МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ КОРОВИХ СИСТЕМ В КОНТЕКСТІ ПРОБЛЕМИ ПРОСТОРУ ПІД ЧАС ГРАНІТОУТВОРЕННЯ

Анотація

В геології особливе місце займає проблема гранітів. Розгляд задачі гранітоутворення призводить до ряду часткових задач, серед яких вирізняються питання глибинності гранітоутворення та механізмів забезпечення простору для крупних гранітоподібних тіл. В проблемі простору геомеханічна складова має першочергову важливість. Головні чинники, що формують напружено-деформований стан в системі гранітоутворення –постійно діючі масові гравітаційні сили, тектонічні сили міжплитної взаємодії, псевдомасові сили об'ємних термопружних ефектів, фазових перетворень в процесах метаморфізму, метасоматозу, часткового і повного плавлення. В існуючих дослідженнях напружено-деформованого стану корових систем геологічні середовища вважаються квазіоднорідними. Метою роботи є побудова загального підходу до комп'ютерного моделювання поведінки геолого-механічних систем рангу мегаблоків в контексті проблеми простору під час гранітоутворення, з врахуванням структурної анізотропії системи. Оскільки можливості натурного моделювання складних багатофакторних магматогенних систем є обмеженими, більш доцільним є математичне моделювання, особливо в сенсі моделювання механічних систем. Найбільш оптимальним є перевірка геологічних гіпотез і емпіричних даних шляхом створення простих моделей з подальшим їх ускладненням за рахунок переходу до все більш складних комбінацій силових факторів, реологічних станів, граничних умов і т.д. В статті розглядається задача визначення напруженодеформованого стану геолого-механічної системи рангу мегаблоків. Вважаючи температуру середовища відомою, одержано визначальні співвідношення для описання поведінки геолого-механічної системи при сумісній дії на неї гравітації, неоднорідного температурного поля і заданих на границях системи силових і кінематичних впливів. Для побудови алгоритму розв'язання пружної задачі використовується модифікований метод граничних елементів. Одержано визначальні співвідношення розглядуваної задачі, побудовано чисельно-аналітичний алгоритм визначення напруженодеформованого стану розглядуваної геолого-механічної системи. Математична модель та відповідний алгоритм чисельного розрахунку напружено-деформованого стану розглядуваної системи дозволяють аналізувати напружено-деформований стан геолого-механічної системи при сумісній дії на неї гравітації, неоднорідного температурного поля і заданих на границях системи силових і кінематичних впливів, з врахуванням структурної анізотропію системи. Таким чином, запропонований метод дозволяє досліджувати характер полів напружень, а отже, прогнозувати геометрію потенційних областей відносної декомпресії та розтягу, які є найбільш сприятливі для гранітоутворення. Ключові слова: гранітоутворення, структурна анізотропія, термопружність.