Факторы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния в зонах разгрузки гидротермальных растворов в районе 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта

Наркевский, Егор Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Факторы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния в зонах разгрузки гидротермальных растворов в районе 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта
ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Факторы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния в зонах разгрузки гидротермальных растворов в районе 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта"

005002877 НАРКЕВСКИЙ Егор Владимирович

ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ОРЕОЛОВ РАССЕЯНИЯ В ЗОНАХ РАЗГРУЗКИ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ В РАЙОНЕ 13° С.Ш. СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА

Специальность 25.00.07 - Гидрогеология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

-1 ДЕК 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

005002877

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор геолого-минералогических наук, ст. науч. сотр.

Судариков Сергей Михайлович Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Лукашин Вячеслав Николаевич, кандидат геолого-минералогических наук

Ведущая организация - Российский государственный гидрометеорологический университет, кафедра геодезии и гидрогеологии.

Защита диссертации состоится 21 декабря 2011 г. в 18 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.01 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 18 ноября 2011 г.

Петров Владимир Викторович

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета канд. геол.-минерал. наук

И.Г.КИРЬЯКОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследований.

Объектом исследования в процессе работы являлись гидрогеологические структуры гидротермальных систем рудного узла «Ашадзе», расположенного на 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта (САХ). Особое внимание уделено водным ореолам рассеяния (гидротермальным плюмам) растворенных и взвешенных форм элементов, формирующимся в зонах разгрузки рудообразующих гидротермальных растворов. Основные результаты получены при изучении гидротермальных плюмов, приуроченных к блокам серпентинизированных ультрамафитовых пород рудного узла «Ашадзе». Рост интереса к проблеме гидротермальной активности на дне Мирового океана в областях срединно-океанических хребтов, областей за-дугового спрединга и внутриплитных вулканов связан с перспективами освоения субмаринных гидротермальных месторождений. Процесс освоения месторождения сульфидных руд уже начался: Австралийская горнорудная компания (Nautilus Mineral Corporation) получила лицензию на разработку сульфидов и начала широкомасштабные работы в юго-западной части Тихого океана (в пределах исключительной экономической зоны Папуа-Новой Гвинеи). Имеются планы разработки японскими компаниями сульфидной залежи Санрайз с ресурсами 5-9 млн. тонн в кальдере подводного вулкана, входящего в Идзу-Бонинскую островную дугу. Таким образом, многие страны стоят на пороге начала разработки залежей сульфидных руд. В соответствии с долговременными программами развития морской геологической отрасли наша страна также планирует начало добычных работ в ближайшие десятилетия. В связи с этим, разработка методов поиска и обнаружения нового высококачественного потенциального источника минерального сырья, (в особенности, в связи с постепенным истощением континентальных месторождений и ростом стоимости металлов) -становится всё более актуальной.

В 2010 году Российской Федерацией подготовлена заявка на разработку месторождений в «Международный орган по морскому дну». Заявочный район расположен в центральной части Атлантического океана в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта в интервале широт 12°48'36"-20°54'36" N. В данный район входят рудные поля - рудный узел «Логачев», рудное поле «Пюи-де-Фолль», рудный узел «Ашадзе», рудное поле «Краснов», рудный узел «Семенов», рудное поле «Зенит-Виктория». Следует отметить, что все вышеперечисленные поля открыты российскими исследователями (Полярной морской геологоразведочной экспедицией, совместно с ВНИИОкеангеологией), за исключением рудного поля «Пюи-де-Фолль», открытого в 1996 году французскими исследователями. к \

Планируется в ближайшее годы более детальное изучение рудных объектов и их промышленное освоение.

Одним из наиболее эффективных методов обнаружения районов современного субмаринного рудообразования является метод гидрохимического и гидрофизического зондирования, позволяющий обнаружить гидротермальные плюмы в придонных водах Океана. При помощи этого метода были открыты многие рудные поля.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования глубоководных методов обнаружения гидротермальных ореолов рассеяния для поисков зон современного рудообразования на Срединно-

Атлантическом хребте.

Необходимо прояснить ряд принципиальных моментов связанных с развитием гидротермальных плюмов, главных индикаторов гидротермальной активности. Эти знания, с точки зрения практической морской геологии, позволят более эффективно использовать получаемую на борту судна информацию, с большей вероятностью определять положение гидротермального источника.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является определение условий формирования придонных гидротермальных плюмов, разработка методики глубоководных гидрогеохимических и гидрофизических исследований гидротермальных гидрогеологических структур САХ и обоснование поисковых показателей для обнаружения активной гидротермальной деятельности на дне Океана.

В процессе работы решались следующие задачи:

1. Анализ основных закономерностей формирования ореолов рассеяния (гидротермальных плюмов) в гидрогеологических

структурах САХ.

2. Определение факторов регулирующих процессы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния.

3. Разработка методики интерпретации гидрофизических и гидрохимических данных, полученных в результате исследований придонных вод гидротермальных структур САХ.

4. Обоснование новых гидрогеологических, гидрофизических и гидрохимических показателей для поиска гидротермальных источников, и как следствие, гидротермальных рудных полей.

Фактический материал и личный вклад автора.

Диссертационная работа построена на результатах теоретического анализа и научно-практических работ, выполненных за 7-летний период с 2004 по 2011 гг. Фактический материал собран автором в семи рейсах НИС

«Профессор Логачёв» на гидротермальных полях Атлантики, автор участвовал в открытии новых рудных полей.

В 2004 году на базе закономерностей полученных в процессе детального изучения гидротермального рудного поля «Ашадзе-1», было найдено рудное поле «Краснов».

В 2005 году были открыты рудное поле «Ашадзе-2» и рудопроявление «Ашадзе-3». В 2007 году, было открыто рудное поле «Семёнов». В следующем, 2008 году, было открыто рудное поле «Зенит-Виктория». В 2009 году на широте 11°28' с.ш. был найден обширный гидротермальный плюм. В 2010 году, на широте 19°58' с.ш. было открыто новое рудное поле (предполагаемое название «Петербургское»). В процессе этих работ производилось определение ряда гидрохимических параметров (температура, солёность, мутность, рН, Eh). Кроме этого, в придонной водной толще изучалось содержание тяжёлых металлов (Cu, Zn, Fe, Мп) как во взвешенной, так и в растворённой формах. В диссертационном исследовании также использованы материалы, собранные автором в фондах ВНИИОкеангеология и ПМГРЭ.

Основные методы исследования.

Специфика геологических работ в глубоководных районах океана требует применения специальных методов исследований. Для изучения современных процессов особенно важны наблюдения в реальном времени. В процессе работы над диссертацией анализировались материалы, полученные следующими основными методами:

• Гидрофизическим зондированием и профилированием при помощи CTD зонда Seabird 911+ (определялись температура, солёность, мутность, плотность морской воды);

• Гидрохимическим опробованием методом кассетного пробоотбора с использованием комплекса «Карусель»;

• Анализ гидрохимических проб взвешенных и растворённых форм элементов проводился атомно-абсорбционным методом на борту судна и в лаборатории ВНИИОкеангеология;

• Статистическая обработка данных проводилась с использованием программ EXEL и STATISTICA 6.0

• При построении карт, схем, графиков использовались графические пакеты (Grapher 6, Surpher 8, CorelDraw 13, SeaSave 7, SBE Data Processing 3.1).

Научная новизна.

Полученный за последние годы материал позволил по-новому взглянуть на некоторые черты гидрогеологических структур гидротермальных полей САХ.

В процессе работы получены следующие новые результаты:

1. Произведена оценка влияния характера разгрузки и состава гидротермальных растворов на формирование ореолов рассеяния. Установлены высокие содержания в составе гидротермальных плюмов рудных полей «Ашадзе-1» и «Ашадзе-2» растворённых и взвешенных форм компонентов, унаследованные от гидротермальных растворов: Мп, Ре, Си, 2п, СН4, Нг-

2. На основании данных гидрооптических исследований выделяется дискретная структура ореолов рассеяния. Основными факторами формирования структуры плюма является характер термохалинной зональности придонных вод и распределению взвешенных и растворённых форм рудных компонентов, характеризующие разгрузку термальных вод.

3. Определяющим фактором, при формировании аномалий оптической прозрачности в придонных водах, является наличие взвесей, преимущественно, оксигидроксида железа во всплывающей струе и оксидных фаз Мп - в плюме нейтральной плавучести. При этом вблизи источника формируются аномалии взвешенного железа и растворённого марганца.

4. Установлены гидрофизические и гидрогеохимические поисковые показатели активных гидротермальных систем. Проведено обоснование и апробация методов определения положения источника и направления сноса гидротермального материала.

Защищаемые положения.

Теоретическое исследование проблемы и одновременный анализ эмпирических данных позволил сформулировать и обосновать защищаемые положения диссертации. Все они выдвинуты впервые.

Субмаринная разгрузка гидротермальных растворов приводит к формированию дискретной структуры ореолов рассеяния. Структура плюма по характеру термохалинной зональности с отрицательными аномалиями потенциальной температуры, солёности и плотности придонных вод отражает характер взаимодействия гидротермальных растворов с антарктическими водами впадин рифтовой долины САХ. Отрицательные аномалии температуры, солёности и плотности приурочены к основному горизонту латерального рассеяния (250-300 м от дна).

Соотношение взвешенных и растворённых форм связано с особенностями формирования гидротермальных систем в гидрогеологических массивах, и физико-химической обстановки в зонах разгрузки гидротермальных растворов. Наблюдается высокая корреляция между растворённой формой марганца и взвешенной формой железа.

Разработана и опробована методика проведения и интерпретации гидрогеохимических исследований для определения планового положения и глубины зон разгрузки, и направления придонных течений. Корреляция между растворённой формой марганца и взвешенной формой железа указывает на близость к гидротермальному источнику. Отрицательные аномалии потенциальной температуры, солёности и плотности свидетельствуют о глубине зоны разгрузки, совместный анализ гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет оценить основное направление придонных течений.

Практическое значение работы.

В результате многолетних исследований при проведении гидрофизического и гидрохимического зондирования, с участием автора были разработаны рекомендации по поиску субмаринных гидротермально-активных источников. Научно-методические разработки, основание на изучении гидротермальных плюмов позволили вести поиск более эффективно, избегать излишних затрат времени и средств. В результате в Северной Атлантике было открыто несколько гидротермальных полей.

Изучение процессов образования плюмов и гидротермального осадкона-копления в уникальной природной лаборатории, которой являются гидротермальные системы океана прежде всего важно при поисках глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС), а также для практической геологии, во-первых, в смысле понимания закономерностей формирования и распространения колчеданных месторождений, во-вторых, для познания особенностей океанского рудогенеза.

Более конкретное значение имеют рекомендации по направлениям исследований придонных вод гидротермальных полей. Предложения, касающиеся отдельных сторон гидрогеохимических и экогеохимических исследований в океане, могут быть реализованы в морских экспедициях ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология.

зование отрицательных аномалий температуры и солености в качестве поискового признака высокотемпературных источников в пределах САХ, применение гидрофизических и геохимических показателей гидротермальных плюмов для оценки положения и параметров связанных с ними источников.

Апробация результатов исследований.

Результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях «Полезные ископаемые Океана» (ВНИИОкеангеология, СПб) в 2006, 2008 и 2010 годах, XVII и XVIII Международных научных конференциях (Школах) по морской геологии (ИОРАН, Москва) в, 2007 и 2009 годах. В 2009 году доклад автора был удостоен диплома, как лучший среди молодых учёных.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе три написанные в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объём и структура работы.

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 154 страницы текста, 43 рисунка, 4 таблицы и включает список литературы из 122 наименований.

В первой главе диссертации приводится анализ гидрогеологических структур дна Мирового Океана. Во второй главе охарактеризованы современные представления о формировании гидротермальных растворов в подвижных гидрогеологических структурах океана. Третья глава посвящена геохимическим ореолам рассеяния связанных с гидротермальной деятельностью. В четвертой главе анализируются особенности формирования гидротермальных ореолов рассеяния в придонных водах рудного узла «Ашад-зе». В пятой главе рассказывается о применении метода поиска гидротермальных ореолов рассеяния на новых гидротермальных полях САХ, открытых при участии автора («Пюи де Фолль», «Зенит-Виктория», «Петербургское»).

Первое защищаемое положение обосновывается в второй и третьей главах, второе - в четвёртой, третье - в четвёртой и пятой главах.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю признательность заведующему кафедрой гидрогеологии и инженерной геологии СПГГУ В.В. Антонову, научному руководителю д. г.-м. н., с.н.с., С.М. Сударикову за помощь при подготовке диссертационной работы. Неоценимую поддержку автор получил от коллег из ПМГРЭ, с которыми ему посчастливилось поработать в семи рейсах на НИС «Профессор Логачёв» в тропической Атлантике. Существенная часть

диссертации выполнена на основании материалов полученных по итогам этих экспедиций. Отдельно хочется поблагодарить В.Н Иванова, В.Е. Бель-тенёва, А.Г. Кротова, А.Н. Густайтиса, И.И. Рождественскую, Добрецову И.Г., jB.B. Шилова], Шипова Р.В., A.A. Шагина.

За полезные рекомендации в процессе работы над диссертацией автор всем им выражает глубокую благодарность.

Защищаемые положения и их обоснования

1. Субмарииная разгрузка гидротермальных растворов приводит к формированию дискретной структуры ореолов рассеяния. Структура плюма по характеру термохалинной зональности с отрицательными аномалиями потенциальной температуры, солёности и плотности придонных вод отражает характер взаимодействия гидротермальных растворов с антарктическими водами впадин рифтовой долины САХ. Отрицательные аномалии температуры, солёности и плотности приурочены к основному горизонту латерального рассеяния (250-300 м от дна).

По результатам проведённых исследований и анализа литературных данных в диссертации сопоставлены геохимические особенности флюидов и плюмов гидротермальных полей САХ.

Изучение рудного узла «Ашадзе» началось в 2003 году, в 22-м рейсе НИС «Профессор Логачёв», когда было открыто рудное поле «Ашадзе-1», являющееся активным с ярко выраженными гидрофизическими аномалиями.

В 24-м и 26-м рейсах НИС «Профессор Логачёв» изучение рудного поля «Ашадзе-1» было продолжено, и были получены новые интересные результаты (Приложение 1).

Рудное поле представлено постройками сульфидных руд, увенчанными трубными комплексами. Сульфидные руды представлены цинково-медно-колчеданными, медными, цинково-колчеданными, цинковыми, медно-цинковыми. Средние содержания и диапазоны содержаний главных рудных и благородных металлов в сульфидных рудах поля составляют (в %): Си = 10.53 (0.015-39.40), Zn = 16.34 (0.03-50.1), Fe = 27.15 (6.17-47.57), Au = 2.63 г/т (0.06-123), Ag = 89.9 г/т (2-1730), Со = 1740 г/т (40-7050).

В разрезе придонных вод гидротермальные растворы формируют плю-мы нейтральной плавучести, на двух отчётливо выраженных уровнях. К верхнему уровню (200-300 м от дна) приурочены морские воды с высоким содержанием газов (рис. 1). Отрицательные аномалии температуры и солёности на этом уровне связаны с вовлечением в восходящее движение холодных и распреснённых антарктических вод из примыкающих впадин-

рифтовой долины в соответствии с «атлантической» моделью формирования плюма (Корчагин, Судариков 1990).

0 004 006 0.12 016 0-2

1_I_I__É_I_I_I_I_I_I_I

I-т-]-Т-1 1 i 1 | t I ' 1

М85 34.86 34.87 34.88 34.69 34.9 34.91

Рис. 1 Графики мутности (Turb), плотности (D), потенциальной температурь^©) и солёности (S) в придонном слое на станции 1504-2, рудное поле «Ашадзе-1» (Наркевский Е.В., /2006 ф/).

На нижнем уровне (80-100 м от дна) за счёт разгрузки гидротерм повышенной плотности формируется слой с повышенной солёностью и содержанием взвешенных частиц.

Отличительной чертой плюма нейтральной плавучести над полем «Ашадзе-1» является существенная отрицательная аномалия плотности (рис. 1). Такая ситуация ранее не встречалась на гидротермальных полях САХ. Причиной этого может быть высокое содержание газов (в особенности Н2, СН4) обнаруженное в высокотемпературных (до 353 °С) гидротермальных растворах (Serpentine Cruise Report, 2007).

Важной особенностью строения гидротермальных ореолов является их дискретность (рис. 2). Дискретность строения плюмов является отражением дискретного (квантового) характера гидротермальной деятельности.

Одной из главных причин дискретности плюмов является пространственная дифференциация вещества, диктуемая как составом первичных растворов, так и преобразованиями в процессе рассеяния, проявляющимися на границе взвесь - раствор (рис. 2). Примером может стать дифференциация в распределении взвешенных и растворенных форм марганца, а также в распределении взвешенных форм железа и растворённых форм марганца.

-3600

-3700

-3800-

-3900-

-4000-

-4100-

-4200-(м)

800 (м)

Turb

1 0.038

* 0.034

ш 0.03

щ 0.026

0.022

— 0.018

— 0.014

— 0.01

— 0.006

Рис. 2. Профиль мутности вдоль рудного поля «Ашадзе-1» (Наркевский Е.В., 2005 г.).

2. В составе гидротермальных плюмов рудных полей «Ашадзе-1» и «Ашадзе-2» обнаружены высокие содержания растворённых и взвешенных форм рудных компонентов и газов, унаследованные от гидротермальных растворов: Mn, Fe, Cu, Zn, СН4, Н2. Соотношение взвешенных и растворённых форм связано с особенностями формирования гидротермальных систем в гидрогеологических массивах пород и физико-химической обстановки в зонах разгрузки гидротермальных растворов. Наблюдается высокая корреляция между растворённой формой марганца и взвешенной формой железа.

Над рудным полем «Ашадзе-1», определены аномальные концентрации взвешенных и растворённых форм марганца, железа, меди и цинка.

Как видно из табл. 1 в нижнем придонном слое (-100 м над дном) над рудным полем «Ашадзе-1» концентрации Mn, Си, Zn и Fe не превышают

фоновых значений. Аномальные значения Мп и Бе прослеживаются в гидротермальном шпоме в 200-250 м от дна и хорошо согласуются с аномалиями мутности. Также из таблицы видно, что аномальные концентрации растворенного марганца зафиксированы в пробах воды с аномальными концентрациями взвешенного железа. Такая зависимость свидетельствует о наличии гидротермальной активности. Данные пробы отобраны из гидротермального плюма в той фазе его развития, когда почти всё железо уже перешло во взвешенную форму, а марганец пока присутствует преимущественно в растворённой. Геохимические аномалии в придонных водах измеренные на профиле 1504 находятся в пределах литогеохимического ореола рассеяния Мп, Ре, Си, и 7л, выделяющегося по данным изучения осадков. „, _

Таблица 1

Концентрации растворённых и взвешенных форм тяжёлых металлов в придонном слое воды над рудным полем «Ашадзе 1» (Наркевский Е.В. 2006

/Ф0-

№ станиии Гориынт.м Си раст Си взв Л/л раст Л/л взв /■> раст Ре взв 7.п раст £л взв

1604-1 4002 0.28 0.10 0.10 0.10 0.41 4.1 1.51 0.24

3973 0.24 0.09 0.05 0.06 0.41 2.1 1.39 0.18

1604-2 4058 0.18 0.07 0.13 0.08 1.19 2.7 1.76 0.15

3868 0.28 0.36 0.71 0.08 2.94 16.0 2.06 0.46

1604-3 4092 0.13 0.06 0.05 0.07 0.41 1.9 1.60 0.13

3911 0.30 0.13 0.33 0.07 2.71 4.2 1.33 0.15

3855 0.24 0.28 043 0.07 3.62 11.0 1.57 0.18

1604-4 4143 0.14 0.33 0.05 0.08 0.46 2.8 1.82 0.28

3951 0.20 0.08 0.31 0.08 2.06 6.7 2.16 0.16

1604-6 4113 0.14 0.13 0.05 0.07 0.69 22. 1.15 0.22

3880 0.26 0.20 0.32 0.08 3.03 1Л 1.09 0.19

3982 0.23 0.17 0.13 0.09 0.69 3.7 1.33 0.18

Корреляционный анализ указывает на существование наиболее тесных связей между взвешенной формой железа и растворённой формой марганца, растворенными формами Мп и Ре, с одной стороны, Си и Мп - с другой, а также взвешенными Си, Ге и Ъп (табл. 2)

В 2005 году было открыто рудное поле «Ашадзе-2», где также изучались гидрогеохимические ореолы рассеяния (Приложение 2).

Руды «Ашадзе-2» характеризуются Си и Ре специализацией и почти полным отсутствием цинковой. Сульфидные руды представлены медно-колчеданными (изокубанит-пирротиновыми, изокубанит-пирротин-пиритовыми), медными (изокубанит-халькопирит-борнит-халькозиновыми) и серноколчеданными (пирит-марказитовыми) разновидностями. Средние содержания и диапазоны содержаний главных рудных и благородных ме-

таллов в сульфидных рудах поля составляют - Сиср.~ 10.41% (1.47-28.87), Реср=29.24% (15.91-33.61), Аиср=8,41г/т (15.0-0.53), А&р=5.98г/т (0.00523.60). Руды обогащены кобальтом, но обеднены кадмием, свинцом, сурьмой, ртутью.

Из анализа данных следует, что влияние источника на придонные воды в наибольшей степени выражено в юго-восточной части территории съёмки, в особенности по концентрациям железа, поскольку Ре^с™ существует только вблизи источника, а переход во взвесь осуществляется позднее, на удалении от источника. Наблюдается отсутствие корреляции между содержанием растворённых форм микроэлементов и абсолютными значениями мутности, что естественно, поскольку повышенная мутность связана с высокими концентрациями взвешенных форм элементов. Поэтому, на горизонте латерального рассеяния, где наблюдался аномальный слой придонной воды, концентрация растворённых микроэлементов оставалась фоновой или ниже фоновой.

Таблица 2

Корреляционная матрица растворённых и взвешенных форм меди, марганца, железа и цинка в придонных водах рудного поля «Ашадзе-1».

ClIpacT CUB3B MiWr МПВЗ, F® наст Fe взв ZnDaCT ZnB38

1 0,17 0,59 0,22 0,55 0,50 -0,12 0,24

1 0,58 0,07 0,45 0,68 0,22 0,75

MnDaCT 1 0,01 0,87 0,96 0,38 0,56

Мпвзв 1 -0,15 0,09 0,16 0,24

1 0,79 0,10 0,18

1 0,41 0,66

1 0,38

Zll взв 1

Распределение растворенных форм меди и цинка в целом сходно. Выраженной тенденцией является то, что все аномальные и высокие содержания растворённых форм микроэлементов измерены в подавляющем большинстве случаев на станциях 1501-4, 1541 и 1499-5. Выделяется профиль 1501, где измерены повышенные значения для меди, железа и цинка. В пробах, отобранных на этих же станциях, а также ст. 1541 наблюдаются повышенные концентрации марганца. Все эти станции расположены к северо-западу от ст. 1501-4 где обнаружены самые высокие концентрации железа. Это позволяет предположить распространение ореола рассеяния на северо-запад от станции 1501-4, которая находится вблизи гидротермаль-

ного источника. Это вывод был подтвержден по данным полученным французской экспедицией SERPENTINE (Serpentine Cruise Report, 2007).

В заключение, следует отметить, что максимальные концентрации Мп, Си, Zn и Fe на «Ашадзе-2» в отличие от поля «Ашадзе-1» были зафиксированы на расстоянии 50-70 м от дна. Формирование геохимических аномалий связано, видимо, с аномалиями мутности, положительными аномалиями температуры и солёности на нижнем (придонном) горизонте рассеяния, образованном реверс-плюмом в 60-80 м от дна. Это связано со своеобразным характером гидротермальной разгрузки на поле «Ашадзе-2», приуроченной к кратеру.

Развитие «реверс-плюмов» приурочено к некоторым источникам кратеров, характерной чертой для этих растворов является повышенная относительно окружающей морской воды плотность (Sudarïkov and Roumiantsev, 2000). От обычных плюмов они отличаются характером рассеяния - струя не вертикальная, а наклонная, горизонтальная или нисходящая, за счёт повышения плотности раствора (Bogdanov et al., 1995).

3. Разработана и опробована методика проведения и интерпретации гидрогеохимических исследований для определения планового положения и глубины зон разгрузки, и направления придонных течений. Корреляция мезвду растворённой формой марганца и взвешенной формой железа указывает на близость к гидротермальному источнику. Отрицательные аномалии потенциальной температуры, солёности и плотности свидетельствуют о глубине зоны разгрузки, совместный анализ гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет оценить основное направление придонных течений.

В результате многолетнего изучения гидротермальных ореолов рассеяния рудных полей «Ашадзе-1», «Ашадзе-2», разработана методика проведения и интерпретации гидрогеохимических исследований, которая была опробована на рудных полях «Пюи-де-Фолль», «Зенит-Виктория», «Семё-нов-2», и на неовулканическом поднятии 11°26,4' с.ш. и.

На рудных полях «Пюи де Фолль» и «Зенит-Виктория», расположенных на глубинах менее 3000 м, в отличие от рудного поля «Ашадзе-1», не наблюдается отрицательных аномалий гидрофизических параметров (потенциальная температура, солёность и плотность).

На мелководном (до 2000 м) рудном поле «Пюи де Фолль» были выявлены лишь высокие аномалии мутности придонной водной толще на двух станциях. Впервые в районах гидротермальной активности аномалии мутности достигали «ураганных значений» до 1,300 FTU (рис. 3).

Руды поля «Пюи де Фолль» представлены массивными медно-колчеданными (Cu-Fe) и цинково-колчеданными (Zn-Fe). Пористо-

масссивные чаще представлены серноколчедашшш типом (Ие-Б) и его опа-лизированными разновидностями.

Средние содержания в рудах: Си^, = 7,42 %, 2пср = 2,51 %. Ресурсы сухой рудной массы рудного поля «Пюи де Фолль» оцениваются в 12 млн тонн.

Рудное поле «Зенит-Виктория», также как и поле «Пюи де Фолль» мелководное, расположено в интервале глубин 2320-2380 м. Здесь также на двух станциях были выявлены аномалии мутности, без значительных аномалий гидрофизических параметров (рис. 3).

Руды, встреченные на поле «Зенит-Виктория», преимущественно сер-но-колчеданного и медно-колчеданного типов. Средние содержания в рудах: Сиср = 2,34 %, гпср = 0,72 %. Ресурсы сухой рудной массы гидротермального поля «Зенит-Виктория» оцениваются в 8 млн тонн.

В отличие от рассмотренных выше мелководных полей, на неовулканическом поднятии 11 "26,4' с.ш., где глубины достигают порядка 3800 м, распределение гидрофизических параметров гидротермального плюма сходно с распределением таких параметров плюма «Ашадзе-1».

У вершины неовулканического поднятия осевой зоны рифтовой долины (11°26,4' с.ш,), в придонном слое воды в диапазоне глубин 3520 - 3590 м наблюдались характерные для гидротермальных плюмов изменения геохимических и физических параметров: повышение мутности, сопряжённое со снижением солёности, потенциальной температуры и плотности. В результате зондирования водной толщи на 4-х станциях по субмеридиональному профилю с интервалом в 500 м получены данные о постепенном подъёме гидротермально изменённых вод пониженной плотности в направлении преобладающих придонных течений с юга на север. По данным поинтер-вального опробования изучалось распределение Ре, Мп, Си и Ъа. в придонных водах. Структура формирующихся ореолов рассеяния говорит о перемещении растворённых компонентов в северном направлении в соответствии с особенностями их геохимической миграции. Особенно характерно распределение Ре и Мп. Показано, что максимальные концентрации растворённого железа наблюдаются на юге участка -100 м от дна. К северу область повышенных концентраций занимает более высокое положение.

Одновременно происходит разубоживание ореольных вод в наиболее вероятном направлении сноса с юга на север. Повышенные концентрации марганца совпадают с областью гидрофизических аномалий. Проведённые исследования позволили установить наличие аномалий мутности, температуры, солёности, плотности, сопровождающиеся повышенными концентрациями Ре, Мп, Си и Хп в придонных водах района 11°26,4' с.ш. САХ. Наблюдавшиеся изменения структуры придонных вод носят закономерный

характер и свидетельствуют о существовании неизвестной ранее области гидротермальной разгрузки в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта в районе 11°26,25' с.ш.

_!_]-1-1-1--1-т-1-1-1-г-1- 2000

3.5 4 4.5 5 5.5 6 (--,--1-,-1-г--г-,-(---1--1

34,97 34.98 34.99 35 35.01 35.02

27.55 27.6 27.65 27.7 27.75 27.8 27.85

1 ч 1-._1_I__1—1_I_I__1_._1_1__1

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

1800

2000

2200

I-'-1-'-1-г-1--'—~I

34.96 34,98 35 35.02 35.04

Рис. 3. Распределение гидрофизических параметров (мутности (ТигЬ), плотности (Э), потенциальной температуры (®) и солёности (Б) в придонном слое над рудным полем «Пюи де Фолль» (1) и полем «Зенит-Виктория» (2).

Заключение

В результате проведенного исследования удалось осветить ряд вопросов, касающихся геохимического облика, распространения, образования и функционирования сложной системы океанских гидротермальных растворов и водных ореолов рассеяния - гидротермальных плюмов.

1. Отличительной чертой плюма над «Ашадзе-5» является отрицательная аномалия плотности, в то время как флюиды, разгружающиеся из кратера поля «Ашадзе-2» отличаются большей плотностью и формируют придонные гидрохимические аномалии. Согласно проведённым исследованиям пониженная плотность растворов и, как следствие, высокая «плавучесть» плюмов обусловлена, наряду с высокой температурой и низкой минерализацией, повышенным содержанием газов (в особенности Н2, СН4) в высокотемпературных (до 353 °С) гидротермальных растворах.

2. В гидротермальных плюмах поля «Ашадзе-1» максимальные концентрации Мл, Си, Ъп и Ре зафиксированы на высоте 150-200 м от дна на горизонте латерального рассеяния, сформированном за счёт разгрузки высокотемпературных растворов. Установлена корреляция аномальных концентраций растворённого марганца и взвешенного железа. Это согласуется с миграционными особенностями элементов и свидетельствует о формировании плюмов вблизи высокотемпературных источников.

3. Максимальные концентрации рудных элементов в придонных водах поля «Ашадзе-2» обнаружены в 30-90 м от дна и коррелируют с аномалиями мутности, положительными аномалиями температуры и солёности на нижнем горизонте латерального рассеяния, сформированном за счёт разгрузки из гидротермального кратера. Более тяжёлые минерализованные растворы кратера, формируют реверс-плюмы и придонные аномалии растворённых рудных компонентов.

4. Обобщая результаты диссертационного исследования можно сделать вывод о том, что на гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах до 2500 м не наблюдается аномалии в распределении солёности и температуры, регистрируются только аномалии мутности. При этом, на гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах свыше 3000 м регистрируются аномалии в распределении всех гидрофизических параметров (потенциальная температура, солёность, плотность и мутность), в соответствии с «атлантической» моделью формирования гидротермальных плюмов. Таким образом, при проведении гидрофизического зондирования мы можем определить примерную глубину источника. Такое распределение гидрофизических параметров связано с тем, что источники, расположенные на удалении от рифтовой долины, и на глубинах меньше 2500 м не захватывают холодные и распреснён-ные воды, вследствие этого не наблюдаются аномалии в распределении солёности, потенциальной температуры и плотности.

5. Комплексное рассмотрение гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет определить направление сноса гидротермального материала. В частности, результаты изысканий, проведённые на неовулканическом поднятии 1Г26' с.ш, С АХ указывают на основное направление сноса гидротермального материала с юга на север. Эти наблюдения помогают уточнить плановое положение гидротермальных источников.

6. В практическом плане результаты исследований могут быть использованы для решения следующих задач:

• определение наличия или отсутствия гидротермальной деятельности по чётко установленным критериям соотношения мутности, температуры и солёности на горизонте латерального рассеяния;

• определение приблизительной глубины гидротермального источника по наличию или отсутствию отрицательных аномалий температуры и солёности на профиле вертикального зондирования CTD;

• определение степени удалённости от высокотемпературного источника по корреляции содержаний взвешенного железа и растворённого марганца в плюмах;

• определение преобладающего направления придонных течений в районе гидротермальной разгрузки и наиболее вероятных координат источника по положению гидрогеохимических и гидрофизических аномалий.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ

РАБОТЫ:

1. Андреев С.И., Егоров И.В., Наркевский Е.В., Петухов С.И., Судариков С.М., Семкова Т.А. Результаты 26 рейса НИС «Профессор Логачёв» в район 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта. // Экспедиционные исследования ВНИИОкеангеология в Арктике, Антарктике и Мировом океане - Санкт-Петербург - 2006 - С. 101-108.

2. S.M. Sudarikov, E.V. Narkevsky V.E. , Bel'tenev Bottom water geochemistry of Atlantic hydrothermal fields // Minerals of the ocean - 3, Future developments, International conference, abstracts - St. Petersburg, - 2006 - P. 151-152.

3. V. Beltenev, V. Ivanov, I. Rozhdestvenskaya, G. Cherkashov, T. Stepa-nova, E. Narkevsky, V. Shilov, A. Pertsev, M. Davydov, I. Egorov, I. Melekest-seva, V. Ignatov A new hydrothermal field at 13°30' N on the Mid-Atlantic Ridge // InterRidge News - Vol. 16 - Woods Hole Oceanographic Institution -2007-P. 9-11.

4. Судариков C.M., Наркевский E.B., Каминский Д.В. О структуре гидротермальных плюмов в придонных водах района 12°58' с.ш. САХ // Материалы 27 Международной научной конференции (школы) по морской геологии. - Москва. ГЕОС - Том 2 - 2007 - С. 80-84.

5. Narkevsky E.V., Gustaytis A.N. The hydrophysical characteristic of the seavvater in the region of Pui de Folles (20°30' n, MAR) // Minerals of the ocean -4. International conference, abstracts - St. Petersburg - 2008.

6. Наркевский E.B., Густайтис A.H. Новые данные о структуре придонных вод в районе рудного поля «Пюи де Фолль» // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7: Геология, география - 2008,- С. 132-134.

7. Beltenev, V. Ivanov I. Rozhdestvenskaya, G. Cherkashov, T. Stepanova, V. Shilov, M. Davydov, A. Laiba, V. Kaylio, A. Pertsev, I. Dobret-zova, A. Gustaytis, Ye. Popova, E. Narkevsky, Ye. Amplieva, C. Evrard New data about hydrothermal fields on the Mid-Atlantic Ridge between 11° - 14° N: 32nd Cruise of R/V Professor Logatchev /V. II InterRidge News - Vol. 18 -Woods Hole Oceanographic Institution - 2009 - P. 13-18.

8. Судариков C.M., Наркевский E.B., Каминский Д.В. Гидрофизические и гидрохимические особенности гидротермальных плюмов в придонных водах района 12°58'с.ш. С АХ // VI Рабочее совещание Российского отделения Международного проекта InterRidge, 6-7 июня 2009. - СПб. ВНИИОкеангеология - 2009 - С. 55-57.

9. Наркевский Е.В., Густайтис А.Н. Поиск районов гидротермального рудообразования с помощью гидрофизического метода // Металлогения древних и современных океанов-2009. Модели рудообразования и оценка месторождений - Миасс: Имин Уро РАН - 2009 - С. 21-25.

10. Наркевский Е.В., Густайтис А.Н., Каминский Д.В., Ермакова JI.A. Признаки современной гидротермальной активности на отрезке САХ 11°00'-11с30' с.ш. // Материалы 28 Международной научной конференции (школы) по морской геологии. - Москва. ГЕОС. - Том 2. - 2009 - С. 153155.

11. Narkevsky E.V., Gustaytis A.N., Ermakova L.A. The results of hydro-phisical explorations in the Atlantic ocean during 32th cruise on the RV "Professor Logachev" // Minerals of the ocean-5 and deep-sea minerals and mining-2 Joint international Conference, abstracts - St.Petersburg, VNIIOkeangeologia -2010-P. 77-79.

12. С. M. Судариков, Наркевский E.B., A. H. Густайтис, JI. А. Ермакова. Геохимические признаки гидротермальной разгрузки в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта (11° 30' с.ш.) // Доклады Академии Наук - том 436, № 4 - 2011- С. 533-536.

13. Судариков С.М., Наркевский Е.В., Густайтис, А.Н., Ермакова JI.A. Обнаружение гидротермального плюма в рифтовой зоне. // Океанология -том51,№6-2011-С. 1-4.

(По данным ПМГРЭ, Бельтенёв В.Е., 2006 /ф/, Serpentine Cruise Report).

Приложение 1 Гидрогеологическая карта рудного поля "Ашадзе-1 "

1 - Водоносные горизонты плейстоцен - голоценовых карбонатных (50%<CaC03<75%) кокколитово фораминиферовых илов; 2 - Водоносные горизонты габброидов и серпентинизированных перидотитов (коренные выходы и крупно-глыбовые развалы); 3 - Водоносные горизонты коренных пород и их развалы, частично перекрытые осадками; 4 - Геологические границы, установленные по телевизионным профилям; 5 - Водоносные горизонты рудных тел ГПС выделенные по данным телепрофилирования и подтвержденные донным опробованием; 6 - Водоносные горизонты рудосодержащих и рудных осадков (Cu+ZnBKB>0.25%); 7 - Водоносные горизонты металлоносных осадков (FeBKB>10%); 8 - Предполагаемый контур гидротермального рудного поля; 9 - Гидрофизическая станция, и её номер, где были выявлены аномалии гидротермального характера; 10 - Аномальные концентрации металлов в пробах придонной воды в плюме нейтральной плавучести; 11 -Гидротермальные источники (по данным французской экспедиции SERPENTINE, 2007 г).

Приложение 2

Карта рудных тел и гидрогеохимических аномалий в придонных водах поля «Ашадзе-2» (данные ПМГРЭ, Бельтенёв В.Е 2006 /ф/ и Serpentine Cruise Report, 2007).

Условные обозначения:

-1

-2

Z3-4 ПЗ -5 Fe - 10 Г&П -11

-3 -6

1499-21 _9 ®

1 - Плейстоцен - голоценовые карбонатные (50%<CaC03<75%) кокколитово фораминиферовые илы; 2 - Габброиды и серпентинизированные перидотиты - коренные выходы и крупно-глыбовые развалы; 3 - Выходы коренных пород и их развалы, частично перекрытые осадками; 4 - Геологические границы, установленные по телевизионным профилям; 5, 6 - Рудные тела ГПС выделенные по данным телепрофилирования (5) и подтвержденные донным опробованием (6); 7 - Металлоносные осадки (FeBKB>10%); 8 - Предполагаемый контур гидротермального рудного поля; 9

Гидрофизическая станция, и её номер, где были выявлены аномалии гидротермального характера; 10 - Гидрофизическая станция, и её номер, где были выявлены аномальные концентрации металлов в пробах придонной воды; 11 - Гидротермальный источник (по данным французской экспедиции SERPENTINE, 2007 г).

РИЦ СПГГУ. 15.11.2011.3.650 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Наркевский, Егор Владимирович

Введение.

Глава 1. Гидрогеологические структуры дна мирового океана (литературный обзор).

1.1 .Проблемы и история изучения.

1.2. Географические особенности дна морей и океанов.

1.3. Геологическое строение дна морей и океанов.

1.4. Особенности гидрогеологии дна океанов.

1.4.1. Гидрогеологическое районирование дна Мирового океана.

1.4.2. Гидрогеодинамика.

1.4.3. Гидрогеохимия.

Глава 2. Закономерности распространения и образования гидротермальных рудообразующих растворов в Мировом океане.

2.1. Геолого-тектонические районы современной гидротермальной деятельности.

2.2 Химический состав субмаринных гидротерм.

2.3 Формирование субмаринных гидротерм.

2.4 Типы гидрогеологических структур гидротермальных районов Северной Атлантики.

2.5. Современная гидротермальная деятельность в северной части Срединно-Атлантического хребта.

Глава 3. Геохимические ореолы рассеяния в придонных водах океана связанные с гидротермальной деятельностью.

3.1. Факторы формирования гидротермальных плюмов в придонных водах.

3.1.1. Гидрогеохимические признаки гидротермальной разгрузки в придонных водах океана.

3.1.2. Факторы формирования гидрофизической структуры ореолов рассеяния.

3.1.3. Трансформация вещества в гидротермальных ореолах рассеяния.

3.2. Гидрофизические (гидрооптические) аномалии на САХ.

3.2.1. Гидрогеохимические аномалии (растворённые и взвешенные формы металлов).

Глава 4. Гидрогеохимическая характеристика гидротермальных ореолов рассеяния по данным дистанционных инструментальных исследований рудного узла «Ашадзе».

4.1. Методика исследований.

4.2. Геохимические аномалии в придонных водах зон гидротермальной разгрузки района 13°ш. САХ (история изучения).

4.3. Геологическая характеристика рудного поля «Ашадзе-1».

4.4. Гидрофизическая и гидрогеохимическая характеристика придонных вод поля «Ашадзе-1».

4.5 Геологическая характеристика гидротермального рудного поля

Ашадзе-2».

4.6. Гидрофизическая и гидрогеохимическая характеристика придонных вод рудного поля «Ашадзе-2».

4.6.1. Характеристика концентраций растворённых форм железа, меди, марганца и цинка в придонной водной толще над рудным полем

Ашадзе-2».

4.8. О взаимоотношении рудных тел, гидрофизических и геохимических аномалий в придонных водах поля «Ашадзе-2».

Глава 5. Результаты применения методики изучения придонных вод на новых гидротермальных полях САХ.

5.1. Гидрофизические исследования гидротермального рудного поля «Пюи-де-Фолль».

5.2. Гидрофизические исследования неовулканического поднятия 11°26,4' с.ш. САХ.

5.3. Гидрогеохимические исследования неовулканического поднятия 11°26,4'ш САХ.

5.4. Гидрофизические исследования гидротермального рудного поля «Зенит-Виктория».

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Факторы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния в зонах разгрузки гидротермальных растворов в районе 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта"

Актуальность исследований

Объектом исследования в процессе работы являлись гидрогеологические структуры гидротермальных систем рудного узла «Ашадзе», расположенного на 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта (САХ). Особое внимание уделено водным ореолам рассеяния (гидротермальным плюмам) растворенных и взвешенных форм элементов, формирующимся в зонах разгрузки рудообразующих гидротермальных растворов. Основные результаты получены при изучении гидротермальных плюмов, приуроченных к блокам серпентинизированных ультрамафитовых пород рудного узла «Ашадзе». Рост интереса к проблеме гидротермальной активности на дне Мирового океана в областях срединно-океанических хребтов, областей задугового спрединга и внутриплитных вулканов связан с перспективами освоения субмаринных гидротермальных месторождений. Процесс освоения месторождения сульфидных руд уже начался: Австралийская горнорудная компания (Nautilus Mineral Corporation) получила лицензию на разработку сульфидов и начала широкомасштабные работы в юго-западной части Тихого океана (в пределах исключительной экономической зоны Папуа-Новой Гвинеи). Имеются планы разработки японскими компаниями сульфидной залежи Санрайз с ресурсами 5-9 млн. тонн в кальдере подводного вулкана, входящего в Идзу-Бонинскую островную дугу. Таким образом, многие страны стоят на пороге начала разработки залежей сульфидных руд. В соответствии с долговременными программами развития морской геологической отрасли наша страна также планирует начало добычных работ в ближайшие десятилетия. В связи с этим, разработка методов поиска и обнаружения нового высококачественного потенциального источника минерального сырья, (в особенности, в связи с постепенным истощением континентальных месторождений и ростом стоимости металлов) - становится всё более актуальной.

В декабре 2010 года Российская Федерация подала в Международный орган по морскому дну при ООН заявку по утверждению плана работ по разведке глубоководных сульфидных руд. В июле 2011 заявка была одобрена на 17 сессии Международного органа по морскому дну. В соответствии с этой заявкой Российская Федерация получает на ближайшие 15 лет исключительное право на ведение работ по поиску и разведке сульфидных руд в пределах заявочного участка общей площадью 10 тыс. км .Заявочный район расположен в центральной части Атлантического океана в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта в интервале широт 12°48,36"-20°54,36" N. В данный район входят рудные объекты - рудный узел «Ашадзе», рудный узел «Семенов», рудный узел «Логачев», рудное поле «Краснов», рудное поле «Петербургское», рудное поле «Зенит-Виктория», рудное поле «Пюи-де-Фоллъ». Следует отметить, что все вышеперечисленные объекты открыты российскими исследователями (Полярной морской геологоразведочной экспедицией, совместно с ВНИИОкеангеологией), за исключением рудного поля «Пюи-де-Фолль», открытого в 1996 году французскими исследователями.

Одним из наиболее эффективных методов обнаружения районов современного субмаринного рудообразования является метод гидрохимического и гидрофизического зондирования, позволяющий обнаружить гидротермальные плюмы в придонных водах Мирового океана. При помощи этого метода были открыты многие рудные поля.

Необходимо прояснить ряд принципиальных моментов связанных с развитием гидротермальных плюмов, главных индикаторов современной гидротермальной активности. Эти знания, с точки зрения практической морской геологии, позволят более эффективно использовать получаемую на борту судна информацию, с большей вероятностью определять положение гидротермального источника.

Кроме того, трудно переоценить значимость таких работ для теоретической геологии. Высокотемпературные гидротермальные растворы, разгружавшиеся в придонные океанские воды на протяжении геологической истории, являлись источником накопления сульфидных руд на дне океанов и морей, освоение которых будет иметь высокое экономическое значение.

Знание механизмов формирования массивных сульфидных отложений и металлоносных осадков, в значительной мере образованных при участии гидротермальных плюмов, важно для проведения поисково-разведочных работ не только в океане, но и на континентальных колчеданных месторождениях, образованных в сходных условиях.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является определение условий формирования придонных гидротермальных плюмов, разработка методики дистанционных гидрогеохимических и гидрофизических исследований гидротермальных гидрогеологических структур САХ и обоснование поисковых показателей для обнаружения активной гидротермальной деятельности на дне Мирового океана.

В процессе работы решались следующие задачи:

1. Анализ основных закономерностей формирования ореолов рассеяния (гидротермальных плюмов) в гидрогеологических структурах САХ.

2. Определение факторов, регулирующих процессы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния.

Фактический материал и личный вклад автора

В 2004 году на базе закономерностей, полученных в процессе детального изучения гидротермального рудного поля «Ашадзе-1», было найдено рудное поле «Краснов».

В 2005 году были открыты рудное поле «Ашадзе-2» и рудопроявление «Ашадзе-3». В 2007 году было открыто рудное поле «Семёнов». В следующем, 2008 году, было открыто рудное поле «Зенит-Виктория». В 2009 году на широте 11°28' с.ш. был найден обширный гидротермальный плюм. В 2010 году, на широте 19°52' с.ш. было открыто новое рудное поле «Петербургское». В процессе этих работ производилось определение ряда гидрохимических параметров (температура, солёность, мутность, рН, ЕЬ). Кроме этого, в придонной водной толще изучалось содержание тяжёлых металлов (Си, Ъс\, Бе, Мп) как во взвешенной, так и в растворённой формах. В диссертационном исследовании также использованы материалы, собранные автором в фондах ВНИИОкеангеология и ПМГРЭ. Автор участвовал в написании семи научно-производственных и тематических отчётов ПМГРЭ.

Основные методы исследования

• Гидрохимическим опробованием методом кассетного пробоотбора с использованием комплекса «Карусель»;

• Статистическая обработка данных проводилась с использованием программ EXEL и STATISTICA 6.0

Научная новизна

Полученный за последние годы материал позволил по-новому взглянуть на некоторые черты гидрогеологических структур гидротермальных полей С АХ. В процессе работы получены следующие новые результаты:

2. На основании данных гидрооптических исследований определена дискретная структура ореолов рассеяния. Основными факторами формирования структуры плюма является характер термохалинной зональности придонных вод и распределению взвешенных и растворённых форм рудных компонентов характеризующие разгрузку термальных вод.

3. Определяющим фактором, при формировании аномалий оптической прозрачности в придонных водах, является наличие взвесей, преимущественно, оксигидроксида Бе во всплывающей струе и оксидных фаз Мп - в плюме нейтральной плавучести. При этом вблизи источника формируются аномалии взвешенного Бе и растворённого Мп.

Защищаемые положения

Теоретическое исследование проблемы и одновременный анализ эмпирических данных позволил сформулировать и обосновать защищаемые положения диссертации.

• Субмаринная разгрузка гидротермальных растворов приводит к формированию дискретной структуры ореолов рассеяния. Структура плюма по характеру термохалинной зональности с отрицательными аномалиями потенциальной температуры, солёности и плотности придонных вод отражает характер взаимодействия гидротермальных растворов с антарктическими водами впадин рифтовой долины САХ.

Отрицательные аномалии температуры, солёности и плотности приурочены к основному горизонту латерального рассеяния (250-300 м от дна).

• В составе гидротермальных плюмов рудных полей «Ашадзе-1» и «Ашадзе-2» обнаружены высокие содержания растворённых и взвешенных форм рудных компонентов и газов, унаследованные от гидротермальных растворов: Мп, Бе, Си, Хп, СН4, Н2. Соотношение взвешенных и растворённых форм связано с особенностями формирования гидротермальных систем в гидрогеологических массивах, и физико-химической обстановки в зонах разгрузки гидротермальных растворов. Наблюдается высокая корреляция между растворённой формой марганца и взвешенной формой железа.

• Разработана и опробована методика проведения и интерпретации гидрогеохимических исследований для определения планового положения и глубины зон разгрузки, и направления придонных течений. Корреляция между растворённой формой Мп и взвешенной формой Бе указывает на близость к гидротермальному источнику. Отрицательные аномалии потенциальной температуры, солёности и плотности свидетельствуют о глубине зоны разгрузки, совместный анализ гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет оценить основное направление придонных течений.

Практическое значение работы

В результате многолетних исследований при проведении гидрофизического и гидрохимического зондирования, с участием автора были разработаны рекомендации по поиску субмаринных гидротермально-активных источников. Научно-методические разработки, основанные на изучении гидротермальных плюмов, позволили вести поиск более эффективно, избегать излишних затрат времени и средств. Эти разработки способствовали открыто несколько гидротермальных полей в Тропической Атлантике.

Изучение процессов образования плюмов и гидротермального осадконакопления в уникальной природной лаборатории, которой являются гидротермальные системы океана, прежде всего важно при поисках глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС), а также для морской геологии, во-первых, в смысле понимания закономерностей формирования и распространения колчеданных месторождений, во-вторых, для познания особенностей океанского рудогенеза.

Более конкретное значение имеют рекомендации по направлениям исследований придонных вод гидротермальных полей. Предложения, касающиеся отдельных сторон гидрогеохимических и экогеохимических исследований в океане, уже успешно реализованы в морских экспедициях проводившихся ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология.

В практике морских геологических исследований могут найти применение методические приемы, предложенные и опробованные в ходе проведённых исследований: поиски очагов гидротермальной разгрузки, по соотношению взвешенных и растворённых форм металлов в плюмах, использование отрицательных аномалий температуры и солености в качестве поискового признака высокотемпературных источников в пределах САХ, применение гидрофизических и геохимических показателей гидротермальных плюмов для оценки положения и параметров связанных с ними источников.

Апробация результатов исследований

2009 годах. В 2009 году доклад автора был удостоен диплома, как лучший доклад на конкурсе молодых учёных.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе три, написанные в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Объём и структура работы

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 157 страниц текста, 43 рисунка, 4 таблицы и включает список литературы из 122 наименований.

В первой главе диссертации приводится анализ гидрогеологических структур дна Мирового Океана. Во второй главе охарактеризованы современные представления о формировании гидротермальных растворов в подвижных гидрогеологических структурах океана. Третья глава посвящена геохимическим ореолам рассеяния связанных с гидротермальной деятельностью. В четвертой главе анализируются особенности формирования гидротермальных ореолов рассеяния в придонных водах рудного узла «Ашадзе». В пятой главе рассказывается о применении метода поиска гидротермальных ореолов рассеяния на новых гидротермальных полях САХ, открытых при участии автора («Пюи де Фолль», «Зенит-Виктория», «Петербургское»).

Первое защищаемое положение обосновывается в второй и третьей главах, второе - в четвертой, третье - в третьей и пятой главах. Благодарности

Автор выражает искреннюю признательность заведующему кафедрой гидрогеологии и инженерной геологии СПбГГУ В.В. Антонову, научному руководителю д. г.-м. н., проф. С.М. Сударикову за помощь при подготовке диссертационной работы. Неоценимую поддержку автор получил от коллег из ПМГРЭ, с которыми ему посчастливилось поработать в семи рейсах на НИС «Профессор Логачёв» в тропической Атлантике. Существенная часть диссертации выполнена на основании материалов, полученных по итогам этих экспедиций. Отдельно хочется поблагодарить В.Н Иванова, В.Е. Бельтенёва, А.Г. Кротова, А.Н. Густайтиса, И.И. Рождественскую, Добрецову

И.Г., [В.В. Шилова!, Шилова Р.В., A.A. Шагина.

За полезные рекомендации и критические замечания в процессе работы над диссертацией автор всем им выражает глубокую благодарность.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Наркевский, Егор Владимирович

Выводы к пятой главе:

1. На гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах до 2500 м не наблюдается отрицательные аномалии в распределении солёности и температуры, регистрируются только аномалии мутности. При этом, на гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах свыше 3000 м регистрируются аномалии в распределении всех гидрофизических параметров (потенциальная температура, солёность, плотность и мутность). Таким образом, при проведении гидрофизического зондирования мы можем определить примерную глубину источника. Такое распределение гидрофизических параметров связано с тем, что источники, расположенные на удалении от рифтовой долины, и на глубинах меньше 2500 м не захватывают холодные и распреснённые воды, вследствие этого не наблюдаются аномалии в распределении солёности, потенциальной температуры и плотности.

2. Результаты гидрогеохимических исследований подтверждают выводы, сделанные в диссертации на основании изучения рудных полей «Ашадзе-1» и «Ашадзе-2». Опираясь на приведённые данные, в методическом плане, распределение железа и марганца позволяет определить зону разгрузки гидротермальных источников.

3. Комплексное рассмотрение гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет определить направление сноса гидротермального материала. В частности, результаты изысканий, проведённые на неовулканическом поднятии 11°26' с.ш, САХ указывают на основное направление сноса гидротермального материала с юга на север. Эти наблюдения помогают уточнить положение гидротермальных источников.

4. Структура аномалий гидрофизических параметров (потенциальная температура, солёность, плотность и мутность) водной толщи неовулканического поднятия 11°26,4' с.ш САХ практически идентична аномалиям гидротермальной природы придонной водной толщи над рудным полем «Ашадзе-1». Таким образом, формирование гидротермального плюма неовулканического поднятия происходит по модели формирования гидротермального плюма рудного поля «Ашадзе-1» и других глубоководных гидротермальных полей САХ.

Заключение

1. Отличительной чертой плюма над «Ашадзе-1» является отрицательная аномалия плотности, в то время как флюиды, разгружающиеся из кратера поля «Ашадзе-2» отличаются большей плотностью и формируют придонные гидрохимические аномалии. Согласно проведённым исследованиям пониженная плотность растворов и, как следствие, высокая «плавучесть» плюмов обусловлена, наряду с высокой температурой и низкой минерализацией, повышенным содержанием газов (в особенности Н2, СН4) в высокотемпературных (до 353 °С) гидротермальных растворах.

2. В гидротермальных плюмах поля «Ашадзе-1» максимальные концентрации Мп, Си, Ъа и Бе зафиксированы на высоте 150-200 м от дна на горизонте латерального рассеяния, сформированном за счёт разгрузки высокотемпературных растворов. Установлена корреляция аномальных концентраций растворённого марганца и взвешенного железа. Это согласуется с миграционными особенностями элементов и свидетельствует о формировании плюмов вблизи высокотемпературных источников.

4. Обобщая результаты диссертационного исследования можно сделать вывод о том, что на гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах до 2500 м не наблюдается аномалии в распределении солёности и температуры, регистрируются только аномалии мутности. При этом, на гидротермальных рудных полях расположенных на глубинах свыше 3000 м регистрируются аномалии в распределении всех гидрофизических параметров (потенциальная температура, солёность, плотность и мутность) в соответствии с «атлантической» моделью формирования гидротермальных плюмов. Таким образом, при проведении гидрофизического зондирования мы можем определить примерную глубину источника. Такое распределение гидрофизических параметров связано с тем, что источники, расположенные на удалении от рифтовой долины, и на глубинах меньше 2500 м не захватывают холодные и распреснённые воды, вследствие этого не наблюдаются аномалии в распределении солёности, потенциальной температуры и плотности.

5. Комплексное рассмотрение гидрофизических и гидрогеохимических аномалий позволяет определить направление сноса гидротермального материала. В частности, результаты изысканий, проведённые на неовулканическом поднятии 11°26' с.ш, САХ указывают на основное направление сноса гидротермального материала с юга на север. Эти наблюдения помогают уточнить плановое положение гидротермальных источников.

6. В практическом плане результаты исследований могут быть использованы (и, частично, уже используются) для решения следующих задач:

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Наркевский, Егор Владимирович, Санкт-Петербург

1. В.Е. Бельтенев, В.Н. Иванов и др. Новые гидротермальные рудопроявле-ния в районе 13°3г с.ш., САХ // Геология морей и океанов. Т. II, тез. докл. М., 2007. С. 7-9.

2. Богданов Ю.А Гидротермальные рудопроявдения рифтов Срединно-Атлантического хребта. М.: Научный мир. 1997. 167 с

3. Брюэр П., Денсмор К., Мане Р., Стенли Р. Гидрография термальных рассолов Красного моря. В кн.: Современное гидротермальное рудоотложение. М., "Мир", 1974, с.54-64.

4. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана/ Ред. Грамберг И.С. и А.И. Айнемер, СПб, Недра, 1992, с. 192 204.

5. Гидротермальная деятельность и рудообразование в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта (новые данные) / С.М.Судариков, А.М.Ашадзе, Т.В.Степанова и др. // ДАН СССР. 1990. Т.311. № 2. С.440-445.

6. Голева Г.А. и др. Закономерности распространения и формирования металлоносных растворов М.: Недра, 1981. 264 с.

7. Гричук Д.В., Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем М.: Научный мир, 2000. 304 с.

8. Ю.Гурвич Е. Г., Металлоносные осадки Мирового океана, 340 е., Научный мир, Москва, 1998. 340 с.

9. П.Емельянов Е.М. О повышенных концентрациях Мп в бассейне Атлантического океана. // Геология и геохимия марганца. М.: Наука, 1982, с. 236- 282.

10. Емельянов Е.М. Седиментогенез в бассейне Атлантического океана // М.: Наука. 1982 б. 198 с.

11. Емельянов А.И., Харин . Минеральный и химический состав донных осадков САХ // Исследования по проблеме рифтовых зон Мирового океана. Т. 3. М.: Наука. 1974. с. 151-186.

12. Иваненков В.Н. Поставка солей в океан при современном подводном вулканизме. Тезисы докладов 2-го Съезда советских океанологов. Секция "Физика и химия океана". Киев, "Наукова Думка", 1982.

13. Каминский Д.В., Наркевский Е.В., Судариков С.М. О структуре гидротермальных плюмов в придонных водах района 12°58' с.ш. САХ. Материалы 26 Международная научная конференция (школа) по морской геологии. Том 2. Москва. ГЕОС. 2007 г. 324 с

14. Кирюхин В.А. Региональная гидрогеология. Санкт-Петербургский Государственный Горный институт (технический университет). СПб, 2005. 344 с.

15. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма (рифтовых зон и островных дуг). Тр. ГИН, вып. 379. М.: Наука, 1983. 216 с.

16. Короновский Н. В., Якушова А. Ф. Основы геологии. Москва, Высшая школа. 1991. 416 с

17. Корчагин H.H., Краснов С.Г., Судариков С.М., Тамбиев С.Б. Особенности термохалинной структуры придонных вод в рифтовых зонах Тихого и Атлантического океанов вблизи гидротермальных источников // ДАН, 1990, т. 311, № 6, с. 1459-1462.

18. Краснов С.Г. Химический состав и происхождение океанских рудообразующих гидротерм /С.Г.Краснов, С.М.Судариков// Вулканология и сейсмология. 1990. № 5. С.37-50.

19. Лебедев Л.М. Современные рудообразующие гидротермы. М.: Недра, 1975. 262 с.

20. Леин А.Ю., Богданов Ю.А., Сагалевич A.M. и др. Новый тип гидротермального поля на Срединно-Атлантическом хребте (поле Лост Сити, 30° с.ш.)//Докл. РАН. 2004. Т. 394. № 3. С. 380-383.

21. Леонтьев O.K., Рычагов Г.И. Общая геоморфология. М.: Высш. школа, 1990. 287 с.

22. Лисицын А. П. Лавинная седиментация в океане // Литология и полезные ископаемые. М., 1984. 179 с.

23. Лисицин, А.П. Процессы океанской седиментации / А.П. Лисицин. -М.: Наука, 1978. 358 с.

24. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г. Гидротермальные образования рифтовых зон океана. М., Наука, 1990. 256 с.

25. Мазарович А.О. Строение дна Мирового океана и окраинных морей России (учебное пособие) Москва ГЕОС, 2005. 95 с.

26. Наркевский Е.В., Густайтис А.Н. Новые данные о структуре придонных вод в районе рудного поля «Пюи де Фолль» // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7: Геология, география, с. 132-134.

27. Павлов А.Н. Геологический круговорот воды Земли. Л. Недра, 1977. 143 с.

28. Пампура В.Д. Геохимия гидротермальных систем областей современного вулканизма. Новосибирск.: Наука, 1985. 152 с.

29. Разницын Ю.Н. и др. Зона сочленения разлома Марафон с рифтовой долиной: структура, вещественный состав пород, сульфидная минерализация (Центральная Атлантика)//ДАНСССР, 1991, т.320, №4, с.952-956.

30. Рона, П. Гидротермальная минерализация областей спрединга в океане. М., Мир, 1986. 160 с.

31. Ронов А.Б., Ярошевский A.A. и Мигдисов A.A. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990. 182 с.

32. Сорохтин О.Г. Образование литосферных плит и природа срединно-океанических хребтов. В кн.: Геодинамика. М., "Наука", 1979, с.173-178.

33. Субочев А.И., Иваненков В.Н., Зеленов К.К. Аномально высокое содержание микроэлементов в придонных и глубинных водах вблизи действующих подводных вулканов в Атлантическом и Тихом океанах. Геохимия, 1982.

34. Судариков С.М., Каминский Д.В., Наркевский E.B. VI Рабочее совещание Российского отделения Международного проекта InterRidge, 6-7 июня 2009. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2009. С. 55-57.

35. Судариков С.М. Типы гидрогеологических структур гидротермальных районов Северной Атлантики // Записки горного института. 2008. 176. С. 172-176.

36. Судариков С.М., Кривицкая М.В., Каминский Д.В. Геохимия субмаринных рудообразующих гидротерм Северной Атлантики по данным дистанционных наблюдений и опробования с подводных обитаемых аппаратов // Записки горного института. 2008. 176. С.26-30.

37. Судариков С.М. Гидрогеохимические и гидрофизические признаки гидротермальной деятельности в северной части Срединно

38. Атлантического хребта // Морфостуктура, магматизм, геодинамика и рудогенез Срединно-Атлантического хребта / Под ред. С.И. Андреева; Внииокеангеология. СПб, 2003. С. 111-127.

39. Судариков С.М. Рудообразующие гидротермы Океана. Автореферат дис. на соиск. уч. степ. д. г.-м. н. СПб, 1999. 49 с.

40. Судариков С.М. Гидроминеральные проявления в Океане // Геодинамика и рудогенез Мирового океана / Под ред. И.С.Грамберга; ВНИИОкеангсология. СПб, 1999. С.62-72.

41. Судариков С.М., Черкашев Г.А., Строение гидротермальных ореолов рассеяния Тихого и Атлантического океанов // ДАН, 1993, т. 330, №6, с.757-759.

42. Судариков С.М., Краснов С.Г., Крейтер И.И. Ореолы рассеяния гидротерм в водах океана // Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана./ Редакторы: Грамберг И.С., Айнемер А.И. СПб, Недра, 1992, с.107-128.

43. Судариков С.М. Океанские гидротермы и их формирование / С.М.Судариков, С.Г.Краснов, Д.В. Гричук // Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана / Под ред. И.С.Грамберга, А.И.Айнемера. СПб: недра, 1992. С.39-74.

44. Судариков С.М., A.M. Ашадзе, Т.В. Степанова, А.Б. Нещеретов, П.В. Воробьёв, Р.В. Касабов и A.C. Гутников. Гидротермальная активность и рудообразование в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта. Доклады Акад. наук, 1990, т.311, с. 440-445

45. Судариков С.М., A.M. Ашадзе. Распределение металлов в ореолах рассеяния рудообразующих гидротерм Атлантического океана по данным плазменной спектроскопии // Доклады Акад. наук, 1989, т. 308, № 2, с. 452-456.

46. Шокальский Ю.М, Океанография. Гидрометеорологическое изд-во. Ленинград. 1959.

47. Удинцев Г.Б. Рельеф и строение дна океанов. М.: Наука, 1987.239 с.

48. Фрих-Хар Д.И., Ахметьев М.А., Золотарев Б.П., Копорулин В.И., Рихтер А.В. Некоторые черты геологического строения и магматизма Островов Зеленого Мыса //Актуальные проблемы тектоники континентов и океанов. М. Наука. 1987. С. 95-113. Тр.ГИН; N 425

49. Andrews A.J.& W.S. Fyfe. Metamorphism and Massive Sulfide Generation in Oceanic Crust // Geoscience Canad.,1976, v. 3, № 2, p. 84-94.

50. Ainemer, A.I., Krasnov, S.G., and Sudarikov S.M., 1989. Hydrothermal activity in the Pacific. Proc. Offshore Technol. Conf., Houston, USA, 989, pp.673-688.

51. Baker E.T., Massoth G J. Characteristics of hydrothermal plumes from two vent fields on the Juan de Fuca Ridge, Northeast Pacific Ocean // EPSL, 1987, v.85, p. 59-83.

52. Bel'tenev V., et. al. A new hydrothermal field at 16°38,4' N. 46°28,5' W. on Mid-Atlantic Ridge // InterRidge News, 2004. 13. P.5-6.

53. Bischoff, J.L. and Rosenbauer, R.J., 1987. Phase separation in seafloor geothermal systems: an experimental study of the effects on metal transport. Am. J. Sci., 287: 953-978.

54. Bischoff, J.L. & K.S. Pitzer. Liquid-Vapor Relations for the system NaCl-H20: Summary of the P-T-x Surface from 300 to 500 °C // Am. J. Sci. 289:217 (1989).

55. Bonatti, E., e.a. Iron-Manganese-Barium Deposits from the Northern Afar Rift (Ethiopia) // Econ. Geol. 67:717 (1972).

56. Bonatti E. Hydrothermal Metal Deposits from the Ocean Rifts: a Classification // Hydrothermal Processes in Seafloor Spreading Centers, 1983, pp. 491-502.

57. Bowers T.S., Campbell A.C., Measures C.I. e.a. Chemical Controls on the Compozition of Vent Fluids at 13 -11°N and 21°N, East Pacific Rise // J. Geophys. Res., 1988, v.93, № B5, p. 4522-4536.

58. Bowers T.S., Taylor H.P., Jr. An Integrated Chemical and Stable-Isotope Model of the Origin of Mid-Ocean Ridge Hot-Spring System // J. Geophys. Res., 1985, v. 890, № 14, p. 12583-12606.

59. Campbell A.C., Palmer, M.R., Klinkhammer, G.P., Bowers, T.S., Edmond, J.M., Lawrence, J.R., Casey., J.F., Thompson, G., Humphris, S., Rona, P., and Karson, J.A., 1988b. Chemistry of hot springs on the Mid-Atlantic Ridge. Nature, 335:514-519.

60. Charlou, J. L., J. P. Donval, Y. Fouquet, P. Jean-Baptiste, and N. Holm, Geochemistry of high Hj and CH4 vent fluids issuing from ultramafic rocks at the Rainbow hydrothermal field (36°14'N, MAR), Chem. Geol., 191, 345359,2002.

61. Chin C.S., Klinkhammer G.P., Wilson C. Detection of hydrothermal plumes on the northern Mid-Atlantic Ridge: results from optical measurements // Earth and Planetary Science Letters. 1998. V. 162. № 1. P. 1-13.

62. Crane K. e.a. The Distribution of Geothermal Fields along the East Pacific Rise from 13°10'N to 8°20'N: Implications for Deep Seated Origins // Mar. Geophys. Res., 1988, v. 9 № 3, p. 211-236.

63. Corliss, J.B., e.a. Submarine Thermal Springs on the Galapagos Rift // Science 203; 1073 (1979).

64. Dymond J. & S. Roth. Plume Dispersed Hydrothermal Particles: A Time-Series Record of Setting Flux from the Endeavour Ridge Using Moored Sensors // Geochim. Cosmochim. Acta, v. 52, p. 2525-2536, 1988.

65. Dymond, J. & H.H. Veeh: Metal Accumulation Rates in the Southeast Pacific and the Origin of Metalliferous Sediments // Earth Planet. Sci. Lett. 28-13 (1975).

66. Edmond J.M., et al.: Chemistry of Hot Springs on the East Pacific Rise and their Effluent Dispersal // Nature 297:187 (1982).

67. Edmond, J.M., e.a. Ridge Crest Hydrothermal Activity and the Balances of the Major and Minor Elements in the Ocean: The Galapagos Data // Earth Planet. Sci. Lett. 46: 1 (1979 a).

68. German G.R., Klinkhammer G.P., Edmond J.m. e.a. Hydrothermal Scavenging of Rare-earth Elements in the Ocean // Nature, 1990, v.345, N.6275, p. 516-518.

69. James R. H., Elderfield H. and Palmer M. R., The chemistry of hydrothermal fluids from the Broken Spur site, 29° N Mid-Atlantic Ridge, Geochimica et Cosmochimica Acta, 59, 651-659, 1995.

70. Karl D.M., McMurtry, G.M., Malahoff, A., and Garsia, M.O., 1988. Loihi Seamount Hawaii: a mid-plate volcano with a distinctive hydrothermal system. Nature, 335:532-535.

71. Klinkhammer G. & Hudson A. Dispersal patterns for hydrothermal plumes in the South Pacific resing manganese as a tracer // Earth and Planet. Sci. Lett. 1986. v. 79. p. 241-249.

72. Klinkhammer, G., Rona, P.A., Greaves, M. and Elderfield, H., 1985. Hydrothermal manganese plumes in the Mid-Atlantic Ridge rift valley. Nature, 314: 727-731.

73. Klinkhammer G. Observations of the Distribution of Manganese over the East Pacific Rise // Chemical Geology. 1980. v. 29. № 3/4. p. 211-226.

74. Klinkhammer G., Bender M., Wliss R. Hydrothermal Manganese in the Galapagos Rift // Nature. 1977. v. 269. № 5626. p. 319-320.

75. Lalou C., Reyss J.L., Brichet E., Krasnov S., Stepanova T., Cherkashev G. and Markov V. Initial chronology of a recently discovered hydrothermal field at 14°45' N, Mid-Atlantic Ridge // Earth and Planet. Sci. Lett., 1996, V.144. P. 483-490.

76. Lalou C., Reyss J.L., Brichet E., Rona P.A. and Thompson G. Hydrothermal activity on a 105 -year scale at a slow-spreading ridge, TAG hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge 26° N // Journ. Of Geoph. Res. 1995 V.100, №B9. P.17855-17862.

77. Lupton J.E., Lilley M.D. e.a. Gas chemistry of submarine hydrothermal system on the Juan de Fuca Ridge // EOS, 1988, v. 69, № 44, p. 1468.

78. Lupton J.E., Craig H. A major helium-3 source at 15°S on the East Pacific Rise // Science, 1981, v.214, No.4516, p. 13-18.

79. Macdonald A.H. Role of serpentinization in sea-floor environment / A.H. Macdonald, W.S.Fife //Tectonophysics 1985. V.I16. P.l 13-135.

80. McConachy, T.F. & S.D. Scott: Real-Time Mapping of Hydrothermal Plumes over Southern Explorer Ridge, NE Pacific Ocean // Mar. Min. 6:181 (1987).

81. Mottl, M.J., 1983. Metabasalts, axial hot springs and the structure of hydrothermal systems at mid-ocean ridges. Geol. Soc. Amer. Bull., 94, 2: 161-180.

82. Morton B.R., Taylor G.I., Turner J.S. Turbulent gravitation convection from maintained and instaneous sources //Proc. R. Soc. London, 1956. Ser. A. V. 234. P. 1-23.

83. RAMESSES finds a magma chamber beneath a slow-spreading ridge / S.Constable, M.Sinha, L.MacGregor, et. al. InterRidge News, 1997. V.6(l). P. 18-22.

84. Rudnicki M. D. Chemical Reactivity in Hydrothermal Plumes // BRIDGE Newsletters № 10, 1996, p. 21-28.

85. Rudnicki, M.D., 1995. Particle formation, fallout and cycling within the buoyant and non-buoyant plume above the TAG vent field. Hydrothermal Vents and Processes, Geological Society Special Publication, 87: 387-396.

86. Speer K. G., Helfrich K.R. Hydrothermal Plumes: a review of flow and fluxes / In: Hydrotermal Vents and Processes, Parson. L.M., Walker C.L., Dixon D.R., eds. Geol. Soc. London Spec. Publ. 1995. V. 87, P. 373-385.

87. Speer, K.G., Rona, P.A. A model of an Atlantic and Pacific hydrothermal plume. // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 62136220.

88. Spiess P.N. et al. East Pacific Rise: Hot Springs and Geophysical Experiments. Science, 1980, v.207, N 4438, p.1421-1432.

89. Sudarikov S. and Zhirnov E. Hydrothermal Plumes along the Mid-Atlantic Ridge: Preliminary Results of CTD Investigations during the DIVERSExpedition (July 2001). Vol. 10 (2), pp. 33-36. 2001.

90. Sudarikov S.M. Geochemistry of interstitial waters from hydrothermal sediments, North Mid-Atlantic Ridge / S.M. Sudarikov, A.B. Roumaiantsev // 31-st International Geological Congress . Rio de Janeiro-Brasil, Book of Abstracts. 2000. V.3 P. 1245.

91. Tectonics of the Mid-Atlantic Ridge rift valley between the TAG and MARK areas (26-24° N): evidence for vertical tectonism / L.P.Zonenshain, M.J.Kuzmin, A.P.Lisitzin, J.A.Bogdanov, B.P.Baranov // Tectonophysics. 1989. V. 159. P. 1-23.

92. Tunnicliffe, W., e.a. Hydrothermal Vents of Explorer Ridge, Northeast Pacific // Deep-sea Res. 1986. v. 33. № 3. p. 401-412.

93. Von Damm, K., Edmond, J.M., Grant, В., and Measures, C., 1985. Chemistry of submarine hydrothermal solutions at 21°N, East Pacific Rise. Geochim. Cosmochim. Acta., 49: 2197-2220.

94. Weiss, R.F. Hydrothermal Manganese in the Deep-Sea: Scavenging, Residence Time and Mn/3H Relationships // Earth Planet. Sci. Let. 37:257 (1977).

95. Winn C.D., J.P. Cowen & D.M. Karl: Microbes in Deep Sea Hydrothermal Plumes // The Microbiology of Deep - Sea Hydrothermal Vents. CRC Press, Boca Raton, № 4, 1995, p. 255-274.

96. Zonenshain L.P., Kuzmin M.J., Lisitzin A.P., Bogdanov J.A. and Baranov B.P. Tectonics of the Mid-Atlantic rift valley between the TAG and MARK areas (26-24° N): evidence for vertical tectonism // Tectonophysics, 1989. V. 159. P. 1-23.1. Фондовая:

97. Serpentine Cruise Report. Febriary 25 to April 5 2007. R/V Pourquoi Pas? ROV Victor. / Chef Mission Yves Fouquet // R/V Pourquoi Pas? 2007. 378 P.

98. Лазарева Л.И. и др. Отчет по теме: «Сравнительная характеристика проявлений ГПС сегмента 11° 30° с.ш. осевой зоны САХ по вещественному составу руд и геологическим условиям» / Отв. исполнитель: Лазарева Л.И. Ломоносов, фонды ПМГРЭ, 2002 г. 158 с.

99. Судариков С.М., Каминский В.Д. Гидротермальные процессы (раздел 7.5) // Отчёт по теме 534: «Морфостуктура, магматизм, геодинамика и рудогенез Срединно-Атлантического хребта» / Отв. исполнитель С.И.Андреев, СПб, ВНИИОкеангеология, 2003, с.72-87.

Информация о работе

Наркевский, Егор Владимирович
кандидата геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 25.00.07

Диссертация

Факторы формирования гидрогеохимических ореолов рассеяния в зонах разгрузки гидротермальных растворов в районе 13° с.ш. Срединно-Атлантического хребта - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы