the basement is overlapped by known seismogenic zones of the region. Consequently, seismic events with an increased level of magnitude are more often generated in these areas due to the detente of interblock stresses in the geological environment. The provided research indicates the necessity of studying the general geological structure of the region and identifying setting areas of ancient deep deformation structures in design and construction of the major industrial, road, hydraulic engineering and other objects. Citation: Filatova VT (2019) Formation of defused stress areas in the Earth's crust of the Kola region and associated environmental risks in capital construction. Arctic Environmental Research 19(1): 20–34. https://doi.org/10.3897/issn2541-8416.2019.19.1.20

Исследования ледяного покрова показали, что во многих случаях температура нижнего слоя льда толщиной несколько сантиметров может быть на несколько десятых градуса Цельсия выше, чем температура приледного слоя воды.

This work has been carried out using methods of numerical modeling to detect weakened zones in the basement of the region in regard to the construction and economic human activities. For this purpose, we have constructed quantitative models of the stressed-deformed state of the Earth’s crust in the region considering its evolution. Determined for the first time are the structures that accumulated a tectonic-magmatic activity and produced mobile-permeable zones in the Precambrian mainly. For the first time, we have found an interrelation between localities of deep fractures (activation areas) and the stressed-deformed state of the Earth’s crust caused by the impact of regional tangential stresses. Most of mineral deposits are located within the identified weakened zones of the geological basement. Economic activity of the population is concentrated there, which affects the ecological situation in the region. In addition, most of the territory where the mobile- permeable areas are detected in the basement is overlapped by known seismogenic zones of the region. Consequently, seismic events with an increased level of magnitude are more often generated in these areas due to the detente of interblock stresses in the geological environment. The provided research indicates the necessity of studying the general geological structure of the region and identifying setting areas of ancient deep deformation structures in design and construction of the major industrial, road, hydraulic engineering and other objects.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета.

В учебном пособии приводятся общие сведения о формах залегания осадочных, магматических, метаморфических горных пород, складчатых и разрывных нарушений и геологических картах. Кратко охарактеризованы главные тектонические структуры литосферы и тектоническое строение территории России.

Рассмотрены особенности внутривековых климатических изменений ледовитости Евразийских арктических морей и некоторых других показателей климата Земли. Анализируются возможные естественные причины выявленных изменений.

Теория литосферных плит.

Предлагается флюидная модель формирования мантийных плюмов. При эмиссии газа из ядра Земли происходит его накопление на границе ядро—мантия в виде линз, которые при достижении критического размера прорываются в мантию и мигрируют к поверхности. Создается относительно стационарный трансмантийный поток флюида с границы ядро—мантия, прогревающий мантию и взаимодействующий с ней. В основании прочной литосферы поток останавливается и распространяется латерально, вызывая плавление с формированием магматических резервуаров, массово внедряющихся и изливающихся при достижении критических размеров.

Такого собрания вершин, как в Эквадоре, пожалуй, нет ни в одном другом месте Земли. Это скопление десятков огнедышащих и уснуших гор, почти сливающихся своими подножьями, получило у географов название "авенида вулканов".