The Formation of Continental Crust from a Physics Perspective


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The generation of crustal material and the formation of continental crust with a thickness of ≈40 km involve different physical mechanisms operating over different time-scales and length-scales. This review focusses on the building of a thick crustal assemblage and on the vertical dimension where the consequences of gravity-driven processes are expressed most clearly. Continental crustal material is produced by a sequence of crust and mantle mlelting, fractionation of basaltic melts and sinking of dense mafic cumulates. The repeated operation of these mechanisms over tens of million years leads to a thick stably stratified crust. We evaluate the main mechanisms involved from a physics perspective and identify the key controls and constraints, with special attention to thermal requirements.
To form magma reservoirs able to process significant magma volumes and to allow the foundering of mafic cumulates, melt must be fed locally at rates that are larger than that of average crustal growth. This requires the temporary focussing of magmatic activity in a few centers. In some cases, foundering of dense cumulates does not go to completion, leaving a deformed residual body bearing tell-tale traces of the process. Crust must be thicker than a threshold value in a 30–45 km range for mafic cumulates to sink into the mantle below the crust. Once that threshold thickness has been reached, further additions lead to increase the proportion of felsic material in the crust at the expense of mafic lithologies which disappear from the crust. This acts to enhance radiogenic heat production in the crust. One consequence is that crustal temperatures can be kept at high values in times of diminished melt input and also when magmatic activity stops altogether, which may lead to post-orogenic intracrustal melting and differentiation. Another consequence is that the crust becomes too weak mechanically to withstand the elevation difference with neighbouring terranes, which sets a limit on crustal thickening. The thermal structure of the evolving crust is a key constraint on the overall process and depends strongly on radiogenic heat production, which is surely one of the properties that make continental crust very distinctive. In the Archean Superior Province, Canada, the formation of juvenile continental crust and its thermal maturation 2.7 Gy ago can be tracked quite accurately and reproduced by calculations relying on the wealth of heat flow and heat production data available there. Physical models of magma ascent and storage favour the formation of magma reservoirs at shallow levels. This suggests that crustal growth proceeds mostly from the top down, with material that gets buried to increasingly large depths. Vertical growth is accompanied by lateral spreading in two different places. Within the crust, magma intrusions are bound to extend in the horizontal direction. Deeper down, lateral variations of Moho depth that develop due to the focussing of magmatic activity get relaxed by lower crustal flow. This review has not dealt with processes at the interface between the growing crust and the mantle, which may well be where dikes get initiated by mechanisms that have so far defied theoretical analyses. Research in this particular area is required to further our understanding of continental crust formation.

Об авторах

Claude Jaupart

Institut de Physique du Globe

Автор, ответственный за переписку.
Email: jaupart@ipgp.fr
Франция, 1 rue Jussieu, Paris

Jean-Claude Mareschal

GEOTOP, Université du Québec à Montréal,

Email: jaupart@ipgp.fr
Канада, Montréal

Alberto Roman

Institut de Physique du Globe

Email: jaupart@ipgp.fr
Франция, 1 rue Jussieu, Paris

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».