В работе обоснована необходимость и рассмотрена методология собственной (силами исследователя моделиста) разработки специального прикладного программного обеспечения как инструмента для моделирования геологических процессов. Представлено понятие мантийного плюма как системы мантийно-коровых мигрантов, последовательно поднимающихся от ядра до хрупкой земной коры через твердую пластичную мантийную среду посредством магмо- и/или флюидоразрыва. Предложено средство компьютерного моделирования теплового возмущения над мантийным плюмом в процессе его вертикального развития с возможностью сохранения, обработки и интерпретации полученной числовой и графической информации. Получены зависимости между глубинами вертикального распространения плюма, геометрическими и температурными интервалами релаксации теплового возмущения во вмещающей среде и геодинамическими параметрами. Предложен способ оценки теплового расширения среды на основе значений внутренних итерационных переменных в процессе исполнения программы.

Работа выполнена в рамках проекта IX.136.1.2 НИР ПФНИ ГАН «Исследование факторов, определяющих закономерности развития сейсмического процесса и сейсмическую опасность Прибайкалья», № государственной регистрации AAAA-A16-116121550016-3.

Васильев Владимир Игорьевич, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Геологический институт Сибирского отделения Российской академии наук (ГИН СО РАН). Россия, 670047, Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, д. 6а. E-mail: geovladi@yandex.ru, geovladi@ginst.ru.

Васильева Евгения Владимировна, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Геологический институт Сибирского отделения Российской академии наук (ГИН СО РАН). Россия, 670047, Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, д. 6а. E-mail: geovladi@ginst.ru.

Жатнуев Николай Сергеевич, доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Геологический институт Сибирского отделения Российской академии наук (ГИН СО РАН). Россия, 670047, Республика Бурятия, г. Улан-Удэ,
ул. Сахьяновой, д. 6а. E-mail: zhat@ginst.ru.

1. Архангельский А.Я. Программирование в C++ Builder. – М. : Бином, 2000. – 1152 с.
2. Бабаев В.В., Будымка В.Ф., Сергеева Т.А., Домбровский М.А. Теплофизические свойства горных пород. – М. : Недра, 1987. – 156 с.
3. Бабичев А.В., Полянский О.П., Коробейников С.Н., Ревердатто В.В. Математическое моделирование магморазрыва и формирования даек // Доклады РАН. – 2014. – Т. 458, № 6. – С. 692-695.
4. Бурмин В.Ю. Распределение плотности и упругих параметров в Земле // Физика Земли. – 2006. – № 7. – С. 76-88.
5. Васильев В.И. Объектно-ориентированный подход в компьютерном моделировании геологических явлений и процессов // Вестник ИрГСХА, 2013. – Вып. 57, ч. 1. – С. 79-86.
6. Васильев В.И. Численное моделирование динамики тепломассопотоков и минералообразования в гидротермальной системе срединно-океанических хребтов // Вопросы геологии континентов и океанов : тезисы докладов школы-семинара российских делегатов XXXI Международного геологического конгресса. – М. : Научный мир, 2001. – С. 51.
7. Васильев В.И., Васильева Е.В. Применение методики комплексного компьютерного моделирования природных объектов в экологической геологии // Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы : мат-лы IV Научно-практической конференции, Петрозаводск, 30 сентября – 02 октября 2015 г. – Воронеж : Научная книга, 2015. – С. 205-208.
8. Васильев В.И., Васильева Е.В., Жатнуев Н.С., Санжиев Г.Д. Параметры образования и эволюции мантийно-корового мигранта // Геоинформатика. – 2019. – № 2. – С. 34-42.
9. Васильев В.И., Жатнуев Н.С., Васильева Е.В. Нестационарные теплофизические расчеты в диапазоне плюмовая адиабата–геотерма // Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал : мат-лы конференции. – Иркутск : Изд-во «Оттиск», 2019. – С. 76-82.
10. Васильев В.И., Жатнуев Н.С., Васильева Е.В. Расчет теплового возмущения термоградиентной среды при подъеме мантийно-корового мигранта // Геоинформатика. – 2019. – № 4. – С. 46-53.
11. Васильев В.И., Жатнуев Н.С., Рычагов С.Н., Васильева Е.В., Санжиев Г.Д. Массоперенос и минералообразование в магматогенно-гидротермальных системах по результатам численного физико-химического моделирования // Литосфера. – 2010. – № 3. – C. 145-152.
12. Васильев В.И., Чудненко К.В., Жатнуев Н.С., Васильева Е.В. Комплексное компьютерное моделирование геологических объектов на примере разреза зоны субдукции // Геоинформатика. – 2009. – № 3. – C. 15-30.
13. Гунин В.И. Новая трехмерная математическая модель тепломассопереноса в пористых средах и ее возможности // Геоэкология. – 2003. – № 4. – C. 355-370.
14. Добрецов Н.Л. Геологические следствия термохимической модели плюмов // Геология и геофизика. – 2008. – Т. 49, № 7. – С. 587-604.
15. Жатнуев Н.С. Динамика глубинных магм // Доклады РАН. – 2010. – Т. 430, № 6. – С. 787-791.
16. Жатнуев Н.С. Трансмантийные (интрателлурические) флюиды: новая модель плюмов и плюмового магматизма // Геология и геофизика. – 2016. – Т. 57, № 8. – С. 1445-1454.
17. Жатнуев Н.С. Трансмантийные флюидные потоки и происхождение плюмов // Доклады РАН. – 2012. – Т. 444, № 1. – С. 50-55.
18. Жатнуев Н.С. Трещинные флюидные системы в зоне пластических деформаций // Доклады РАН. – 2005. – Т. 404, № 3. – С. 380-384.
19. Жатнуев Н.С., Васильев В.И., Санжиев Г.Д. Восходящая миграция флюидов в мантии. Концептуальная, расчетная и аналоговая модели // Отечественная геология. – 2013. – № 3. – С. 24-30.
20. Захаров В.С., Смирнов В.Б. Физика Земли. – М. : Инфра-М, 2016. – 328 с.
21. Иванов С.Н. Зоны пластичных и хрупких деформаций в вертикальном разрезе литосферы // Геотектоника. – 1990. – № 2. – С. 3-14.
22. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. – Новосибирск : Наука, 1981. – 247 с.
23. Коржинский Д.С. Физико-химические основы анализа парагенезисов минералов. – М. : Изд-во АН СССР, 1957. – 184 с.
24. Коротких А.Г. Теплопроводность материалов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2011. – 97 с.
25. Крайчик А.С., Найденышева Е.Г. Применение методологии PRINCE2 в реализации проектов государственно-частных партнерств // Неделя науки СПБПУ : мат-лы научной конференции с международным участием. – СПб. : Изд-во СПБПУ, 2016. – С. 56-58.
26. Кю Н.Г. Создание методов и средств флюидоразрыва горных пород : автореферат дис. … докт. тех. наук : 01.02.07. – Новосибирск : ИГД СО РАН, 1999. – 32 с.
27. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Геология рудных месторождений. – 2001. – Т. 43, №4. – С. 291-307.
28. Летников Ф.А., Дорогокупец П.И. К вопросу о роли сверхглубинных флюидных систем земного ядра в эндогенных геологических процессах // Доклады РАН. – 2001. – Т. 378, №4. – С. 535-537.
29. Мейер К. Физико-химическая кристаллография. – М. : Металлургия, 1972. – 480 с.
30. Петрунин Г.И., Попов В.Г. Теплофизические свойства вещества земли. Часть 1. – М. : Изд-во МГУ, 2011. – 68 с.
31. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2018664295. Российская Федерация. Vladi DiStat – программа для расчета двумерных распределений физических полей и вязкости земной коры / В.И. Васильев, Н.С. Жатнуев, Е.В. Васильева ; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – №2018662448 ; заявл. 06.11.2018 ; зарегистр. 14.11.2018 ; опубл. 14.11.2018, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 11.
32. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2018664801. Российская Федерация. Vladi Collision – программа моделирования коллизии литосферных плит / В.И. Васильев ; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – № 2018662091 ; заявл. 01.11.2018 ; зарегистр. 22.11.2018 ; опубл. 22.11.2018, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 12.
33. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2019613716. Российская федерация. Vladi Joint – программа для статистического моделирования поведения систем случайных поднимающихся флюидозаполненных трещин (полостей) в пластичной среде / Васильев В.И. ; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – №2019612638 ; заявл. 14.03.2019 ; зарегистр. 21.03.2019 ; опубл. 21.03.2019, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 4.
34. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2019613814. Российская федерация. Vladi OverPressure – программа для параметрического моделирования образования и эволюции мантийно-корового мигранта / Васильев В.И., Васильева Е.В., Жатнуев Н.С.; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – № 2019612231 ; заявл. 06.03.2019 ; зарегистр. 22.03.2019 ; опубл. 22.03.2019, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 4.
35. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2019617548. Российская федерация. Vladi DisTerm – программа для двумерного моделирования теплового возмущения термоградиентной среды при внедрении магматического мигранта / Васильев В.И. ; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – № 2019616467 ; заявл. 03.06.2019 ; зарегистр. 17.06.2019 ; опубл. 17.06.2019, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 6.
36. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019667677. Российская федерация. Vladi Gead – программа для теплофизических расчетов в диапазоне плюмовая адиабата –региональная геотерма / В.И. Васильев, Н.С. Жатнуев, Е.В. Васильева ; правообладатель ФГБУН ГИН СО РАН (RU). – № 2019666681 ; заявл. 16.12.2019 ; зарегистр. 26.12.2019 ; опубл. 26.12.2019, Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем», № 1.
37. Успенская И.А., Дружинина А.И., Жирякова М.В., Тифлова Л.А., Скворцова Е.Г., Блудова Н.Г. Расчет термодинамических функций по результатам измерений теплоемкости методом адиабатической вакуумной калориметрии. – М. : МГУ, 2019. – 30 с.
38. Учебник 4CIO. Настольная книга IT-директора. – URL: https://book4cio.ru/ (дата обращения: 07.10.2020).
39. Цыганков Д.А. Основные геометрические параметры трещин, формируемых с применением пластичных флюидов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – № 6. – С. 267-271.
40. Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. – Новосибирск : Академ. изд-во «ГЕО», 2010. – 287 с.
41. Akaogi M., Tanaka A., Ito E. Garnet-ilmenite-perovskite transitions in the system Mg₄Si₄O₁₂–Mg₃Al₂Si₃O₁₂ at high pressures and high temperatures: phase equilibria, calorimetry and implications for mantle structure // Phys. Earth Planet. Inter. – 2002. – No. 132. – P. 303-324.
42. Berman R.G. Internally-consistent thermodynamic data for minerals in the systems: Na₂O–K₂O–CaO–MgO–FeO–Fe₂O₃–Al₂O₃–SiO₂–TiO₂–H₂O–CO₂ // J. Petrol. – 1988. – No. 29. – P. 445-522.
43. Berman R.G., Aranovich L.Ya. Optimized standard state and solution properties of minerals: I. Model calibration for olivine, orthopyroxene, cordierite, garnet, and ilmenite in the system FeO–MgO–CaO–Al₂O₃–TiO₂–SiO₂ // Contrib. Mineralogy and Petrology. – 1996. – V. 126. – P. 1-24.
44. Burke K., Steinberger B., Torsvik T.H., Smethurst M.A. Plume generation zones at the margins of Large Low Shear Velocity Provinces on the core–mantle boundary // Earth Planet. Sci. Lett. – 2008. – V. 265. – No. 1-2. – P. 49-60.
45. Condie K.C. Earth as an evolving planetary system. – Elsevier Academic Press, 2005. – 578 p.
46. Corti G., Bonini M., Conticelli S., Innocenti F., Manetti P., Sokoutis D. Analogue modeling of continental extension: a review focused on the relations between the patterns of deformation and the presence of magma // Earth-Science Reviews. – 2003. – V. 63. – P. 169-247.
47. Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary reference Earth model // Phys. Earth Planet. Inter. – 1981. – No. 25. – P. 297-356.
48. Helgeson H.C., Delany J.M., Nesbitt H.W., Bird D.K. Summary and critique of the thermodynamic properties of rock-forming minerals // Am. J. Sci. – 1978. – No. 278A. – P. 1-229.
49. Holland T.J.B., Powell R. An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest // Journal of Metamorphic Geology. – 1998. – V. 16. – No. 3. – P. 309-343.
50. McKenzie D., Jackson J., Priestley K. Thermal structure of oceanic and continental lithosphere // Earth Planet. Sci. Lett. – 2005. – No. 233. – P. 337-349.
51. Voronin G.F., Kutsenok I.B. Universal method for approximating the standard thermodynamic functions of solids // J. Chem. Eng. Data. – 2013. – V. 58. – No. 7. – P. 2083-2094.