Распространение железо-марганцевых конкреций в Мировом океане

14.07.2020

Несмотря па локальную изменчивость конкреций, обсуждавшуюся в предыдущем разделе, можно представить генерализованную схему их распространения в Мировом океане (рис. 32). Однако, как уже отмечалось, в пределах областей, где развиты многочисленные конкреции, их концентрация на поверхности может значительно меняться на небольшом расстоянии.

Тихий океан. В Тихом океане конкреции наиболее многочисленны в пределах широкой полосы слабо всхолмленной абиссальной равнины между 6 и 20° с. ш. и от 120° з. д. до 160° в. д., частью которой является так называемая «рудная зона» (рис. 33). Границы рассматриваемой области в основном определяются скоростями седиментации. Пo направлению к экватору высокая скорость биогенной седиментации, приуроченной к экваториальной зоне повышенной биологической продуктивности, ограничивает рост конкреций, поэтому они изолированы и редки. Сходным образом и по направлению к периферии северной части Тихого океана возрастающая терригенная седиментация, частично в виде турбидтитов, также ограничивает рост конкреций, захоранивая потенциальные ядра и отчасти создавая условия среды, не благоприятные для окисления марганца. В северной части области развития многочисленных конкреций осадки представлены красными глинами, накапливающимися со скоростью около 1 мм/тыс. лет, в то время как на юге распространены кремнистые илы со скоростью седиментации около 3 мм/тыс. лет или более. Интересно, что самые высокие концентрации конкреций, по-видимому, приурочены к кремнистым илам, хотя их средняя скорость седиментации заметно выше, чем у красных глин. Это, вероятно, указывает на то, что в данной области обилие конкреций определяют скорее факторы, связанные с биогенным источником металлов в экваториальной зоне, или среда седиментации, а не слабые различия в скорости осадконакопления. Распространение конкреций становится более спорадическим по направлению к западной окраине северной части Тихого океана по мере увеличения расчлененности подводного рельефа. То же самое наблюдается с приближением к резко выраженным в рельефе зонам разломов Кларион и Клиппертон.


Наряду с железо-марганцевыми конкрециями повсеместно в океане, даже па континентальных окраинах, развиты корки на непокрытых осадками поверхностях горных пород. Толстые корки обнаружены на подводных горах, расположенных мористее Калифорнийского залива и в районе зоны разломов Meндосино. Горы Мид-Пасифик также покрыты толстой коркой железо-марганцевых окисей. По простиранию Гавайской горной цепи с увеличением возраста дна наблюдается утолщение корок от почти нулевой мощности около острова Гавани до нескольких сантиметров в районе острова Мидуэй и Императорских подводных гор.

Вероятно, в южной части Тихого океана распределение конкреций не носит столь правильного характера, как в северной, что является, видимо, результатом большого разнообразия рельефа и седиментогенеза на юге. Глэсби и Лоренс собрали множество данных о распространении конкреций в южной части Тихого океана, на основе которых Глэсби подразделил условия формирования железо-марганцевых конкреций на три основные категории: условия формирования в котловинах (например, в Южной котловине, Перуанской и Чилийской котловинах, Южно-Тасмановой котловине и в котловине к северу от Таити); в циркумполярном поясе; в районах развития подводных гор. Котловины в основном выстланы красными глинами, циркумполярная область — кремнистыми илами, а гористые районы — карбонатом кальция. На юге Тихого океана, как и на севере, скорость седиментации является главным фактором, определяющим крупномасштабные региональные вариации распространения конкреций. Конкреции наиболее многочисленны гам, где седиментация ограниченна, например в Южной котловине и в Приантарктическом районе, находящемся под влиянием циркумполярного течения. Менее глубокие котловины, в которые поступает терригенный обломочный материал (например, котловина Тасманова моря), содержат меньше конкреций. Такая же картина наблюдается и на приподнятых участках дна, и в районах с сильно расчлененным рельефом. В южной части Тихого океана две области привлекают особое внимание — Южная котловина и циркумполярный регион. Глэсби и др. пришли к выводу, что на юге Южной котловины и на востоке северной ее части конкрециями покрыто от 75 до 100% площади дна, В циркумполярном регионе широкий пояс конкреций расположен под циркумполярным течением. Его присутствие в основном определяется существованием течения, замедляющего седиментацию, а также наличием многочисленной вулканокластики и грубообломочного материала ледового разноса, которые могут служить ядрами.

Индийский океан. Данных о распространении конкреций в Индийском океане значительно меньше, чем в Тихом, что отражает ограниченный объем исследований, проведенных в этом океане к настоящему времени. Тем не менее имеющаяся информация указывает на то, что региональное распространение конкреций в основном контролируется теми же факторами, что и в Тихом океане, а именно: скоростями седиментации, деятельностью придонных течений и т. д.

Удинцев и др. показали, что наиболее обширные участки массового распространения конкреций в Индийском океане расположены в основном южнее экватора. Лишь редкие конкреции найдены в районах континентальных окраин, например в Аравийском море или Бенгальском заливе, что, вероятно, объясняется высокими скоростями седиментации в этих районах. В экваториальной зоне конкреции практически отсутствуют вследствие быстрой карбонатной седиментации. Сообщалось о спорадических находках конкреций в Сомалийской котловине и на юге Аравийского моря; корки интенсивно развиты на хребте Карлсберг и в других районах обнажений горных пород. С помощью подводных фотографий выявлены участки высоких концентраций в котловинах Крозе и Центральной. Рудные образования описаны и в других котловинах южной части Индийского океана, а также мористее Австралии. Как и в Тихом океане, локально высокие концентрации конкреций связаны с высокими скоростями придонных потоков в районе циркумполярного течения. Пятнистое распространение конкреций описано и в Мозамбикском проливе, где также проходят придонные течения.

Атлантический океан. В Атлантическом океане, по-видимому, меньше конкреций, чем в Тихом или Индийском, что, вероятно, обусловлено повышенными скоростями седиментации. На единицу площади в Атлантике приходится больше терригенного материала, чем в любом из двух других главных океанов, а скорость аккумуляции терригенных осадков, вероятно, слишком высока для широкого распространения конкреций на большей части площади дна океана. Еще один фактор, ограничивающий распространение конкреций в Атлантике по сравнению с двумя другими океанами, заключается в том, что значительная доля площади дна расположена выше критической глубины карбонатонакопления, особенно на Срединно-Атлантическом хребте, занимающем значительную часть океана.

Как и в двух других океанах, в Атлантике конкреции встречаются в заметных количествах там, где по какой-либо причине седиментация замедленна. В глубоководных котловинах по обеим сторонам Срединно-Атлантического хребта, лежащих ниже критической глубины карбонатонакопления и расположенных на достаточном удалении от суши, конкреции содержатся в умеренном количестве, особенно в западной Атлантике. Конкреции и корки широко распространены и в районе пролив Дрейка — море Скотия, что, вероятно, обусловлено сильными придонными течениями. С воздействием придонных течений связана и большая численность конкреций на западе южной Атлантики, чем на востоке, поскольку Китовый хребет служит барьером для направленных к северу придонных течений, развитых в восточной части. Многочисленные конкреционные образования на плато Блейк также могут быть связаны с высокоскоростными придонными течениями.

В Атлантике корки встречаются чаще, чем в других океанах, отчасти потому, что Срединно-Атлантический хребет занимает большую часть площади океана. Корки становятся толще по мере удаления от оси хребта, что указывает на зависимость осаждения железо-марганцевых окисей из морской воды от их возраста. Корки наиболее развиты на подводных горах и других поднятиях рельефа в краевых частях океана.

Окраинные моря и озера. В отличие от глубоководных океанов, которые в основном характеризуются сильно окислительными условиями на границе раздела вода — осадок, в окраинных морях и озерах имеются обширные участки дна с восстановительными или слабо окислительными условиями. В такой обстановке железо-марганцевые окиси не формируются.

Степень окисления воды в озерах и в полузакрытых морях во многом определяется геометрией бассейна. Мелководные бассейны, такие, например, как озера Онайда в штате Нью-Йорк, содержат воды, хорошо перемешиваемые под воздействием ветра. Это исключает установление термической стратификации, которая могла бы привести к утилизации свободного кислорода и стагнации придонных вод. В таких условиях железо-марганцевые окиси широко развиты на значительной площади бассейна. Глубоководные бассейны, такие, как Черное море и многие озера, напротив, стратифицированы, и в них развиваются восстановительные условия либо в водной толще, либо на дне. В такой обстановке железо и марганец не будут осаждаться в виде окисей в наиболее глубоких частях бассейнов, и железо-марганцевые конкреции ограничены в своем распространении их краевыми частями.

Даже на участках озер и мелководных морских бассейнов с окислительными условиями распространение железо-марганцевых конкреций отнюдь не однообразно. Обилие и тип конкреций во многом определяются природой субстрата, составом и скоростью накопления осадочного материала. Мелководные морские конкреции распространены в широком диапазоне условий среды и на различном субстрате; нм могут быть глинистые илы, пески и гравий. Например, в Балтийском море три основных типа конкреций — сфероидальные, дисковидные и корковидные — характеризуются различными условиями формирования, однако все они распространены в тех районах, где не накапливаются осадки. Сфероидальные конкреции обычно приурочены к областям современного транзита осадочного материала, в то время как дисковидные конкреции и корки, вероятно, развиты на участках активной эрозии. Озерные конкреции, по-видимому, больше зависят от характера дна, на котором они расположены, так как встречаются преимущественно на гравии, грубозернистых песках или твердых ледниковых глинах. Например, в озерах Шебандован, провинция Онтарио, конкреции приурочены к мелководным литоральным областям вдоль склонов и к небольшим участкам у островов или к изолированным отмелям, В этих зонах субстрат состоит или из песка, перемешанного с более грубым материалом, или из черепицеподобных агрегатов обломков гравийной или галечной размерности. Конкреции не встречаются к зонах накопления алевритов, обогащенных органическим веществом, однако в ряде случаев рудные образования наблюдались в районе границ полей песка и алеврита. Обширные данные по озерным конкрециям Северной Америки позволили Дину и Гошу сделать вывод о том, что для формирования пресноводных конкреций требуются два главных условия: твердый субстрат и низкая, нулевая или отрицательная, скорость седиментации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна