Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
№А*4™«=а/Р-
В “свободных” условиях жидкость изменила бы свой объем на
dV=V{adT-$dP).
Но, заключенная в оболочку из слаборасши-ряющихся пород, жидкость будет создавать повышенное давление внутри пор. Когда это давление превзойдет прочность пористых пород на растяжение, будет расти трещина, т.е. пойдет процесс “гидролитического растрескивания”. На активной стадии развития гидротермальных систем происходит рост сети термических трещин, вода протекает по ним все глубже к магматической камере со скоростью порядка 1 м/год [351, 352]. После этой “активной” стадии жизни гидротермальной системы с высокотемпературным механизмом проникновения воды в породу наступает “пассивная” стадия развития - остывание затвердевшего вещества магматической интрузии при медленной циркуляции по сформированным трещинам [513, 244].
5.2.1. Гидротермальная минерализация
Гидротермальная минерализация является продуктом химического и термального обмена между океаном и литосферой в придонных гидротермальных конвективных системах. Различные минеральные фазы осаждаются из циркулирующих растворов под океаническим дном и на дне. Гидротермальная активность низкой интенсивности (температура излияния меньше 200° С; относительно медленная скорость потока; высокое массовое соотношение воды и породы; продукты цеолитовой фации метаморфизма) почти повсеместна в океанических бассейнах. В отличие от этого гидротермальная деятельность высокой интенсивности (температура излияний 200-400° С; относительно высокая скорость потока; более низкое соотношение вода/порода; продукты зеленосланцевой фации метаморфизма) крайне локализована вокруг магматических тепловых источников в центрах спрединга, окрестности магматических островных дуг и внутриплитных вулканических центрах [463]. Низкая гидротермальная активность важна для низкотемпературных изменений и осаждения минералов (окислы металлов, гидроокислы, силикаты), что предполагает умейьшение проницаемости коры и ограничение циркуляции [411, 515].
Как обсуждалось ранее, обобщенные данные по тепловому потоку показывают, что гидротермальная циркуляция происходит в земной коре с воз-
растом 65 ± 10 млн лет, что соответствует расстоянию от оси СОХ 650 км для медленного спрединга и тысячи километров для среднего и быстрого спрединга. Высокая интенсивность гидротермальной циркуляции является важной для высокотемпературных изменений рудообразующих (сульфиды) процессов, связанных с коровыми магматическими источниками тепла.
Исследование минерализации на гидротермальных полях основывается на следующих положениях [367].
1). Минеральные образования содержат временную и пространственную информацию о химических и термических потоках во время гидротермального обмена. Они сохраняют информацию о последовательности вулканических и тектонических процессов, которые контролируют гидротермальную активность и помогают расшифровать эволюцию гидротермальных систем.
2). Минеральные образования служат ключом для понимания экономически важной проблемы -формирование отложений массивных сульфидов на дне океана в геологическом прошлом. В свою очередь, древние отложения (в офиолитах) служат путеводителем для выяснения современного расположения гидротермальных полей и процессов гидротермальной минерализации. Активные гидротермальные системы были обнаружены во всех СОХ, во внутриплитных частях и в зонах задугово-го спрединга (см. рис. 5.1). Форма и состав отложений изменяются как для отдельных гидротермальных построек высотой до 45 м, так и для целой группы построек, расположенных на едином основании (цоколе), имеющем диаметр в несколько сотен метров и высоту - десятки метров (рис. 5.3). На таких гидротермальных полях обнаружены высокотемпературные, отложенные при Т - 200 + 400° С металлоносные сульфиды, гидроокислы Fe и Мп, а также низкотемпературные (Т < 200° С) металлоносные растворы.
3). Некоторые крупные неактивные гидротермальные поля и соответствующие металлоносные отложения могут быть защищены от окисления в
Рис. 5.3. Морфология разных типов высокотемпературных гидротермальных построек, по [72]
результате перекрытия их последующими лавовыми потоками или осадками. Они могут представлять потенциальные месторождения металлов в будущем. По своим характеристикам поля подводных гидротерм в окраинных морях и рифтовых зонах СОХ идентичны, за исключением, пожалуй, того факта, что в первых отмечается некоторая обога-щенность свинцом, серебром и золотом [7].
За время, близкое 106- 107 лет может происходить перестройка в относительном движении плит, приводящая к изменению типа и протяженности границ плит; скорости и направления их движения, к увеличению или уменьшению интенсивности гидротермальной активности, перераспределению гидротермальных выходов и изменению в интенсивности вулканической и тектонической деятельности [464].
Г идротермальная активность энергетически контролируется внедрениями магматического материала и связанными с ними вулканическими извержениями, которые, вероятно, происходят с периодичностью от (103—10 лет) на медленно и средне раздвигающихся хребтах до (10-103лет) на быстро раздвигающихся СОХ. Продолжительность жизни активных гидротермальных полей может достигать 10й лет (например, гидротермальное поле ТАГ [467]. Она связана с частотой внедрения магмы и благоприятными тектоническими условиями на отдельных спрединговых сегментах. Процессы тепломассопереноса и химические реакции между циркулирующими растворами и океанической корой происходят по времени от 1 года и менее до сотен лет; химические реакции между существующими гидротермальными растворами и окружающей морской водой происходят в течение нескольких секунд [367].
