Intrusion of igneous rocks — Physical aspects

Igneous rocks occur in two predominant modes. The plutonic mode is characterized by intrusive emplacement under compressional tectonic stress regimes. The volcanic mode is dominated by the eruption of large volumes of magma through fault controlled dyke structures in extensional tectonic stress regimes.Those typical intrusive phenomena are discussed in the light of the physical parameters like the dynamic-thermal regime of the lithosphere, the nature and source of buoyant forces as well as mechanical aspects of subsolidus flow of rocks.Twodimensional numerical models on the basis of typical parameter specifications and by means of a coupled dynamic-thermal physical approximation are presented. The simulation of buoyantly-driven diapiric intrusions has been adopted to derive parameters which are critically controlling the transport and emplacement of intrusion under surroundings of variable viscosity. Both sill-type and batholith-type structures are presented and discussed with respect to their predominant dependence on mechanical and physical conditions.

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Zusammenfassung Magmatische Gesteine treten in zwei vorherrschenden Erscheinungsformen auf. Die Plutonite sind charakterisiert durch eine intrusive Platznahme unter kompressiven tektonischen Spannungsbedingungen. Die Vulkanite werden beherrscht von gro\en Volumina eruptierten Magmas, das vorzugsweise durch weiträumige Bruchsysteme unter Zugspannungsbedingungen aufsteigt.Derartige magmatische Phänomene werden aus der Sicht physikalischer Parameter wie dynamisch-thermische Bedingungen der Lithosphäre, der Natur und des Ursprungs von Auftriebskräften sowie der Mechanik von Gesteinsformationen diskutiert.Es werden zweidimensionale numerische Modellrechnungen auf der Grundlage typischer Parameterbereiche vorgestellt. Die Rechnungen basieren auf einer dynamisch-thermischen Approximation von Flie\vorgängen. Sie werden eingesetzt zur Untersuchung von diapirartigen Intrusionsvorgängen, die durch Dichteinversionen angetrieben sind. Hierbei sollen die Parameter bestimmt werden, die Aufstieg und Platznahme der Intrusionen bestimmen. Die Umgebung ist charakterisiert durch eine vorgebbare variable Viskosität. Sowohl linsenförmige Sill-Strukturen als auch typische Batholith-Strukturen werden mathematisch simuliert. Ihr Zusammenhang mit den strukturbestimmenden Parametern wird aufgezeigt.

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Résumé Les roches magmatiques se répartissent en deux catégories principales: la catégorie plutonique est caractérisée par une mise en place dans des régimes de contraintes tectoniques compressives; la catégorie volcanique est dominée par l'éruption de volumes importants de magma à travers des systèmes de cassures dans des régimes de contraintes tectoniques d'extension.Ces phénomènes intrusifs sont discutés à la lumière de paramètres physiques tels que: le régime thermique et dynamique de la lithosphère, la nature et l'origine des forces ascensionnelles, ainsi que les aspects mécaniques du fluage sub-solidus des roches.Les auteurs présentent des modèles numériques bidimensionnels basés sur des domaines paramétriques typiques, au moyen d'une approximation dynamo-thermique de phénomène d'écoulement. La simulation d'intrusions diapiriques permet de déduire les paramètres qui déterminent le transport et la mise en place d'une intrusion dans diverses conditions de viscosité de l'encaissant. Les structures de type sill et de type batholite sont discutées en relation avec les conditions mécaniques et physiques dont elles dépendent.

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