Страницы: 1363-1380
Аннотация
Современные вычислительные возможности позволяют реализовать в виде расчетных моделей практически любые представления геологов о процессах формирования изучаемых структур, в том числе и диаметрально противоположные. При этом существует стремление использовать сложные, так называемые "реалистические" модели. Большое число параметров в таких моделях, путем надлежащего подбора значений, позволяет для разных постановок получить в результате расчета картину, сходную с реальной. Таким образом, вопрос об адекватности как самих моделей, так и лежащих в их основе представлений остается открытым. По-видимому, требуется некий общий подход к теоретическим построениям в геодинамике, который позволит определять область пригодности разрабатываемых моделей. Такой подход может быть реализован путем последовательных приближений на основе фундаментальных результатов "Теории простых жидкостей с затухающей памятью" - наиболее общего описания необратимого деформирования материала под действием неизотропных напряжений. При этом важно правильно сформулировать модель первого приближения. Она должна быть достаточно проста, основана на надежно установленных экспериментальных фактах, давать в рамках своей детальности адекватные, понятным образом интерпретируемые, нетривиальные результаты и естественным образом позволять дальнейшее уточнение - развитие следующих приближений. В настоящей работе мы попытались строго и последовательно построить такую модель для описания процесса формирования крупных эпиконтинентальных осадочных бассейнов, вопрос о генезисе которых в течение многих лет находится в центре внимания геологов. Модель основана на нескольких надежно установленных фактах: 1) у поверхности планеты в континентальных областях существует тепловой погранслой толщиной ~300 км с перепадом температуры 1300-1500 °С; 2) вещество литосферы, включая кору, необратимо деформируется в исследуемых медленных геологических процессах; 3) континентальная кора является довольно мощным слоем, с малой, по сравнению с мантией, плотностью. Проведенные численные эксперименты показали развитие в верхней мантии свободной конвекции, индуцирующей в легкой коре противотечение, вызывающее формирование над восходящими потоками осадочных бассейнов, а над нисходящими - поднятий, образующих при переходе к квазистационарному режиму платформенные щиты. Расчеты воспроизводят характерные структуры литосферы, коры и собственно осадочных бассейнов и этапы их эволюции, соответствующие имеющимся геолого-геофизическим данным, за исключением эффектов, обусловленных, как мы полагаем, более высокой температурой мантии и динамикой возникающего при этом расплава. (Включение в модель описания декомпрессионного плавления мантийного вещества, сепарации, миграции и замерзания образующегося расплава предполагается в наших следующих публикациях). Предложенная модель первого приближения пригодна для описания широкого класса геодинамических процессов подобного масштаба.
