ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№3(40) июль-сентябрь 2018

НЕСТАЦИОНАРНАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ СУБЛИМАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ПЛЕНОК В ПОТОКЕ ЭНДОГЕННОГО ФЛЮИДА

Выпуск № 1 (26) январь-март 2015
Авторы:

Черепанова Вера Корнилиевна,
Черепанов Анатолий Николаевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2015-1-7-19
Аннотация
В процессе затвердевания магматического расплава, заполняющего интрузивную камеру, находящуюся на некоторой глубине под поверхностью земли или морского дна, возможно развитие флюидопотока, направленного вверх к дневной поверхности. Когда надкритический магматический флюид фильтруется от такого «источника» по порам и трещинам вмещающих пород, ранее отложившиеся на их стенках минералы могут переходить в газовую фазу и захватываться потоком флюида, который будет перемещать их к более высоким горизонтам. В дальнейшем при изменении условий по температуре и давлению во флюидопотоке эти минералы могут вновь осаждаться на стенках трещинных каналов, образуя рудоотложения. В представленной работе предложена нестационарная одномерная физико-математическая модель процесса сублимирования минеральной пленки, находящейся на стенках плоских трещин во вмещающей породе, в поток магматического флюида. Математическая постановка задачи аналогична той, которая была нами ранее использована при описании процесса сублимации твердых металлоорганических прекурсоров, что соответствует первому этапу процесса химического осаждения из паровой (газовой) фазы (CVD-технологии). Процессы сублимации базитовых и ультрабазитовых пород под воздействием магматических флюидов количественно исследованы весьма слабо, а имеющихся данных по теплофизическим и термодинамическим характеристикам таких соединений недостаточно. По этим причинам при расчетах были использованы средние для данного класса веществ значения параметров, соответствующие «разумным» диапазонам, а для численного решения исходная система уравнений была приведена к безразмерному виду. Решение задачи динамики сублимирования пород литосферы в безразмерных величинах дало возможность проанализировать влияние критериев Нуссельта и Шервуда, характеризующих интенсивность конвективного тепломассообмена, на температуру, толщину минеральной пленки, линейную и массовую скорости сублимации. Полученные значения времени полного «растворения» минеральной пленки, расхода и суммарной массы сублимированного вещества, переносимого магматическим флюидом по трещинам вмещающих пород, позволяют оценить масштабы эндогенного рудообразования, обусловленного сублимационным механизмом. 
Ключевые слова: сублимация, математическая модель, магматический флюид, базитовые породы, эндогенное рудообразование, минеральная пленка, трещиноватые породы

Список литературы
  1. Ащепков И.В. Глубинные ксенолиты Байкальского рифта. – Новосибирск: Наука, 1991. – 157 с.
  2. Взаимодействие пород верхней мантии с глубинными флюидами и расплавами в Байкальской рифтовой зоне / Н.Л. Добрецов, И.В. Ащепков, В.А. Симонов, С.М. Жмодик // Геология и геофизика. – 1992. – № 5. – С. 3–21.
  3. Кутыев Ф.Ш., Шарапов В.Н. Петрогенезис под вулканами. – М.: Недра, 1979. – 105 с.
  4. Menzies M.A. Mantle metasomatism / C.J. Hawkesworth, ed. – London: Academic Press, 1987. – 472 p.
  5. Квазиодномерная модель тепломассопереноса при сублимации пластины молекулярного кристалла в плоском канале / А.Н. Черепанов, В.П. Шапеев, Л.Г. Семин, В.К. Че-репанова, И.К. Игуменов, А.Н. Михеев, Н.В. Гельфонд, Н.Б. Морозова // Прикладная механика и техническая физика. – 2003. – Т. 44, № 4. – С. 109–115. – doi: 10.1023/A:1024205325715.
  6. Черепанова В.К. Математическая модель процесса сублимации металлоорганических соединений в потоке инертного газа // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2011. – № 1 (16). – С. 41–53.
  7. Модель динамики сублимирования пород литосферы над очагами базитовых расплавов / В.Н. Шарапов, А.Н. Черепанов, В.А. Акимцев, В.К. Черепанова // Доклады Академии наук. – 2002. – Т. 385, № 4. – С. 533–536.
  8. Геокатализ и эволюция мантийно-коровых магматогенных флюидных систем / В.Н. Шарапов, К.Г. Ионе, В.М. Мысов, М.П. Мазуров, Ю.В. Перепечко. – Новоси-бирск: ГЕО, 2008. – 192 с.
  9. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1973. – 319 с.
  10. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М.: Высшая школа, 1981. – 400 с.
  11. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Вычислительные методы. – М.: Наука, 1976. – 237 с.
  12. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. – Новосибирск: Наука, 1970. – 649 с. 
Просмотров: 844