Корові термобаричні перетворення мінеральної речовини і пов’язане з ними сейсмічне вертикальне розшарування літосфери

Abstract

Методом порівняння експериментальних даних з лабораторного вивчення пружно-густинних характеристик гірських порід (Vp, Vs, ρ) залежно від тиску і температури,що змінюються за програмами, відповідними їхньому розподілу з глибиною для конкретного регіону, і матеріалів глибинного сейсмічного зондування встановлено, що в земній корі на глибинах 3–25 км існують зони знижених швидкостей (хвилеводи) термодинамічної природи. Cтруктурно-фізичними експериментальними дослідженнями зразків порід після дискретного РТ навантаження показано, що при тиску і температурі, які характерні для глибин зон інверсії швидкості, породи розущільнені переважно в ділянці міжзернових контактів. Спостерігається ефект дилатансії зі слідами катакластичних перетворень. Зі збільшенням глибини залягання порід наведені структурні зміни мінеральної речовини зникають за рахунок її пружно-пластичного перетворення подібно до регіонального метаморфізму. Зони знижених швидкостей термодинамічної природи у земній корі нестійкі та чутливі до змін глибинних термодинамічних умов. Їхня конфігурація (потужність, інтенсивність, розташування в земній корі) залежить від глибинних теплових потоків конкретного регіону та теплопровідності порід.

Методом сопоставления экспериментальных данных лабораторного изучения упруго-плотностных характеристик горных пород (Vp,Vs, ρ) в зависимости от давления и температуры, изменяющихся по программам, соответствующих их распределению с глубиной для конкретного региона, и материалов глубинного сейсмического зондирования установлено, что в земной коре на глубинах 3–25 км существуют зоны низких скоростей(волноводы) термодинамической природы.Cтруктурно-физичес-кими исследованиями образцов пород после дискретной РТ нагрузки показано, что при давлении и температурах, характерных для глубин зон инверсии скорости, породы разуплотнены в основном в области межзерновых контактов. Наблюдается эффект дилатансии со следами катакластических преобразований. С увеличением глубины залегания пород указанные структурные изменения мине-рального вещества исчезают за счет упруго-пластического преобразования структуры пород, подобно региональному метаморфизму . Зоны низких скоростей термодинамической природы в земной коре неустойчивы и чувствительны к изменениям глубинных термодинамических условий. Их конфигурация (мощность, интенсивность, расположения в земной коре) зависит от глубинных тепловых потоков конкретного региона и теплопроводности пород.

In the resent years fragmentary crustal low velocity zones were revealed by DSS profiles at depths of 3-25 km around the Earth. In most cases they are considered as thermodynamical phenomena rather than a result of changing composition when mineral material is transformed by pressure and temperature at the depth of their occurrence. Multimethod laboratory studies of sample show that under PT conditions at 5-15 km depths rocks are subjected to cataclastic and dilatational changes. A major mechanism responsible for this behaviour is a resultant effect of irregular and differently oriented tensions in the sample. In contacts between grains they reach values which exceed the strength limit of individual minerals that destructs integrity medium at a microlevel. Here the rocks are characterized by low Young and shear modules, high brittleness (low Poissons’s ratio), high discompaction (high dilatancy), low thermal conductivity(λ). The inversion zones in most cases well coincide with low velocity zones in the Earth’s crust from DSS profiles. As low velocity zones result from temperature destruction of rocks uncompensated by pressure at 5-18 km depths, іnstability of the crustal thermobaric zones of low velocity result in their episodic occurrence in the crust and their vertical and horizontal migration depending on temperature fluctuations in the crust.