Четвертичная геология - Чистяков А.А.
ISBN 5-89118-123-1
Скачать (прямая ссылка):
Конкреции, как правило, залегают в виде отдельных стяжений на поверхности океанского дна в один слой вдоль границы осадок -вода. Но иногда они лежат настолько плотно, что образуют сплошной покров, называемый "подводными мостовыми". Иногда на выступах коренных пород формируются корки мощностью до 20 см, характеризующиеся повышенным содержанием кобальта и железа.
По вещественному составу конкреции представляют сложные многокомпонентные образования, содержащие более 40 химических элементов. Наибольший практический интерес в составе конкреций представляют никель, медь, кобальт и марганец, содержание которых может превышать 1-2%. Конкреции хорошо видны на подводных фотографиях и телевизионных изображениях. Поэтому площадная плотность залегания конкреций и их запасы оцениваются с помощью глубоководной фотосъемки или фототелевидения.
Рост железо-марганцевых конкреций продолжается в настоящее время, и, по некоторым оценкам, в Тихом океане образуется около 10 тыс. тонн конкреций в год. Общие запасы железо-марганцевых конкреций в Мировом океане, по данным различных авторов, оцениваются грандиозными цифрами-от 350 млрд. до 1,7трл.тонн.
Для формирования скоплений железо-марганцевых конкреций необходимы следующие условия: 1) малые скорости осадконакопления (меньше 1 мм/тыс. лет); 2) удаленность от источников выноса
289
терригенного материала; основные поля железо-марганцевых конкреций поэтому расположены на больших расстояниях от берега, в пределах глубоководных котловин с глубинами 4800-5200 м; 3) близость подводных вулканов, поставляющих вулканогенный материал; 4) наличие достаточно интенсивных течений, сдерживающих осад-конакопление и поставляющих кислород, а также другие компоненты, необходимые для роста конкреций; 5) расположение в интервале глубин между лизоклином (уровнем резкого растворения кальцита) и критической глубиной карбонатонакопления (уровень карбонатной компенсации); 6) холмистый рельеф дна, с высотой холмов 100-400 м. Предполагается, что первыми в промышленную эксплуатацию будут вовлечены месторождения конкреций, расположенные в Тихом океане, в зоне Кларион-Клиппертон.
Кроме железо-марганцевых конкреций, новым видом полезных ископаемых являются массивные сульфидные тела на поверхности океанического дна и гидротермально-осадочные металлоносные образования, так называемые металлоносные осадки или илы.
Массивные сульфиды пространственно и генетически наиболее тесно связаны с высокотемпературной гидротермальной деятельностью и содержат максимальные количества экономически важных металлов меди, цинка, свинца, серебра и др.
Действующие гидротермальные источники были обнаружены в нескольких районах Мирового океана в 1960-1970 годах. Наиболее интересные из них изучены на гребне Восточно-Тихоокеанского поднятия на 21° сев. широты. Здесь на глубине около 2600 м наблюдались тумбообразные сооружения и холмы конической формы высотой до 10 м и диаметром в основании около 5 м. В центре холмов и тумб прослеживается трубообразный центральный канал с боковыми отверстиями. Они слагаются аморфным кремнеземом и сульфидами в виде мелких трубочек, инкрустаций и выполнений пустот в теле гидротермальных построек. Здесь же были обнаружены активные гидротермы с температурой до 350°С. Не весь сульфидный материал осаждается у выхода гидротерм и на стенках подводящих каналов. Значительная часть растворенных сульфидов выносится в виде растворов в океанскую воду. В окислительной среде придонных вод из гидротермальных растворов выделяются тонкодисперсные частицы сульфидов в виде черного облака. Эти облака на подводных фотографиях и видеофильмах выглядят как дым из печных труб. Поэтому
290
такие активные гидротермальные выходы были названы черными курильщиками. Кроме того, часто выносится большое количество элементарной серы, которая вместе с другими светлыми минералами тоже кристаллизуется в придонной воде, окрашивая ее уже в белый цвет и образуя "облака". Такие гидротермальные выходы называются белыми курильщиками. Как показали наблюдения, труба активного
*
черного курильщика растет путем наращивания сульфидных минералов со скоростью 6 см в день в высоту и 1 кг в день по весу.
Типичная гидротермальная постройка в виде холма высотой до 20 м и диаметром 30 м с трубой до 5 м высоты содержит около 1000 т металлов. Очень крупная постройка массивных сульфидов диаметром до 700 м и высотой до 50-70 м была выявлена на гидротермальном поле ТАГ в Срединно-Атлантическом хребте. Холмы и трубы массивных сульфидов на океанском дне как физически, так и химически неустойчивы и постепенно разрушаются, превращаясь в груды обломков. При отмирании и разрушении близко расположенных холмов происходит их срастание с образованием достаточно крупных сульфидных тел. В результате такого процесса в Галапагосском рифте образовалась пластовая залежь сульфидных руд протяженностью около 1 км, при ширине до 150-200 м и мощностью до 35 м. Запасы этой залежи по предварительным оценкам превышают около 10 млн.тонн.
Металлоносные осадки приурочены к рифтовым зонам Мирового океана и образуют весьма специфические стратиморфные, т.е. пластообразные залежи. В упрощенном виде механизм формирования такого рода рудных залежей можно представить следующим образом. Холодные океанические воды, опускаясь по трещинам и разрывам, достигают вулканического очага, нагреваются здесь до высоких температур и при взаимодействии с толеитовыми базальтами извлекают из них металлы. По мере продвижения вверх в область разгрузки при снижении температуры происходит осаждение сульфидов с образованием рудных скоплений за счет накопления окисленных металлов в прилегающих к рифтовой зоне осадках. Такого рода рудные скопления были обнаружены на дне впадины Атлантис-Н в Красном море. Здесь в результате выходов высокосоленых гидротермальных растворов образовалась стратиморфная сульфидная залежь длиной в 13 км, при ширине 5 км и средней мощности до 10 м. Неконсолидированное состояние рудоносных отложений способст
