Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ. 6
ГЛАВА I. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ ЗЕМНОЙ
КОРЫ АРМЯНСКОЙ ССР. 10
Геологическое строение и тектоно-магматичес-кое развитие земной коры в кайнозое Армянской ССР. 10
Глубинное строение земной коры Армянской ССР. 16
Выделение отдельных геолого-тектонических структур(блоков) с помощью изучения геолого-геофизических полей. 28
Верхнеплиоцен-антропогеновые вулканические комплексы Армении. 32
Г.4.І. Кечутская вулканическая подзона. 33
Арагацкая вулканическая подзона. 35
Гегамская вулканическая подзона. 36
Айоцдзор-Варденисская вулканическая подзона. 37
Сюникская вулканическая подзона. 38
Кафанская вулканическая подзона. 38
Краткая петрохимическая характеристика и эволюция магматизма. 39
Экспериментальная изученность горных пород
земной коры Армении при высоких р,Т-условиях. 43
1.7. Общие вопросы и пути построения физико-хими
ческих моделей земной коры (на основе изуче
ния глубинных включений и магматических по
род) . 46
«- з -
Стр. ГЛАВА П. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИ-МЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ1 ДАВЛЕНИЙ. _ _ 51
Аппаратура высокого давления для измерения упругих волн и плотностных характеристик при комнатной температуре. 52
Метод вычисления скорости упругих волн, декремента объема и плотности. 55
Аппаратура высокого давления и температуры для измерения скорости продольных волн. 57
2Л. Методика измерения скоростей продольных волн и
проведения эксперимента при высоких давлениях и
температурах. 61
Аппаратура и методика определения декремента объема горных пород при высоких р,Т-условиях. 65
Аппаратура высокого давления и температуры для проведения петрологических экспериментов. 69
Камера высокого давления и температуры. 71
Методика проведения экспериментов по плавлению
и кристаллизации горных пород и определения сос
тава минеральных фаз. 74
ГЛАВА Ш. ЛАБОРАТОРНО-ЭКСПЕРИМЕНШЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛУБИННЫХ ВКЛИНЕНИЙ ПРИ ВЫСОКИХ РТ ПАРАМЕТ
РАХ. 79
3.1. Отличительные особенности глубинных включений
(обзор). 79
Стр. Сведения об изученности глубинных включений
в лавах Армянского вулканического нагорья. 83
Глубинные включения ассоцирующие с лавами
вулканических подзон Армении. 84
Петрохимические особенности глубинных вклю
чений и вмещающих лав Армянского вулканичес
кого нагорья. 99
Упруго-плотностные свойства глубинных вклю
чений в лавах Армянского вулканического на
горья при высоких давлениях и температурах. 103
Минералого-петрографические особенности ис
пытанных образцов глубинных включений. 103
Анизотропия глубинных включений. 107
Исследования упругих и плотностных характеристик глубинных включений при давлении до 15 кбар
и комнатной температуре. ИЗ
Результаты измерения скоростей iJp волн в образцах глубинных включений при давлениях до
15 кбар и температурах до 600С. 122
Измерение начальной плотности и объемной сжимаемости глубинных включений при давлении до
12 кбар в интервале температур 20-250С. 132
Экспериментальное изучение плавления ксено
литов из лав Гегамского нагорья при высоких
давлениях. 143
Стр.
ГЛАВА ІУ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЛУБИННЫХ ПРО
ЦЕССОВ И СОСТАВА ЗЕМНОЙ КОРЫ АРМЯНСКОГО
ВУЛКАНИЧЕСКОГО НАГОРИ НА П03ДНЕКАЙН030Й-
СКОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ. 154
4.1. Петроскоростная модель земной коры вулканичес
ких подзон Армении по данным изучения упруго-
плотностных свойств включений глубинных пород
при р,Т-параметрах земной коры. 154
4.2. Позднекайнозойская геодинамика Армянского вул
канического нагорья. "__ 166
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ. 179
ЛИТЕРАТУРА. 180-202
- б -
Введение к работе
Одной из важнейших проблем современной геологии и геофизики является изучение глубинного строения Земли [1-2]. Б этом отношении большое внимание уделяется комплексным исследованием глубинных зон земной коры и верхней мантии» Совершенно очевидно, что основной причиной наблюдаемых на поверхности геологических явлений (тектонических, магматических, метаморфических, металло-генических и др.) являются процессы, протекающие на глубинах, соответствующих низам земной коры и в верхней мантии [ 3-4-1 Исследование строения и состава глубоких зон земной коры и верхней мантии, а также явлений, происходящих в них, позволяет решать не только вышеперечисленные задачи геологии, но и обеспечивает фактическим материалом исследователей, занимающихся изучением внутреннего строения Земли и других планет [2,5-6] Процессы, протекающие в недрах Земли, предопределяют ее внутреннюю динамику геолого-геофизических явлений в различных регионах І6-7І. До последнего времени решение этой проблемы было возможно благодаря инструментальным геофизическим методам исследования-сейсмологическим, гравиметрическим, МТЗ и т.п. В последнее десятилетие мощным инструментом в познании глубинных процессов и конкретизации вещественного состава верхних оболочек Земли стали лабораторные физико-химические исследования горных пород, минералов и модельных силикатных оистем [5,8-12] . Эти исследования
дают реальные предпосылки для интерпретации региональных (и глобальных) геолого-геофизических данных.
В настоящее время сложилось представление о сложном, слоисто-блоковом строении земной коры и верхней мантии, которое определяет региональные различия по мощности и составу слагаю-
- 7 -щих пород [13-14]. Слоисто-блоковое строение на континентах приводит к латеральному и вертикальному неоднородному распределению вещества коры и верхней мантии [15-17]
Для выяснения региональных особенностей строения континентальной земной коры и верхней мантии, с разработкой вещественной модели и определения характера развивающихся в недрах региона глубинных процессов, большое значение имеет экспериментальное моделирование при высоких р,Т-параметрах. Пути построения вещественных моделей глубинных зон Земли и протекающих в них процессов на основе комплексных геолого-геофизических данных были детально разработаны Ю.М.Шейнманном [і8-І9].
Конкретные требования к регионам, для которых в настоящее время возможно построение достоверной физико-химической модели строения земной коры и верхней мантии и глубинных процессов, разработаны Ю.С.Геншафтом и др.[20]. Наиболее удачными для такого рода исследований являются те районы, которые в настоящее время, или в недавнем геологическом прошлом характеризовались активной вулканической деятельностью. При вулканизме одновременно с лавами на дневную поверхность выносились включения основных и ультраосновных пород, являющиеся отторвенцами вещества нижних слоев земной коры и верхней мантии.
Включения глубинных пород, ассоцирующие с вмещающими их вулканитами, являются индикаторами не только вещества глубин, но и позволяют оценить распределение термодинамических параметров. Комплексное изучение состава глубинных включений и вмещающих их лав, а также экспериментальное их изучение при высоких р,Т-усло-виях, по мнению ряда исследователей [іО-І7,2і], в настоящее время является практически единственным методом к построению региональных физико-химических моделей глубинных процессов и строения зем-
ной коры и верхней мантии. Экспериментальное лабораторное исследование глубинных включений и вмещающих их вулканитов при высоких р,Т- условиях имеет большое значение для решения фундаментальных задач петрологии - происхождения серий вулканических пород.
Исходя из вышеизложенного, весьма перспективным регионом для построения физико-химической модели глубинных процессов и изучения строения земной коры и верхней мантии является территория Армянской ССР, где в недавнем геологическом прошлом имели место активные вулканические процессы (две трети территории Армении покрыто продуктами позднекайнозойской вулканической деятельности). Значительная часть этой площади составляет Армянское вулканическое нагорье. С другой строны»' территория Армянской ССР достаточно детально изучена в геолого-геофизическом отношений.
Целью настоящей работы является - разработка физико-химической модели глубинных процессов и строения земной коры и верхней мантии под Армянским вулканическим нагорьем на поздне-кайнозойском этапе развития.
Осуществление этой программы слагается из решения следующих конкретных задач:
Изучение минералого-петрографических, геохимических, петрохимических особенностей глубинных включений в ассоциации с вмещающими вулканитами. Изучение закономерностей пространственно-временных вариации этих характеристик.
Исследование закономерностей изменения упруго-плот-ностных свойств глубинных включений при высоких термодинамических параметрах.
Исследование плавления и кристаллизации глубинных включений при высоких давлениях и температурах для выяснения
- 9 -возмоиных генетических соотношений между включениями и лавами*
4« Разработка петроскоростного разреза и физико-химической модели глубинных процессов и строения земной коры и верхней мантии для территории Армянского вулканического нагорья на основе сопоставления лабораторно-экспериментальных и геолого геофизических данных.
