551.2:551.14:536.25

На основе данных лабораторного и теоретического моделирования мантийных плюмов представлены структура канала термохимического плюма малой тепловой мощности, поднимающегося от границы ядро-мантия, и схема образования поднятия дневной поверхности под воздействием плюма малой мощности. Представлены оценки величины сверхлитостатического давления на кровле плюма и соответствующей вертикальной силы, направленной к кровле плюма. Течение в высоковязком массиве над кровлей плюма происходит под действием движущего перепада давления, представляющего собой разность сверхлитостатического давления на кровле плюма и литостатического давления в массиве над ней. Получены профили поднятия, образовавшегося в результате действия группы из десяти плюмов, кровли которых находятся на глубине X=35 км и расстояние между которыми Δy=100 км. Суммарная высота поднятия равна наибольшей высоте поднятия h_max, образованного каждым плюмом по отдельности, за исключением краевых частей поднятия. Число хребтов с осями, расположенными нормально к оси главного хребта, отвечает числу термохимических плюмов, над которыми формируется поднятие. При расстоянии между плюмами Δy=150 км получен пилообразный профиль модельного поднятия в вертикальной плоскости, проходящей вдоль главного хребта. Для группы плюмов при Δy=100 км и X=35 км полученные параметры модельного поднятия близки к параметрам поднятия Верхоянского хребта.

Based on the data of laboratory and theoretical modeling of mantle plumes, the structure of the conduit of thermochemical plume of low thermal power rising from the core-mantle boundary is presented as well as a scheme of an uplift formation of the day surface under the influence of a low-power plume. Estimates are given for the superlithostatic pressure on the plume roof and the corresponding vertical force directed to the plume roof. The flow in a highly viscous block above the plume roof occurs under the action of a driving pressure drop, which is the difference between the superlithostatic pressure on the plume roof and the lithostatic pressure in the block above it. We obtained the profiles of the uplift formed as a result of the action of a group of ten plumes. The plume roofs are located at depth of X=35 km and the distance between plumes is Δy=100 km. The total elevation is equal to the highest elevation formed by each plume individually, with the exception of the marginal parts of the uplift. The number of ridges with axes located normally to the main ridge corresponds to the number of thermochemical plumes above which the uplift is formed. For a distance between the plumes Δy=150 km, a sawtooth elevation profile in a vertical plane along the main ridge was obtained. For a plume group with Δy=100 km and X=35 km, model uplift parameters obtained are close to the uplift parameters of the Verkhoyansk ridge.

доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, заведующий лабораторией, 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

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

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

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

Белоусов В.В. Основы геотектоники. М.: Недра. 1989. 382 с.

Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G. Conditions for the formation of uplift by a plume that has not reached the surface. Geotectonics. 2022. V. 56. No. 6. Pp. 781-790. doi: 10.1134/S0016852122060048.

Sengor A.M.C. Elevation as indicator of mantle-plume activity. GSA Spec. Pap. 2001. V. 352. Pp. 183-225.

Ernst R.E. Large igneous provinces. Cambridge: Cambridge Univ. Press. 2014. 653 p.

Rainbird R.H., Ernst R.E. The sedimentary record of mantle-plume uplift. GSA Spec. Pap. 2001. V. 352. Pp. 227-245.

Burov E., Guillou-Frottier L., dAcremont E., Le Pourhiet L., Cloetingh S. Plume head-lithosphere interactions near intra-continental plate boundaries. Tectonophysics. 2007. V. 434. Pp. 15-38.

Griffiths R.W., Campbell I.H. Interaction of mantle plume heads with the Earths surface and onset of small-scale convection. J. Geophys. Res. 1991. V. 96. No. B11. Pp. 18295-18310.

Griffiths R.W., Campbell I.H. Stirring and structure in mantle starting plumes. Earth Planet. Sci. Lett. 1990. V. 99. Pp. 66-78.

Kirdyashkin A.A., Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.G. Thermochemical plumes. Russian Geology and Geophysics. 2004. V. 45. No. 9. Pp. 1057-1073.

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. No. 1-4. Pp. 66-92. doi: 10.1016/j.lithos.2007.06.025.

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

Kirdyashkin A.G., Kirdyashkin A.A. Mantle thermochemical plumes and their influence on the formation of highlands. Geotectonics. 2015. V. 49. No. 4. Pp. 332-341. doi: 10.1134/S0016852115040032.

Gladkov I.N., Distanov V.E., Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G. Stability of a melt/solid interface with reference to a plume channel. Fluid Dynamics. 2012. V. 47. No. 4. Pp. 433-447. doi: 10.1134/S0015462812040023.

Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.G., Kirdyashkin A.A. Parameters of hot spots and thermochemical plumes. Russian Geology and Geophysics. 2005. V. 46. No 6. Pp. 575-588.

Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука. 1974. 742 с.

Шолпо В.Н., Рогожин Е.А., Гончаров М.А. Складчатость Большого Кавказа. М.: Наука. 1993. 192 с.

Прокопьев А.В., Парфенов Л.М., Томшин М.Д., Колодезников И.И. Чехол Сибирской платформы и смежных складчато-надвиговых поясов. В книге: Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». 2001. С. 113-155.

Третьяков Ф.Ф. Некоторые аспекты строения консолидированной коры Верхоянского складчато-надвигового пояса // Отечественная геология. 2017. №5. С. 116-122.

Парфенов Л.М., Прокопьев А.В., Спектор В.Б. Рельеф земной поверхности и история его формирования. В книге: Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». 2001. С. 12-32.

Smirnov V.N. The Verkhoyansk-Chukchi area of the recent orogeny: zoning and the main formation stages. Russian Geology and Geophysics. 2012. V. 53. Pp. 467-474. doi: 10.1016/j.rgg.201 00.