551.2: 551.14

Методом лабораторного моделирования определяется гидродинамическая структура течения в области сопряжения канала плюма и канала излияния для термохимических плюмов с тепловой мощностью 1.6·10¹⁰ Вт<N<2.6·10¹⁰ Вт (алмазоносных плюмов). Из фотографий картин течения определены профили скорости в области сопряжения каналов. Обнаружена застойная зона в основном цилиндрическом канале и определена скорость течения в ней. Результаты экспериментального моделирования и теоретического анализа указывают на то, что при исследовании процессов излияния расплава неообходимо учитывать сверхлитостатическое давление на кровле плюма, равное сумме напора, расходуемого на преодоление трения расплава о стенки канала излияния, и напора, расходуемого на увеличение динамического давления в нем. Получено соотношение, определяющее зависимость скорости течения в канале излияния от параметров этого канала и канала плюма.

Thermochemical plumes with intermediate thermal power (1.6·10¹⁰ W<N<2.6·10¹⁰ W) are diamondiferous ones. For such a plume, the hydrodynamic melt flow structure in the interfacing zone of plume conduit and eruption conduit is determined by laboratory modeling. Using the photographs of the flow we have measured the velocity profiles in this area. The stagnant area is detected in the main cylindrical channel ('plume conduit'). The experimental modeling and theoretical analysis imply that the superlithostatic pressure should be taken into account in studies of the melt eruption. The superlithostatic pressure is the sum of the frictional pressure drop and increasing dynamic pressure in the eruption conduit. The dependence of the melt flow velocity in it on parameters of both the eruption and the plume conduits has been found and a correlation has been derived.

доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, заведующий лабораторией, Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН, доцент, Новосибирский государственный университет

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН

научный сотрудник, Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН

Dawson J.B. Kimberlites and Their Xenoliths. Berlin: Springer. 1980. 252 p.

Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G., Vernikovsky V.A., Gladkov I.N. Modelling of thermochemical plumes and implications for the origin of the Siberian traps. Lithos. 2008. V.100. Pp. 66-92. doi: 10.1016/j.lithos.2007.06.025.

Fedortchouk Y., Matveev S., Carlson J.A. H2O and CO2 in kimberlitic fluid as recorded by diamonds and olivines in several Ekati Diamond Mine kimberlites, Northwest Territories, Canada. Earth Planet. Sci. Lett. 2010. V. 289. Pp. 549-559.

Jaques A.L. Kimberlite and lamproite diamond pipes. AGSO J. Aust. Geol. Geophys. 1998. V. 17. No. 4. Pp. 153-162.

Kennedy C.S., Kennedy G.C. The equilibrium boundary between graphite and diamond. J. Geophys. Res. 1976. V. 81. Pp. 2467-2470.

Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G. On thermochemical mantle plumes with an intermediate thermal power that erupt on the Earth's surface. Geotectonics. 2016. V. 50. No. 2. Pp. 209-222. doi: 10.1134/S0016852116020059.

Kirdyashkin A.A., Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.G. Heat transfer between a thermochemical plume channel and the surrounding mantle in the presence of horizontal mantle flow. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2009. V. 45. No. 8. Pp. 684-700.

Li X., Kind R., Priestley K., Sobolev S.V., Tilmann F., Yuan X., Weber M. Mapping the Hawaiian plume conduit with converted seismic waves. Nature. 2000. V. 405. Pp. 938-941.

Schlichting H. Boundary-Layer Theory. New York: McGraw-Hill. 1979. 817 p.