Срединно-океанические хребты и окраинные моря

К океаническим обстановкам относятся крупнейшие структуры абиссальных впадин и срединно-океанических хребтов, прослеживающиеся на десятки тысяч километров и занимающие площадь в десятки миллионов квадратных километров, а также имеющие мень шие площади и протяжённость ократнные моря и цепи вулканических островов.

Абиссальные впадины (ложе океанов) в последние два десятка лет хорошо исследованы. В их пределах выявлены скопления ж е л е з о-м а р г а н ц е в ы х к о н к ре ц и й, содержащих промышленные концентрации меди, никеля и кобальта. Наибольшая часть скоплений конкреций находится в океанических впадинах Тихого океана, они установлены и во впадинах Атлантического и Индийского океанов.

Срединно-океанические хребты – особые тектонические структуры Земли, в пределах которых формируются океаническая земная кора и литосфера.

Установлено, что при образовании океанической коры формируются м-ния двухважных пpомышленно-генетических типов: хромитовые в ультрабазитах и медно-цинковые колчеданные в базальтоидах слоя 2. В кремнистых осадках слоя 1 океанической коры накапливаются окислы марганца, чаще всего над лавами базальтов..

Первоначально идея об образовании хромитовых и медно-цинковых колчеданных м-ний кипрского типа в срединно-океанических хре6тах была высказана на основании сходства состава и строения офиолитовых комплексов складчатых поясов и океанической коры в океанах. В 1978 г. на 21° с. ш. на Восточно-Тихоокеанском поднятии было открыто медно-цинковое колчеданное оруденение. Затем последовало выявление колчеданных залежей на Галапагосском рифте и в 1981 г. в хр. Хуан-де-Фука.

Изучение площадей с оруденением, наблюдение и опробование с подводных лодок выходов гидротермальных источников на океаническом дне (черные и белые «курильщики») позволили выяснить генезис медно-цинковых колчеданных м-ний. В районах выходов гидротермальных источников были открыты неизвестные ранее сообщества: бентосных животных. В дальнейшем «курильщики» и ареалы бентосных животных или колонии раковин мертвых гигантских моллюсков стали важными поисковыми признаками колчеданного оруденения..

Оруденение н а В о с точно- Т и х о о к е а н с к о м поднятии. Впервые в Тихом океане медно-цинковое колчеданное оруденение было выявлено при глубоководных погружениях на Восточно-Тихоокеанском поднятии у 20°54’ с. ш. и 109°03’ з. д.

Два участка, расположенные в 200¾300 м друг от друга, где были обнаружены и опробованы сульфиды, находятся в 600¾700 м западнее оси «экструзивной зоны» на флангах депрессии глубиной 20¾30 м и такой же ширины. Зона, в которой локализованы сульфидные руды, представляет собой тектонически активную полосу, 1,5 км шириной, рассеченную разломами и трещинами, преимущественно параллельными оси хребта.

Образцы массивных сульфидных руд были отобраны из различных частей неправильной формы колоннообразных вертикальных сооружений. Рудные сооружения местами располагаются в 4¾5 м друг от друга на одной линии и окрашены в различные цвета (коричневый, красный, желтый, иногда белый и черный, а также – иные). Сооружения — пористые, их масса состоит из лабиринта малых каналов и трубочек, они похожи на губку. Вертикальные рудные сооружения построены на выходах подушечных лав, слегка покрытых пылевидными осадками. Основание сооружений состоит из аморфного белого полупрозрачного кремнезема и сульфидов. На вершинах сооружений наблюдались жерла, через которые на морское дно могли поступать металлоносные растворы. На одном из участков грабен с вертикальными сооружениями прослежен более чем на 100 м по простиранию.

Позже на срединно-океанических хребтах были выявлены активно действующие гидротермальные жерла, извергающие флюиды и твердые частицы с t = 375+25°С, демонстрируя процессы современного колчеданного рудообразования. На расстоянии 6,2 км параллельно оси спрединга хребта были обнаружены три отдельных гидротермальных системы. Активные жерла встречались в полосе шириной 200¾500 м только в зоне проявления наиболее молодого вулканизма. Каждая гидротермальная система состояла из 3¾5 отдельных жерловых полей, которые в свою очередь содержали многочисленные активные жерла (выходы) или трубки (шесть и более). Жерла 6ыли окружены необычными бентосными животными. В северной и центральной гидротермальной системах изливались чистые или слегка беловатые гидротермальные флюиды при t = 10¾20°С со скоростью несколько сантиметров в секунду. На этих площадях не наблюдалось активное сульфидообразование, но мертвые жерла и гидротермальные холмы прослеживались. Южная гидротермальная система содержала курящиеся жерла двух типов. Белые «курильщики» изливали флюиды при t = 100¾350°С со скоростью десятки сантиметров в секунду и выделяли белые облака, осаждая преимущественно барит и кремнезем. Более интенсивна гидротермальная деятельность черных «курильщиков». Флюиды, зачерненные частицами сульфидов, извергаются со скоростью 1¾5 м/сек с t = не менее 350°С.

При исследовании образцов флюидов из трех жерл установлено аномальное содержание Не³ (в 53 раза) и Не⁴ (в 7,4 раза) по сравнению с морской водой. Содержание раство-ренного марганца достигало 310 мк/кг. Исходя из этого Не³ и марганец признаны важными поисковыми признаками гидротермальных систем.

Площадь гидротермальной деятельности у 21° с. ш. на Восточно-Тихоокеанском поднятии стала своеобразным полигоном для изучения генезиса, поэтому здесь был выполнен широкий комплекс геофизических исследований: сейсмических и гравиметрических, исследование теплового потока и аномалий магнитного поля. Геофизические исследования позволили сделать вывод о неглубоком приповерхностном положении магматической камеры, о распространении на глубину трещиноватости, определить вероятную глубину циркуляции флюидов в гидротермальной системе.

В образцах были установлены значительные количества цинка, железа, меди и серы, в меньших количествах — Со, Pb, Ag, Cd. Атомно-абсорбционный анализ показал два главных типа руд: одни обогащены цинком (до 23 ¾ 29 %). другие — железом (до 43%). Часть образцов обогащена медью (2,2¾6%). Изучением минерального состава гидротермальными жерл установлены: часто встречающиеся сфалерит, пирит, халькопирит, ангидрит и нонтронит, реже – вюртцит, марказит, пирротин, гипс, магниевый гидроксилсульфатгидрат, барит, ярозит, самородная сера, гётит, окись-гидроокись железа, и аморфный кремнезём; в акцессорных количествах – галенит, борнит, кубанит, халькозин, дигенит, ковеллин, натроярозит, крипто-кристаллический сульфат меди, корунд, тальк. Внешние зоны гидротермальных рудных трубок, через которые изливались флюиды, сложены в значительной степени ангидритом с вкрапленностью пирита и сфалерита. В тесном срастании с ангидритом находится магниевый гидроксилсульфатгидрат, не наблюдавшийся ранее в природе, но полученный при изучении взаимодействия нагретой морской воды с базальтом. Исследован состав оснований минеральных холмов, неактивных жерл, активных черных и белых «курильщиков» (действующих жерл), состав твердых минеральных частиц в черных и белых флюидах. По М. Стирту и др., трубки, извергающие флюиды с t = около 350⁰С, обогащены медными сульфидами, ас t менее 300⁰С флюиды богаче цинковым сульфидом. Основные сульфиды трубок – вюртцит, халькопирит, пирит и кубанит. Минеральный состав сульфидов, сульфатов и силикатов в отложениях активных и неактивных жерл различен.

В 1984 г. в брекчиевых рудах м-ний Кипра найдены фрагменты гидротермальных трубок (жерл) чёрных «курильщиков» со следами фауны трубчатых червей. Позже подобные находки отмечены на южноуральских колчеданных м-ниях.

Сопоставимые по значению факты по гидротермальным процессам обнаружены близ Галапогосского рифта, в Гаямасском бассейне и других океанических рифтовых зонах.

Отгороженные окраинные моря не благоприятны для скопления полезных ископаемых.