А.Б.Кирмасов
Тектонофизическиеэксперимент с использованием эквивалентных материалов позволяют исследоватьмногие закономерности образвоания различных геологических структур. Какправило, геологическое время (многие миллионы лет), требуемое для образованиягеологических структур в природе, в модели соответствует минутам, иногда часам,а размеры природных объектов (десятки, а иногда сотни и тысячи километров)моделируются в установках, размеры которых не превышают первые десятки см.Такое «несоответствие» уравновешивается применением материалов,свойства которых (прежде всего вязкость) на несколько порядков отличаются отреальных горных пород. В качестве таких эквивалентных материалов применяютглину, песчано-солидоловые смеси и некоторые другие вещества.
Вэкспериментах, выполненных J. Barraud с соавторами (Barraud, J., Gardien, V.,Allemand, P. and Grandjean, P., 2001. Analog modelling of melt segregation and migration duringdeformation. Physics andChemistry of the Earth Part A 26, 317-323, *.pdf), для изучения деформации вмигматитах используется частично расплавленный воск. В различных опытахсравнивались результаты по деформации модели без плавления и с различнойстепенью участия расплавленного материала при укорочения модели и смятии.
Вкачестве материала использовался микрозернистый воск и крупнозернистый парафин,которые пластичны при температуре выше 30oC, но при компнатнойтемпературе ведут себя как хрупкие вещества. Воск имеет более сложное,многокомпонентное строение, чем парафин. Наиболее легкие компоненты восканачинают плавиться при температуре около 40oC. Уже при 60oCвоск представляет собой вещество, состоящее из жидкой подвижной фазы и твердойвязкой фазы. Свыше 80oC воск испытывает полное плавление. Этисвойства воска позволяют использовать его для аналогового моделированиячастично раплавленных пород.
/>
geo.web.ru/db/msg.html?mid=1166357&uri=exp42.aviМодель с частичным плавлением. Модель из12 слоев общей мощностью 64 мм. Количество расплава около 28%.
/>
geo.web.ru/db/msg.html?mid=1166357&uri=exp44.aviМодель без плавления. Модель из 13 слоевобщей мощностью 68 мм.
Сравнениеэкспериментов без расплава и с участием расплавной фазы позволяет понять рольплавления. Утолщение, особенно в левой части модели, у активного штампа, болеепроявлено в экперименте без плавления, поскольку не происходит изменения объемаза счет удаления, выдавливания расплавленного материала. В эксперименте безрасплава слои ведут себя как относительно «монолитная» пачка слоев,испытывающая флексурообразное изгибание. Появление расплавной фазы создаетдополнительную расслоенность деформируемого объема, в котором за счет этогопроисходит образование целой серии малоамплитудных складок. Т.е., условия,которые в традиционных экспериментах по моделированию складок задаютсяуменьшением мощности слоев, в данном случае реализуются за счет плавления.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта geo.web.ru/