Металлоносные осадки за пределами срединно-океанических хребтов

15.07.2020

Сообщалось о нескольких находках подводных металлоносных осадков из районов за пределами срединно-океанических хребтов, обычно из районов островных дуг или окружающих их областей. В целом, однако, осадки, образовавшиеся в такой обстановке, привлекали меньше внимания по сравнению с осадками срединно-океанических хребтов.

Одним из первых сообщений об образовании гидротермальных осадков за пределами хребтов было сообщение Зеленова, касающееся подводного вулкана Бану-Вуху в Индонезии. На морское дно разгружалась горячая струя растворов, обогащенных железом и марганцем. Было видно, что над гидротермальным выходом на высоте около 1 м железо и марганец в виде гидроокисей переходили во взвесь и окружающие породы также были обильно покрыты осадками железа и марганца. Наблюдалось, что от гидротермальных выходов разносилась облакообразная суспензия, по-видимому состоящая из кремнезема.

Одним из наиболее хорошо описанных случаев образования металлоносных осадков за пределами срединно-океанических хребтов является район Mатупи-Xapбор в Новой Британии. Здесь были исследованы не только осадки, выпадающие из гидротермальных растворов, но также анализировались и сами растворы, сообщалось, что вулканические термальные воды были от умеренно- до сильноквелых и содержали до 100 млн-1 Fe, 100 млн-1 Mn, 2,5 млн-1 Zn и немного меньше чем 0,1 млн-1 Cu и Pb. Концентрации Fe, Mn и Zn были сходны с величинами, Полученными а рассолах впадины Атлантис-II Красного моря, но количества Cu и Pb были меньше. Важно, однако, что общая минерализация и концентрация хлорид-иона в водах термальных источников Матупи намного меньше, чем в рассолах Kpacного моря, и в некоторых случаях меньше, чем в нормальной Морской воде. Их состав показан в табл. 27. Состав осадков из термальных источников приведен в табл. 28. Эти отложения обогащены окисями железа и имеют обычно переменные, но низкие концентрации марганца и цинка, намного более низкие в действительности, чем часто обнаруживаемые в осадках из рассолов Красного моря. Общее содержание серы в рассматриваемых отложениях находится в пределах от 0,5 до 2,5%, она присутствует главным образом в составе сульфатных минералов и в диагенетическом пирите. В двух местах, где гидротермальные растворы разгружаются в морскую воду, в результате резких изменений кислотности и окислительно-восстановительного потенциала металлы быстро осаждались. Но там, где разгрузка гидротермальных растворов происходит в субаэральных условиях, первоначальным преципитатом была относительно чистая окись железа. Лишь на некотором расстоянии от места разгрузки, когда рН и Eh растворов возрастали, все же осаждались марганец и цинк.

Рядом исследователей были описаны металлоносные осадки вулканической островной дуги Киклады в восточной части Средиземного моря (рис. 60). Наиболее известные примеры таких отложений встречаются в кальдере вулкана Санторин, отмечаются они и в пределах небольших заливов, расположенных на некотором удалении от канала между двумя островами Неа-Каймени и Палеа-Каймени (рис. 60). Здесь в море активно выносятся газы и разгружаются обогащенные металлами растворы. Смит и Кронен подразделили кальдеру Сапторина и окружающий район на пять зон, каждая из которых характеризуется отличным от других типом осадка (рис. 60). Этими зонами являются: внутренняя эксгалятивная зона, внешняя эксгалятивная зона, зона канала, кальдерная зона и зона шельфа сразу же за пределами кальдеры Санторина.

В пределах заливов на некотором расстоянии от островов в кальдере Санторина может наблюдаться фракционное осаждение металлов, сходное с тем, которое встречается во впадине Атлантис-II и вокруг нее. Недалеко от гидротермальных выходов концентрация железа в растворе наибольшая, в глубь заливов она уменьшается. Во внутренней эксгалятивной зоне в поверхностных осадках содержания железа достигают 40%, уменьшаясь до 7% во внешней эксгалятивной зоне. Содержание алюминия, наоборот, с удалением от гидротермальных выходов увеличивается и имеет наибольшие значения в глубоководных осадках кальдерной зоны. Это позволяет предположить, что гидротермальный привнос элемента в кальдеру вулкана Санторин незначителен. В обогащенных железом осадках внутренней эксгалятивной зоны содержание марганца относительно невелико, однако оно существенно возрастает в осадках внешней эксгалятивной зоны — от <200 до ~5500 млн-1 соответственно. Сказанное еще раз иллюстрирует различное поведение этих металлов при смешении кислых гидротермальных растворов с морской водой. Содержание Zn максимально (до 140 млн-1) во внешней экогалятивной зоне; в целом оно изменяется соответственно с содержанием Mn, который, по-видимому, захватывает Zn из раствора. Содержания Cu довольно сходны во всех пяти зонах, выделенных Смитом и Кроненом, и повсеместно имеют среднюю величину около 25 млн-1. Однако в поверхностных осадках внутренней эксгалятивной зоны наблюдается наибольшее среднее содержание Cu (34 млн-1), что предполагает гидротермальный источник этого элемента и, вероятно, более высокие концентрации на глубине.

В Палеа-Каймени под поверхностными осадками имеется полуметровый слой, обогащенный карбонатом железа, а под ним могут встречаться силикаты железа и сульфаты. О сходной последовательности осадков в Неа-Каймени, а также об образовании сульфида железа сообщила Бутузова. В заливе Неа-Каймени присутствует свободный сероводород, а в заливе Палеа-Каймени его, по-видимому, нет.

Хоннорец, Хоннорец и др., Хоннорец и Ваушкун и Гpoппеp описали металлоносные осадки с Липарских островов в западной части Средиземного моря. Островная дуга состоит из семи островов и двух активных вулканов — Стромболи и Вулькано. В Бахиа-де-Леванте, на некотором удалении от острова Вулькано, в подверженном землетрясениям разломе имеется подводное фумарольное поле. Фумаролы в прилегающих районах на суше имеют температуры около 250°C; с ними связаны отложения серы и хлорида аммония. Однако в 1924—1925 гг., когда температуры фумарол на суше превышали 600°С, отлагались сульфидные минералы.

Нa подводном фумарольном поле из-за присутствия во взвеси коллоидной серы наблюдается изменение цвета воды. Из фумарол разгружаются струи вулканических газов CO2, H2S, SO2, а также пары воды. Величина pH в фумаролах низка и равна 2,53, однако в нескольких метрах от них рН имеет нормальную величину. В водах непосредственно над фумаролами обнаружены концентрации железа (1 мг/л). Осадок в фумарольном поле представляет собой серный туф, содержащий до 40% сульфидов, включающих марказит, пирит и небольшие количества халькопирита и арсенопирита. В некоторых случаях в коренных породах могут встречаться пирит и марказит, замещающие титано-магнетит. С химической точки зрения осадки имеют низкие содержания SiO2 и обогащены Fe и Hg. По направлению к фумаролам возрастают содержания Cr, Fe, Со, Ni, В и V, тогда как содержания Al, Ba, Mn, Si, Р, Ca и Mg уменьшаются. По сравнению с сульфидными отложениями впадины Атлантис-II Красного моря рассматриваемые отложения имеют более низкие содержания переходных металлов, однако под фумарольным полем, возможно, имеются отложения массивных сульфидов.

Значение осадков, формирующихся в районах вулканов Санторин и Вулькано, заключается в той информации, которую они дают о подводно-морской металлогении легкодоступной для наблюдений части системы островных дуг. Как уже упоминалось, последовательная смена осадков с удалением от подводных гидротермальных выходов в районе вулкана Санторин, состоящая в раздельном осаждении Fe и Mn и, возможно, более раннем осаждении сульфидов, во многих аспектах аналогична ситуации, наблюдаемой во впадине Атлантис-II и вокруг нее, а также в других более глубоководных центрах гидротермальной деятельности срединно-океанических хребтов. В этих двух ситуациях мы имеем возможность непосредственно наблюдать проявления общего процесса, сопровождающего определенный тип подводной металлогении.

Юго-западная часть Тихого океана является примером островодужно-окраинно-морского комплекса, в котором в нескольких местах были установлены подводные вулканогенные осадки. В этом районе имеются многочисленные подводные вулканы, часто на довольно небольшой глубине, а также активные центры спрединга в бассейнах за островной дугой. Последние, по-видимому, во многих отношениях аналогичны центрам спрединга срединно-океаиичсских хребтов, и, таким образом, можно ожидать, что они покрыты сходными металлоносными осадками. Действительно, Гриффином и др. и Бертине были описаны железистые осадки из центра спрединга в Лоу-Бейсен очень похожие на типичные осадки срединно-океанических хребтов. Кроме того, Бертине и Кии описали гидротермальный барит из зоны разлома, ответвляющейся (пересекающей) от центра спрединга.

Проанализированная Бертине абиогенная часть осадков с поднятия Лоу-Бейснн представлена в основном вулканическими обломками, а в ее глинистой части много монтмориллонита и очень немного частично упорядоченного хлорита. Эти осадки обогащены Fe и частично Mn и Cu (табл. 29). По сравнению с концентрациями, наблюдаемыми на Восточно-Тихоокеанском поднятии, они содержат меньше Fe, Mn, Cu, Zn и Ni более сходны с отложениями Срединно-Атлантического хребта. Бертине сделала вывод, что эти осадки формировались при выветривании вулканитов с добавкой некоторых элементов, соосажденных с железо-марганцевыми окисями из морской воды. Однако Бертине также отметила, что скорости аккумуляции четырех наиболее важных элементов подводных гиротермальных систем, а именно Mn, Fe, Cu и Zn, были намного выше, чем в большинстве осадков осевой зоны хребта. Это позволяет предполагать, что на поднятии Лоу-Бейсин важную роль играет, по-видимому, локальный гидротермальный источник железа и, возможно, ассоциирующихся с ним элементов; следовательно, по аналогии это возможно и в других центрах спрединга бассейнов тыльных частей островных дуг.

Позднее Кроненом и Томпсоном были проведены региональные геохимические рекогносцировочные исследования с целью поисков месторождений металлоносных осадков в системе островных дуг юго-западной части Тихого океана. В результате этих исследований было выявлено несколько районов обогащенных металлами осадков, включая отдельные участки Лоу-Бейсин, южного бассейна Фиджи и район вблизи Новых Гебридов и Соломоновых островов. Сравнение существующего характера распределения элементов с известными картинами распределения, связанного с подводным вулканизмом, предполагает, что районы Новых Гебридов и Лоу-Бейсин, по-видимому, являются наиболее перспективными для поисков высокосортных металлоносных осадков.



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