Металлоносные осадки Мирового океана Гурвич, Евгений Гиршевич

Короткий опис

Гурвич, Евгений Гиршевич.
Металлоносные осадки Мирового океана : диссертация ... доктора геолого-минералогических наук : 04.00.10. - Москва, 1998. - 48 с.
ВВЕДЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ (ЧАСТЬ АВТОРЕФЕРАТА)на тему «Металлоносные осадки Мирового океана»
Актуальность проблемы. Открытые вблизи активных спрединговых хребтов донные осадки, отличающиеся повышенными содержаниями железа, марганца и целого ряда малых элементов и низкими - лигоген-ных компонентов, более 30 лет акгавно изучаются морскими геологами многихн Мира. Эти осадки получили название металлоносных (в англоязычной литературе - metalliferous). Исключительный интерес исследователей к металлоносным осадкам (МО) был проявлен в первую очередь потому, что, как было однозначно доказано, аномальность их состава обусловлена присутствием в них материала, поставляемого из недр океанской коры подводными гидротермальными источниками. Металлоносные осадки явились первыми индикаторами выхода на поверхность океанского дна гидротермальных растворов. 30 лет назад ученые тсшько предполагали существование высокотемпературных гидротермальных источников на океанском дне. Впервые они были обнаружены в 1978 г. на Восточно-Тихоокеанском поднятии на глубине около 3000 м [Francheteau et al, 1979].
Металлоносные осадки исследовались морскими геологами многих стран (СССР, России, США, Швеции, Германии, Великобритании, Канады, Франции, Японии, Италии, Болгарии, Греции, Австралии и ряда других). Среди отечественных ученых наибольший вклад в изучение МО был сделан специалистами ИО РАН, ГИН РАН, ГЕОХИ РАН, ВНИИОкеангеология и МГУ.
В настоящее время в океанских рифтах известно более 100 акшвных гидротермальных полей, в пределах которых формируются сульфидные залежи, рассматривающиеся многими геологами в качестве руд недалекого будущего. Эти гидротермальные поля обычно окружены МО, фиксирующими области рассеяния эндогенного материала и, соответственно, свидетельствующими о возможном присутствии в пределах гидротермальных полей рудных залежей.
Можно выделить несколько крупных проблем, которые решаются при изучении МО:
1. Некоторые МО являются частями гидротермальных рудных залежей и поэтому - объектами "практической геологии". Они формируются у подножий гидротермальных построек в результате их разрушения и перемещения обломков массивных сульфидных руд и продуктов их изменения вниз по склонам и мало отличаются по содержанию полезных компонентов от массивных залежей. Максимальная мощность таких отложений, вскрытая современными геологическими пробоотборниками, превышает 4 м, а расстояния, на которые эти отложения распространяются от гидротермальных построек, достигают сотен метров. Особо следует сказать о МО некоторых впадин Красноморского рифта, заполненных высокоминерализованными рассолами. Эти осадки формируются в условиях, существенно отличных от условий рифтов открытого океана, и составляют основные части гидротермальных рудных залежей.
2. Металлоносные осадки представляют исключительную важность для "практической геологии", ибо уже сегодня широко используются при поисках гидротермальных массивных рудных залежей. Из поступающего на поверхность дна гидротермального осадочного материала тсшько около 5% осаждается непосредственно у подводных гидротермальных источников, формируя массивные рудные залежи, а 95% рассеивается в придонных водах и частично переходит в МО. Массивные сульфидные залежи, представляющие наибольший интерес для "практической геологии", имеют максимальные размеры в поперечнике около 200-250 метров, ширина же области развития МО, например, в юго-восточной части Тихого океана, составляет в среднем свыше 2000 км, а максимально - около 3500 км. Поэтому поиск гидротермальных сульфидных залежей целесообразно вести по ореолам рассеяния гидротермального материала, в том числе и по МО. Для поисков реликтовых рудных залежей, которые могут бьпъ захоронены под более молодыми вулканными или рыхлыми отложениями, МО иг-—~ неоценимую роль. j. Важная проблема, решаемая при исследовании МО, - это восстановление истории развития пщротермаль-.ого рудного процесса в пределах индивидуальных гидротермальных полей, на отдельных сегментах спредин-гозмх хребтов, а также в океане в целом. Колонки МО являются "летописями" геологических событий, фикси-тощими не только последовательность гидротермальных и негидротермальных фаз, но и изменение во времени интенсивности гидротермальной деятельности, а в некоторых из колонок - также состава и свойств подни-' мвшихся к поверхности гидротермальных рудоносных растворов. Несомненно, исследования соотношения :.зных типов гидротермальных отложений в пределах массивных сульфидных залежей, в том числе и их даги-i о&шие, имеют существенные преимущества для восстановления истории гидротермального рудонакопления. '.'' днако при современной технологии подводных геологических работ получение такой информации очень трудоемко, а для погребенных залежей в подавляющем большинстве случаев - и невозможно. Поэтому еще долее время МО будут оставаться основным объектом при изучении истории океанского гидротермального рудо-пенеза.

4. Океанские рифты являются зонами, в которых происходит интенсивный обмен веществом между литосферой и гидросферой. В них через гидротермальную циркуляционную систему примерно за 110 млн лет проходит количество воды, равное запасу воды в Мировом океане. При этом часть химических элементов (в частности, Mg) осаждается из океанской воды в коре. Значительная часть элементов извлекается из пород коры и переводится в гидротермальный раствор. Выносимый на поверхность дна гидротермальный осадочный материал лишь частично осаждается на дно вблизи подводных источников в виде массивных залежей и проксимальных МО. Значительная его часть теряет связь с источником, "обезличивается" и включается в общий круговорот веществ в океане. Основная часть Мп, значительное количество Fe, Si и ряда других химических элементов, содержащихся в океанской воде, имеют гидротермальное происхождение. Важно также отметить, что подводные гидротермальные источники продуцируют огромные массы мощных сорбентов - свежеосажденных окси-гидроксидов Fe и Мп, которые удаляют из океанской воды и переводят в МО значительные количества таких химических элементов, как Со, Ni, Си, Zn, V, РЗЭ, Р, С, N и др. Все изменения интенсивности гидротермальных процессов в океане существенно влияют на химический состав океанской воды и, прежде всего, на содержание в ней тех химических элементов, времена пребывания которых соизмеримы или меньше продолжительности гидротермальных фаз и циклов. Систематизация всей информации по МО Мирового океана, полученным при глубоководном бурении океанского дна, уже в настоящее время позволяет судить об изменениях интенсивности гидротермальных процессов в океане в кайнозое и, соответственно, вплотную подойти к изучению эволюции химического состава океанских вод.