Нормальные металлоносные осадки срединно-океанических хребтов

Наиболее часто встречающиеся металлоносные осадки срединно-океанических хребтов и базальные металлоносные осадки (рассматриваемые здесь вместе вследствие предполагаемого сходства их происхождения) представляют собой темно-коричневые тонкодисперсные, по-видимому, аморфные отложения. Они обычно очень слабо консолидированы, хотя некоторые из более глубоко захороненных базальных разностей иногда частично литифицированы. Эти отложения часто смешаны или переслаиваются с переменными количествами биогенного карбоната кальция, что отражает их обычное образование выше критической глубины карбонатонакопления. Такие осадки содержат аномальные количества многих переходных и редких металлов, таких, как Со, Cu, Pb, Mo, Ni, Ag и Zn (табл. 26). Согласно Филду и др., они представляют собой важный источник минерального сырья для будущего.

В состав этих отложений входит мельчайшие частицы и глобулы окисей железа размером от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров в диаметре, а также железо-марганцевые микроконкреции, биогенные остатки, включая остатки рыб, обломки подводных вулканических пород и продукты их изменения, такие, как палагонит, цеолиты и глинистые минералы. Содержание терригенного материала обычно невелико. При идентификации в этих отложениях части аморфного на вид материала использовались методики рентгеновской дифрактометрии со сверхмедленным сканированием. В базальных металлоносных осадках с фланга Восточно-Тихоокеанского поднятия Даймонд и др. обнаружили кроме терригенных, биогенных и вулканогенных компонентов ряд минеральных фаз, в том числе гётит, псиломелан, барит, филлипсит, монтмориллонит и фосфат. Та часть образца, которая не растворялась в соляной кислоте, по-видимому, имела минеральный состав, аналогичный составу нормальных пелагических осадков.

В табл. 26 приведены средние содержания металлов в пересчете на бескарбонатное вещество как в металлоносных осадках гребня хребта, так и в базальных металлоносных осадках; здесь же для сравнения приведены данные для нормальных пелагических глин. В общем при пересчете на бескарбонатное вещество эти отложения обогащены относительно нормальных пелагических глин Fe, Mn, Ni, Cu, Pb и Zn и обеднены Si, Al и Ti. Среди других элементов, обогащающих металлоносные осадки (по крайней мере Тихого океана), — Tl, Lu, Tm, Tb, Pr, La, Ag, Yt, Rb, Ge, Ga. В, Be, Li, Cd, V, Hg и U. Данных по содержанию малых элементов в металлоносных осадках из других океанов не так много, как из Тихого, однако эти осадки, по-видимому, также обогащены многими элементами.

Исследования по связям элементов между собой в металлоносных осадках показали, что Fe и Mn хорошо коррелируют и что с ними связаны многие малые элементы. Геохимические исследования фазового состава показали, однако, что Fe и Mn находятся главным образом в различных фазах и что малые элементы по-разному распределены между этими фазами. Например, основная часть Ni и Со связана с марганцевыми фазами, большая часть Cu и Zn — с железными, а свинец распределен более равномерно. Корреляция между Fe и Mn подразумевает либо то, что эти компоненты имеют общий источник, либо то, что осаждение одного катализирует осаждение другого.

Хотя нормальные металлоносные осадки срединно-океанических хребтов относительно гомогенны, детальные исследования на небольших участках осевых зон хребтов обнаружили вариации в их составе на малых расстояниях. Например, осадки из рифтовой долины Орединно-Атлантического хребта в районе 45° с. ш. характеризуются заметными вариациями в содержании Hg, As, Mn и Fe на расстоянии в несколько десятков километров, и эти различия даже больше, если рассматривать осадки из района, непосредственно прилегающего к долине. Наибольшее содержание железа было обнаружено около того места, где по-видимому, расположен подводный вулкан, являющийся, вероятно, источником металла. Содержание марганца в осадках, обогащенных железом, напротив, было совсем незначительным, однако с удалением от района обогащения железом оно возрастало. Кронен полагал, что такое явление отражает разделение указанных металлов с изменением величин рН и Eh при удалении от вулканического источника, вероятно родственное процессам, протекающим вокруг впадины Атлантис-II в Красном море. Эти вариации показывают, что процессы, приводящие к образованию даже обширных площадей металлоносных осадков гребневой части хребта, могут быть неодинаковыми по природе и, вероятно, зависят как от источников металлов, так и от характера среды осаждения.