Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
На этапе термической релаксации в течение длительного времени (около 20 тыс. лет после отмирания хребта) сохраняется плоская кровля камеры с шириной 4 км и характерным временем обра-
зования месторождений (с учетом остывания коры) порядка 15-20 тыс. лет. Так как интенсивных поверхностных излияний лавы в период остывания хребта (отмирающий спрединговый хребет) не ожидается, то образование типичных месторождений в первые 5-20 тыс. лет после прекращения спрединга рассматривается как весьма вероятное событие.
В модели со средней скоростью спрединга ширина зоны интенсивного гидротермального рудо-образования (W = 0,5 км) устанавливается лишь к 35 тыс. лет. При этом характерные времена образования типичного месторождения превосходят 100 тыс. лет. Когда время спрединга превосходит 70 тыс. лет, W достигает величины 0,8 км и времена /м будут составлять 50-70 тыс. лет. Это еще очень значительная величина. При времени спрединга, превосходящем 100 тыс. лет, W достигает значений
1-1,5 км и характерное время формирования рудной залежи приближаются к 20-30 тыс. лет. Как и выше, это означает либо то, что образуются более мелкие месторождения сульфидов, либо то, что они формируются в режиме остывания хребта. Так или иначе расчеты показали, что для образования месторождений сульфидных руд модель остывания очага предпочтительнее. Исключение составляет формирование месторождений на промежуточном барьере внутрикорового слоя.’
Иными словами, большинство рудных залежей на дне океана должно сопровождаться кристаллизацией больших объемов магмы за сравнительно короткое время. Эти времена можно представить по данным, приведенным в табл. 6.5. В соответствии с оценками [187] здесь приведены температуры выхода Гв, скорости истечения Fb, расход массы воды Ум, вынос тепла Q, связанный с этим расходом массы, концентрация железа С в жидкости, которая сильно меняется с температурой. В 6-м столбце таблицы приведена масса воды М в килограммах, необходимая для образования месторождения типичных размеров в 3 млн т при 70% эффективности осаждения металла из воды. В 7-м и 8-м столбцах приведены соответственно времена Г(лет), необходимые для этого процесса, и полное количество тепла, требуемое при этом. В столбцах 9, 10 приведены объем жидкой магмы U км3, при кристаллизации которого выделяется требуемое количество тепла q, и скорость кристаллизации магмы (продвижения фронта кристаллизации) Ккр(км/1000 лет). В качестве исходных параметров при расчете данных табл. 6.5 использована температура выхода Т =350° С при массовом расходе Ум= 140 кг/с и скорости на выходе струи V- 1,9 м/с, характерных для черных курильщиков. Все дальнейшие изменения параметров в таблице связаны с зависимостью коэффициента расширения жидкости и ее плотности от температуры.
При повышении температуры в 2-раза (с 200° до 400° С) расход массы увеличивается в 1,4 раза, а скорость жидкости на выходе струи - в 6 раз. Но самое существенное - это почти экспоненциальный
Таблица 6.5. Связь потоков тепла и жидкости со скоростью осаждения сульфидов и скоростью кристаллизации магмы в зависимости от температуры жидкости на дне океана, по [187]
Темпе Расход Скорость Вынос Концен Масса Время Коли Объем Скорость М
ратура массы излияния тепла трация Fe воды образо чество жидкой кристалли 1ГЛ ВОДЫ
выхода воды воды а5 С (PPM) Мв, вания тепла магмы зации магмы ^породы
воды из Ум, У* 105 кВт м место 19 У, У кг, R
источника кг/сек м/сек 10 кг рожде 10 Дж км3 км/1000 лет
о ния
Тв, с Т, тыс.
лет
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
200 99 1,1 0,82 6 3,3 105 27 270 2,6 550
250 107 1,3 1,21 17 4,2 33 13 130 3,9 200
300 128 1,5 1,67 45 4,4 11 6 60 5,4 70
350 140 1,9 2,29 115 5,7 4 3 30 7,5 30
400 144 6,5 3,11 305 6,5 2 1,9 9 9,5 10
рост растворимости железа с температурой (в 50 раз при росте температуры с 200р до 400° С). В основном с этим связано резкое падение времени, необходимого для формирования месторождения, с ростом температуры (столбец 7, табл. 5.2). Наконец, в последнем столбце приведено отношение массы прошедшей воды к массе прореагировавшей породы. Заметим, что все параметры табл. 6.5 вычислены для давления Р = 250 бар на дне океана.
* * *
Таким образом, геолого-геофизические данные наиболее изученных районов рифтовых зон СОХ с разными скоростями спрединга свидетельствуют о наличии геодинамических связей между участками с повышенной гидротермальной активностью и проявлениями глубоководных полиметаллических сульфидов с главными морфологическими и геологическими структурами рифтовых зон и трансформных разломов и с термическим состоянием магматической камеры. Единая схема тектоно-
