Plutões

Uma equação de conservação de energia foi derivada para a temperatura média espacial do magma em um plutão esférico que sofre cristalização simultânea e convecção térmica interna (magma) e externa (fluido hidrotermal). O modelo leva em conta a dependência da viscosidade do magma em relação à cristalinidade, temperatura e composição global; inclui efeitos de calor latente e os efeitos de diferentes concentrações iniciais de água no derretimento e considera quantitativamente o papel que grandes volumes de fluidos hidrotermais circulatórios desempenham na dissipação de calor. A equação diferencial ordinária não linear que descreve esses processos foi resolvida para uma variedade de composições de magma, temperaturas iniciais, cristalinidades iniciais, razões de volume de fluido hidrotermal para magma e tamanhos de plutões. Esses cálculos são resumidos graficamente em gráficos da temperatura média do magma versus o tempo após o emplacamento. Os tempos de solidificação, definidos como o tempo necessário para o magma esfriar da temperatura inicial de emplacamento até a temperatura do sólido, variam como R(1,3), onde R é o raio do plutão. O tempo de solidificação de um plutão com um raio de 1 quilômetro é de 5 x 10(4) anos; para um plutão de outra forma idêntico com um raio de 10 quilômetros, o tempo de solidificação é aproximadamente 10(6) anos. O teor de água tem um efeito marcante no tempo de solidificação. Um plutão de granodiorito com um raio de 5 quilômetros e 0,5 ou 4 por cento (em peso) de água esfria em 3,3 x 10(5) ou 5 x 10(4) anos, respectivamente. Os tempos de solidificação por convecção são geralmente, mas não sempre, menores que os tempos de resfriamento por condução.

@article{doi101126science2074428299,
    author = "Spera, F",
    title = "Thermal evolution of plutons: a parameterized approach.",
    year = "1980",
    journal = "Science (New York, N.Y.)",
    abstract = "A conservation-of-energy equation has been derived for the spatially averaged magma temperature in a spherical pluton undergoing simultaneous crystallization and both internal (magma) and external (hydrothermal fluid) thermal convection. The model accounts for the dependence of magma viscosity on crystallinity, temperature, and bulk composition; it includes latent heat effects and the effects of different initial water concentrations in the melt and quantitatively considers the role that large volumes of circulatory hydrothermal fluids play in dissipating heat. The nonlinear ordinary differential equation describing these processes has been solved for a variety of magma compositions, initial termperatures, initial crystallinities, volume ratios of hydrothermal fluid to magma, and pluton sizes. These calculations are graphically summarized in plots of the average magma temperature versus time after emplacement. Solidification times, defined as the time necessary for magma to cool from the initial emplacement temperature to the solidus temperature vary as R(1,3), where R is the pluton radius. The solidification time of a pluton with a radius of 1 kilometer is 5 x 10(4) years; for an otherwise identical pluton with a radius of 10 kilometers, the solidification time is approximately 10(6) years. The water content has a marked effect on the solidification time. A granodiorite pluton with a radius of 5 kilometers and either 0.5 or 4 percent (by weight) water cools in 3.3 x 10(5) or 5 x 10(4) years, respectively. Convection solidification times are usually but not always less than conduction cooling times.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17739661/",
    doi = "10.1126/science.207.4428.299",
    pmid = "17739661"
}

Uma equação de conservação de energia foi derivada para a temperatura média espacial do magma em um plutão esférico que sofre cristalização simultânea e tanto convecção térmica interna (magma) quanto externa (fluido hidrotermal). O modelo leva em conta a dependência da viscosidade do magma em relação à cristalinidade, temperatura e composição global; inclui efeitos de calor latente e os efeitos de diferentes concentrações iniciais de água no derretimento e considera quantitativamente o papel que grandes volumes de fluidos hidrotermais circulatórios desempenham na dissipação de calor. A equação diferencial ordinária não linear que descreve esses processos foi resolvida para uma variedade de composições de magma, temperaturas iniciais, cristalinidades iniciais, razões de volume de fluido hidrotermal para magma e tamanhos de plutões. Esses cálculos são resumidos graficamente em gráficos da temperatura média do magma versus o tempo após o emplacamento. Os tempos de solidificação, definidos como o tempo necessário para o magma resfriar da temperatura inicial de emplacamento até a temperatura do sólido, variam como R 1,3, onde R é o raio do plutão. O tempo de solidificação de um plutão com raio de 1 quilômetro é 5 × 10 4 anos; para um plutão de outra forma idêntico com raio de 10 quilômetros, o tempo de solidificação é ∼10 6 anos. O teor de água tem um efeito marcante no tempo de solidificação. Um plutão de granodiorito com raio de 5 quilômetros e 0,5 ou 4 por cento (em peso) de água resfria em 3,3 × 10 5 ou 5 × 10 4 anos, respectivamente. Os tempos de solidificação por convecção são geralmente, mas não sempre, menores que os tempos de resfriamento por condução.

@article{spera1980thermal,
    author = "Spera, Frank",
    title = "Thermal Evolution of Plutons: A Parameterized Approach",
    year = "1980",
    journal = "Science",
    abstract = "A conservation-of-energy equation has been derived for the spatially averaged magma temperature in a spherical pluton undergoing simultaneous crystallization and both internal (magma) and external (hydrothermal fluid) thermal convection. The model accounts for the dependence of magma viscosity on crystallinity, temperature, and bulk composition; it includes latent heat effects and the effects of different initial water concentrations in the melt and quantitatively considers the role that large volumes of circulatory hydrothermal fluids play in dissipating heat. The nonlinear ordinary differential equation describing these processes has been solved for a variety of magma compositions, initial temperatures, initial crystallinities, volume ratios of hydrothermal fluid to magma, and pluton sizes. These calculations are graphically summarized in plots of the average magma temperature versus time after emplacement. Solidification times, defined as the time necessary for magma to cool from the initial emplacement temperature to the solidus temperature vary as R 1,3, where R is the pluton radius. The solidification time of a pluton with a radius of 1 kilometer is 5 × 10 4 years; for an otherwise identical pluton with a radius of 10 kilometers, the solidification time is ∼10 6 years. The water content has a marked effect on the solidification time. A granodiorite pluton with a radius of 5 kilometers and either 0.5 or 4 percent (by weight) water cools in 3.3 × 10 5 or 5 × 10 4 years, respectively. Convection solidification times are usually but not always less than conduction cooling times.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.207.4428.299",
    doi = "10.1126/science.207.4428.299",
    number = "4428",
    pages = "299-301",
    volume = "207"
}

A datação termocronológica foi utilizada para estudar a evolução térmica dos plutões do Mesozoico e a história de elevação da faixa orogênica de Yanshan. Os resultados mostram que a história de resfriamento dos plutões é complicada, correspondendo ao processo de elevação inhomogêneo da faixa orogênica de Yanshan. O granito de Panshan resfriou rapidamente entre 226,48–204,95 Ma a uma taxa de 10,22°C/Ma após sua instalação a uma profundidade de aproximadamente 10 km, e sua rápida elevação ocorreu entre aproximadamente 96–35 Ma a uma taxa média de 0,115 mm/a. O plutão de Wulingshan resfriou rapidamente entre 132–127,23 Ma a uma taxa de 94,34°C/Ma, e sua rápida elevação ocorreu entre 86–45 Ma a uma taxa média de 0,186 mm/a. O granito de Yunmengshan resfriou rapidamente entre 143–120,99 Ma a uma taxa de 19,51°C/Ma, e sua rápida elevação ocorreu entre 106–103,95 Ma e 20–0,0 Ma a taxas de 1,06 mm/a e 0,15 mm/a, respectivamente. O granito-gnaiss de Sihetang elevou-se rapidamente desde 13 Ma a uma taxa média de 0,256 mm/a. O granito de Badaling elevou-se rapidamente desde 6 Ma a uma taxa média de 0,556 mm/a. A elevação do Cenozoico das Montanhas de Yanshan pode ser bem correlacionada ao processo de rifte das bacias circundantes.

@article{zhenhan2000thermal,
    author = "Zhenhan, WU e Shengqin, CUI e Dagang, ZHU e Xiangyang, FENG e Yinsheng, MA",
    title = "Evolução Térmica de Plutões e Processo de Elevação da Faixa Orogênica de Yanshan",
    year = "2000",
    journal = "Acta Geologica Sinica - Edição em Inglês",
    abstract = "A datação termocronológica foi utilizada para estudar a evolução térmica dos plutões do Mesozoico e a história de elevação da faixa orogênica de Yanshan. Os resultados mostram que a história de resfriamento dos plutões é complicada, correspondendo ao processo de elevação inhomogêneo da faixa orogênica de Yanshan. O granito de Panshan resfriou rapidamente entre 226,48–204,95 Ma a uma taxa de 10,22°C/Ma após sua instalação a uma profundidade de aproximadamente 10 km, e sua rápida elevação ocorreu entre aproximadamente 96–35 Ma a uma taxa média de 0,115 mm/a. O plutão de Wulingshan resfriou rapidamente entre 132–127,23 Ma a uma taxa de 94,34°C/Ma, e sua rápida elevação ocorreu entre 86–45 Ma a uma taxa média de 0,186 mm/a. O granito de Yunmengshan resfriou rapidamente entre 143–120,99 Ma a uma taxa de 19,51°C/Ma, e sua rápida elevação ocorreu entre 106–103,95 Ma e 20–0,0 Ma a taxas de 1,06 mm/a e 0,15 mm/a, respectivamente. O granito-gnaiss de Sihetang elevou-se rapidamente desde 13 Ma a uma taxa média de 0,256 mm/a. O granito de Badaling elevou-se rapidamente desde 6 Ma a uma taxa média de 0,556 mm/a. A elevação do Cenozoico das Montanhas de Yanshan pode ser bem correlacionada ao processo de rifte das bacias circundantes.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1755-6724.2000.tb00426.x",
    doi = "10.1111/j.1755-6724.2000.tb00426.x",
    number = "1",
    pages = "7-13",
    volume = "74"
}