Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Формирование химического состава гидротермальных растворов гидрогеологических массивов ультраосновных пород Срединно-Атлантического хребта

ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Формирование химического состава гидротермальных растворов гидрогеологических массивов ультраосновных пород Срединно-Атлантического хребта"

005004363 КРИВИЦКАЯ Мария Владимировна

ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ МАССИВОВ УЛЬТРАОСНОВНЫХ ПОРОД СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА (НА ПРИМЕРЕ ПОЛЕЙ ЛОГАЧЕВ И РЕЙНБОУ)

Специальность 25.00.07 - Гидрогеология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

- 1 ДЕК 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

005004363

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.

Ведущая организация - Федеральное государственное научно-производственное предприятие «Полярная морская геологоразведочная экспедиция».

Защита диссертации состоится 14 декабря 2011 г. в 16 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 14 ноября 2011 г.

Судариков Сергей Михайлович Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Павлов Александр Николаевич,

кандидат геолого-минералогических наук

Хархордин Иван Леонидович

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

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. За относительно короткое время, прошедшее со времени первого обнаружения в океане в 1978 г. горячих металлоносных источников и связанных с ними экосистем и сульфидных руд, в их исследовании достигнут значительный прогресс. Международным сообществом ученых при поддержке правительств ведущих стран мира были начаты беспрецедентные по своим масштабам исследования гидротермальных систем океана. Сейчас в океане обнаружено более 160 активных и множество реликтовых гидротермальных полей.

При перемешивании горячих (до 400°С) гидротермальных флюидов с окружающей холодной морской водой сульфиды металлов аккумулируются на морском дне, образуя массивные залежи от нескольких тысяч до 100 миллионов тонн. В некоторых из таких массивных сульфидных залежей высока концентрация меди, цинка, свинца, золота, серебра. Например, руды полей Логачев-2 и Рейнбоу обогащены по сравнению с рудами других полей Срединно-Атлантического хребта (САХ) цинком в 4-5 раз и кадмием - в 4 раза. В рудах поля Рейнбоу, содержится в 20 раз больше Со, чем в рудах других полей САХ. Руды поля Рейнбоу обогащены серебром, а руды поля Логачев-2 - золотом соответственно в 5 и 8 раз по сравнению с другими рудными полями САХ.

В связи с успешным прохождением заявки РФ в Международном органе по морскому дну (МОД ООН) в 2010 г. на проведение исследований для освоения ресурсов участка САХ, включающего поле Логачев, в повестку дня встает вопрос об активизации эко-лого-геохимических исследований в этом районе океана.

В соответствии с «Правилами поисков и разведки полиметаллических сульфидов в океане» (Mining Code) готовится контракт, который будет включать ряд требований по защите и сохранению морской среды, в том числе, в соответствии с рекомендациями Юридической и технической комиссий «контрактор собирает фоновые экологические данные и устанавливает экологический фон, используемый для оценки вероятного воздействия его деятельности в рамках плана работы по разведке на морскую среду, а также программу мониторинга такого воздействия».

В связи с начинающимся освоением океанских минеральных ресурсов гидротермальной природы и необходимостью обоснования перспектив обнаружения рудообразующих гидротермальных растворов, металлоносных осадков и новых крупных скоплений сульфидных руд на дне океана в заявочном участке САХ, а также эколо-го-геохимического сопровождения предстоящих исследований, тема диссертации является актуальной.

Целью работы является: установить ведущие процессы и факторы формирования гидротермальных растворов и сопутствующих экосистем для использования этих данных в процессе освоения минеральных ресурсов океана на основе анализа новейших геохимических данных по составу гидротермальных руд, растворов, ореолов рассеяния (плюмов) гидрогеологических массивов Срединно-Атлантического хребта, сложенных ультраосновными породами.

Основные задачи диссертационной работы:

1. Выявить специфические черты химического состава гидротерм гидрогеологических массивов САХ, сложенных ультраосновными породами, провести обобщение полученных результатов, сопоставление с другими районами океана на основе проведенного анализа образцов гидротермальных растворов с использованием современных методов исследования (1СР, Е8 и МБ, атомная абсорбция) и мировых литературных данных.

2. Оценить масштабы и провести анализ возможного влияния процессов серпентинизации ультрамафитов на состав формирующихся рудообразующих гидротерм.

3. Обосновать направления дальнейших исследований формирования гидротермальных растворов гидрогеологических массивов ультраосновных пород САХ и сопутствующих экосистем.

Основные методы исследования. В процессе работы над диссертацией анализировались материалы, полученные следующими основными методами: а) материалы фото- и видеонаблюдений, полученные, главным образом, в международной экспедиции научно-исследовательского судна (НИС) «Атлантис» (США) в 2001 г.; б) образцы сульфидных руд, металлоносных осадков и гидротермальных растворов, отобранные в процессе погружений глубоководного обитаемого аппарата (ГОА) «Элвин»; в) гидрофизическим

зондированием и профилированием при помощи CTD зонда SEABIRD 911 (определялись температура, солёность, мутность, плотность морской воды); г) гидрохимическим опробованием методом кассетного дистанционного пробоотбора с использованием комплекса «Розетт»; д) анализ гидрохимических проб проводился методами ICP ES, ICP MS, атомно-абсорбционным в лабораториях ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» и ВСЕГЕИ; е) статистическая обработка данных проводилась с использованием программ EXCEL и STATISTICA 6.0.

Научная новизна определяется следующими основными результатами, полученными в процессе диссертационного исследования:

1. Выявлены специфические черты химического состава гидротерм гидрогеологических массивов САХ, сложенных ультраосновными породами. Растворы полей Логачев и Рейнбоу обогащены такими компонентами, как: Си, Zn, Fe, Mn, Li; руды - Ag, Au, Си, Zn, Со, Cd, Ni. Впервые установлена обратная корреляционная зависимость между содержаниями H2S и СН4, а также H2S и Н2 в гидротермальных растворах.

2. Установлено влияние процессов серпентинизации ультра-мафитов в условиях повышенных температур и давлений на состав формирующихся рудообразующих гидротерм на основе данных по химическому и газовому составу гидротермальных растворов.

3. Обоснованы направления дальнейших исследований формирования гидротермальных растворов гидрогеологических массивов ультраосновных пород САХ и сопутствующих экосистем, обозначены критерии и предпосылки открытия новых рудопроявлений на основе полученных данных по составу руд, растворов, пород, осадков и экосистем.

Защищаемые положения:

1. По результатам проведенного анализа в гидротермальных растворах полей Логачев и Рейнбоу выявлены аномально высокие содержания Си, Zn, Со, Cd, Fe, Mn, Li, Au, Ag, а также метана и водорода, что является отличительной чертой химического состава гидротермальных растворов полей ультраосновных пород.

2. Формирование состава гидротермальных растворов полей Логачев и Рейнбоу связано с процессами серпентинизации гиперба-зитов и многократной фазовой дифференциацией в глубинных гидротермальных системах.

3. В составе провинции океанских гидротерм выделен новый тип гидротермальных растворов массивов ультраосновных пород САХ, отличающихся специфическими условиями формирования. В зонах разгрузки глубинных гидротермальных систем формируются слоистые плюмы и характерные экосистемы, которые могут служить поисковыми признаками районов современного гидротермального

рудообразования.

Практическое значение работы связано с установлением геохимических связей в системе гидротермальный раствор - ореол рассеяния (гидротермальный плюм) - экосистема для выявления новых поисковых критериев обнаружения рудных скоплений на океанском дне и разработки принципов экогеохимического мониторинга при их освоении. Разработки автора нашли свое применение в процессе реализации проекта министерства Природных ресурсов: «Создание геологической основы и подготовка материалов к заявке в МОД ООН на выделение России участка дна в международном районе океана для разведки и промышленного освоения глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) в районе Срединно-Атлантического хребта» (ВНИИОкеангеология, 2011). Внедрение полученных результатов планируется в практику океанских исследований ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга», ФГУНПП «Полярная Морская Геологоразведочная Экспедиция» (ПМГРЭ), а также в учебные программы ВУЗов.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждается анализом значительного числа публикаций по исследуемой проблеме, видеоматериалов, использованием представительного объема ведомственных аналитических материалов, проведением анализа образцов гидротермальных растворов с использованием современных технологий.

Апробация результатов исследований. Результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях

«Полезные ископаемые Океана» (ВНИИОкеангеология, СПб) в 2005 и 2006 годах, ХГУ-й и ХУШ-й Международных научных конференциях (Школах) по морской геологии (ИОРАН, Москва) в 2006, 2009, 2011 годах, научных семинарах и заседаниях кафедры гидрогеологии и инженерной геологии СПГГУ (2008-2011 гг.).

Личный вклад автора. Диссертационная работа построена на результатах теоретического анализа и научно-практических работ, выполненных за 4-летний период с 2007 по 2011 гг. Были изучены, обобщены и проанализированы мировые литературные данные по составу и условиям формирования гидротермальных растворов океана, методы пересчёта концентраций «конечных» гидротермальных растворов, современные представления о процессах сер-пентинизации ультрамафитов и фазовой сепарации растворов в недрах гидротермальных систем океана. Был подготовлен и проведен анализ образцов гидротермальных растворов с использованием современных технологий (1СР, ЕБ и МБ, атомная абсорбция) в лабораториях ВНИИОкеангеология, ВСЕГЕИ, построены регрессионные модели смешения растворов, рассчитаны концентрации элементов в конечных гидротермальных растворах, разработаны принципы гидрогеологического районирования САХ с учетом сегментарной структуры САХ, наличием трансформных и демаркационных разломов, глубинных пород базит-гипербазитового состава, выделен новый тип гидротермальных растворов массивов ультраосновных пород САХ в составе провинции океанских гидротерм, разработаны принципы изучения экосистем с учетом эколого-геохимических особенностей гидротермальных полей.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе три написанные в реферируемом журнале, рекомендованном ВАК.

Объём и структура работы. Работа состоит из 4 глав, введения, заключения, содержит 175 страниц машинописного текста, 35 рисунков, 6 таблиц и включает список литературы из 164 наименований.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д. г.-м. н., с.н.с. С.М. Сударикову за помощь при подготовке диссертационной работы. Заведующему от-

делом геологии и минеральных ресурсов Мирового океана ВНИИО-кеангеология д. г.-м. н. С.И. Андрееву, заведующему кафедрой гидрогеологии и инженерной геологии СПГГУ д. г.-м. н., проф. В.В. Антонову, всем сотрудникам ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» за предоставленные фондовые материалы и консультации, кафедры гидрогеологии и инженерной геологии за ценные советы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях.

1. По результатам проведенного анализа в гидротермальных растворах полей Логачев и Рейнбоу выявлены аномально высокие содержания Си, Zn, Со, Cd, Fe, Mn, Li, Au, Ag, а также метана и водорода, что является отличительной чертой химического состава гидротермальных растворов полей ультраосновных пород.

Гидротермальные поля Логачев и Рейнбоу расположены на Срединно-Атлантическом хребте. Наиболее важной особенностью этих гидротермальных массивов является их приуроченность к ультраосновным породам (Рис.1). В пределах срединно-океанических хребтов других океанов таких объектов пока не обнаружено (Андреев и др., 2003).

По данным проведённого в 5-м рейсе научно-исследовательского судна «Атлантис» опробования сопоставлены геохимические особенности флюидов и плюмов гидротермальных полей Логачев и Рейнбоу. Основой послужили результаты регрес-

сиионного анализа (Рис. 2).

Регрессионные модели смешения гидротерм с морской водой базируются на многолетних экспериментальных (Mottle, 1983) и модельных (Гричук, 2000) исследованиях, свидетельствующих об отсутствии Mg и S04 в конечных гидротермальных растворах (Рис. 3).

Таблица 1

Состав и параметры конечных гидротермальных растворов САХ (Судариков, Каминский, Кривицкая, 2008).

Морская вода Логачёв (14°45^) Снейк Пит (231°1Ч) ТАГ (26°>0 Брокен Спур (29 Реинбоу (36° 1414) Лаки Страйк (37°17 "Ы) Менез Гвен (37°5'"Ы)

Глуб., м 3000 3460 3670 3200-3300 2300 1700 850

рН 7.8 3.3 (2.8)* 3.7-3.9 2.5-3.4 _ 2.8-3.1(2.8) 3.5-4.9 4.2-4.8

макрокомпоненты

81(ОН)4 (мг) <19,2 787,6 (146.2) 17501760,2 21116,4 - 663,0 1105,3-1567,2 739,7-1114,8

С1(мг/кг) 19766 18622,9 20246,7 23955,3 16931,9 27353,1 15209-19287 12837-13712

Вг (мг/кг) 67 65 68 84 61 94 74 53-57

804 (мг/кг) 2714 0 0 0 0 0 0 0

1Ча(мг/кг) 10787 9988,8 1186911849 13614,8 9731-9801 12882,9 8045-10364 7228-7391

1л (мг/кг) 0,18 1,72 5,9-5,94 2,9 7,0-7,2 2,4 1,9-2,5 1,7-1,9

К(мг/кг) 382 858,7 920,8932,9 702,5 707-765 796,6 824-1042 863-929

ЯЬ (мг/кг) 0,11 2,4 0,9-0,92 0,86 1,11-1,16 3,15 1,94-3,34 1,74-2,51

Сб (мг/кг) 0,31 5,12 2,352,41 1,46 1,85-1,94 4,43 2,66-3,72 4,39

Гу^ (мг/кг) 1272 0 0 0 0 0 0 0

Са(мг/кг) 409 1095,2 397,2421,2 1044,1 473,2513,3 2678,2 1257-1534 1192-1329

Бг (мг/кг) 7,66 12,1 4,384,47 8,7 3,8-4,2 17,5 5,9-10,4 8,76-9,72

Ва (мг/кг) 0,019 >0,62 >0,59 >2,61 >1,77->2,92 >9,2 1,37-7,14 >1,65

микрокомпоненты

Ре (мг/кг) <0,56*10"4 116(140) 100-120 92 93-120 1340 (720) 1,7-48 0,11-10

Мп (мг/кг) <0,55*10"4 18,2 (12,8) 27-27,1 55 13,8-14,3 123,8 (92) 4,6-25 3,25-3,9

Си (мг/кг) 0,46*10"3 1-3 0,060,11 9,4 2-4 7,6-10,2 0,3-2 0,038-0,19

Ъа (мг/кг) 0,65* 10"3 , 1,6-1,92 3,2 3 2,7-5,6 5,4-11,8 0,3/4 0,16-0,28

газы

Н2Б (мг/кг) 0 17,0-27,0 201,0 228,1 290.1375,1 41,0 85,0-102,1 <51,0

С02 (мг/кг) 101,0 444,2 229,1295,1 128-150 264,1312,1 704,5 572,3-1233,5 748,6-880,8

8 13С(С02) (%о РЭВ) (-5.1Н-5.9) -4.3 - (-8.4)-(-10.0) -9.0 -3.15 (-7.2Н-Ю.6) (-6.8Н-9.1)

8 13С(СН4) (%о РЭВ) - -13.6 - (-8.0)-(-9.5) (-18Н-19) -15.8 (-12.7Н-13.7) (-18.8)-(-19.6)

СО (мг/кг) 8*10"Й - - - - 140*10° - -

Аг (мг/кг) 0,64 0,48 0,681,40 0,80-1,60 - - 0,44-1,20 0,44-1,50

N2 (мг/кг) 17,0 84,0 33,094,0 25 - 50,0 17,0-27,0 17,0-53,0

Примечание. В скобках указаны значения, полученные по данным опробования С.М.Сударикова с борта научно-исследовательского судна «Атлантис» и с подводного обитаемого аппарата «Элвин». Пересчет М.В. Кривицкой.

Рис. 1. Гидрогеологические структуры гидротермальных полей Срединно-Атлантического хребта (Судариков, 2008 с добавлениями).

® - рудопроявления, пространственно связанные с базальтами Ф - рудопроявления, пространственно связанные с ультраосновными породами 1 - гребневая зона с осевым рифтом, грансформным разломом и вдольосевыми поднятиями; 2 - границы внешнего склона хребта; 3 - поверхностная плотность теплового потока (а - 150-200 мВт/м2; б - 200 мВт/м2 и выше); 4 - ореолы (180 мВт/м2 и выше); 5 - гидрогеологические массивы, в скобках металлогеническая специализация гидротермальных сульфидных руд (а - осевые; 6 - склоновые; в - привершинные); 6 -гидрохимические и гидрофизические аномалии в водной толще; 7 - газовые аномалии.

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Ц), млг/кг

Рис. 2. Графики регрессии элемент-магний благородных металлов и микрокомпонентов поля Логачев (экспедиция SERPENTINE, 2007).

Jí

200---

aoo -

600

400

O 200 400 600 800 1000 12C0 1400 1600 Mg. млг*г

Рис. 3. График регрессии S/Mg (мкг/кг). По данным экспедиции SERPENTINE, 2007.

Результаты анализа позволили провести расчёт композиции конечных гидротермальных растворов и уточнить состав растворов указанных полей (Табл. 1). Пересчитанные концентрации позволили сравнить составы всех субмаринных горячих источников, исключая эффект разбавления растворов морской водой на путях миграции и в зонах разгрузки.

Полученные данные (Табл. 1) свидетельствуют о существенном отличии состава гидротерм массивов ультраосновных пород полей Логачев и Рейнбоу от растворов других гидротермальных полей САХ, приуроченных к базальтам. Гидротермальные растворы полей Логачев и Рейнбоу обогащены такими рудными компонентами, как: Си, Ъп, Ре, Мп, 1л, их содержания в растворах базальтов САХ, полей Логачев и Рейнбоу показаны на Рис. 4.

С=123,8мг/кг

25

20

15

Ê2

10

5

0

Логачёв

Рейнбоу

Гилфотермальные растворы базальтов САХ

Рис. 4. Содержания Mn, Zn, Си, Li (мкг/кг) в гидротермальных растворах полей САХ.

Обращают на себя внимание высокие концентрации Мп и, особенно, Fe (Рис. 5) в растворах поля Рейнбоу.

Fe, мг/кг 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

0 500 1000 Mfc ur/vr

Рис. 5. График регрессии Fe/Mg (мкг/кг) (построено М.В. Кривицкой по данным Charlou et al., 2002).

По данным Charlou et al. (2002) для гидротермальных растворов полей Логачев и Рейнбоу характерны наиболее высокие концентрации метана и водорода (Табл. 2).

Таблица 2

Температура гидротермальных растворов САХ и концентрации в них СН4 и Н2

Поле Менез Гвен Лаки Страйк Рейн боу Бро-укен Спур ТАГ Снейк Пит Лога чев

Т°С 265-284 152-333 (297) 346365 (355) 356364 (345) 270363 335350 (328) 347353 (348)

сн4 (мг/кг) 22,0/42,0 8,0/16,0 40,0 1,0/2,1 2,0/2,4 34,0

Н2 (мг/кг) 0,05/0,1 0,04/1,5 32,0 0,86/2,1 0,3/0,7 0,4/0,96 24,0

Примечание. Концентрации СН4 и Н2 - данные замеров СЬаг1ои е1 а1.,2002. В скобках указаны данные замеров С.М. Сударикова с подводного обитаемого аппарата «Элвин».

При исследовании проб, отобранных С.М. Судариковым в ходе экспедиции SERPENTINE (2007 г.) были обнаружены существенные концентрации Ag, Au, Cd, Ni в гидротермальных растворах поля Логачев (Табл. 3).

Таблица 3

Состав микрокомпонентов в конечных гидротермальных растворах поля Логачев, (мг/кг) (экспедиция SERPENTINE, 2007, расчет М.В. Кривицкой).

S Ag Cd Au Pd Pt Th U Ni

Аналитические концентрации, (мкг/кг) 146989 0,683,78 3,3517,8 0,691,27 0,0310,39 0,010,03 0,10,52 0,292,92 74,8262

Нижние пределы (1СР, Ев и МБ), (мкг/кг) 1,0 0,001 0,01 0,01 0,01 0,01 0,14 0,01 0,05

Конечные гидротермальные растворы, (мкг/кг) 0,0 3,8 17 1,3 0,0 0,006 0,1 0,0 220

Результаты регрессионного анализа свидетельствуют о том, что Аи, Сё, N1 поступают с гидротермальным раствором, в то время как источником Р(1, Р1, ТЬ, и служит морская вода.

Формирующиеся на поверхности дна гидротермальные отложения сохраняют информацию о составе первичного гидротермального раствора. Средний химический состав исследованных массивных сульфидных отложений полей Логачев и Рейнбоу существенно отличается от среднего химического состава сульфидных руд гидротермальных полей САХ, приуроченных к базальтам.

Руды, локализованные в поле ультраосновных пород, имеют выраженную медную специализацию. Для них характерна тесная связь элементов типа Си-Аи-Ад-2п и накопление № и Со; здесь фиксируется золото - серебряная (существенно золотая) минерализация, где основной примесью в самородном золоте является медь (Лазарева и др., 2003). Содержания Си и Ъл в сульфидах на базальтах САХ, полях Логачев-1,2 и Рейнбоу показаны на Рис. 6.

Руды полей Логачев-2 и Рейнбоу обогащены по сравнению с рудами других полей САХ цинком в 4-5 раз и кадмием - в 4 раза. В рудах поля Рейнбоу, содержится в 20 раз больше Со, чем в рудах других полей САХ, и в 8-10 раз больше, чем в рудах полей Логачев. В рудах Рейнбоу наблюдается самое высокое из всех известных отношений Со/№=46. Руды поля Рейнбоу обогащены серебром, а руды поля Логачев-2 - золотом соответственно в 5 и 8 раз по сравнению с другими рудными полями САХ. В рудах поля Логачев-1 концентрации серебра и особенно золота выше, чем в других районах САХ. Таким образом, по обогащенности полезными компонентами сульфидные руды полей Рейнбоу и Логачев не имеют аналогов среди рудопроявлений САХ.

2. Формирование состава гидротермальных растворов полей Логачев и Рейнбоу связано с процессами серпентинизации гинербазитов и многократной фазовой дифференциацией в глубинных гидротермальных системах.

Проведенный анализ геологических данных показал, что в пределах САХ, в отличие от других СОХ широко распространены глубинные породы базит-гипербазитового состава. Эти породы обычно дислоцированы и метаморфизованы. В процессе метамор-физации ультрабазитов происходит образование серпентинита. Белинским и др. (2004) была исследована физико-химическая модель серпентинизации ультраосновных пород под воздействием морской воды при переменных РТ- параметрах. Полученные результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными и петро-

графическими исследованиями серпентинитов в океанических структурах.

Влияние процессов серпентинизации ультрабазитов на формирование состава флюидов прослеживается по реакции (Charlou et al., 2002; Леин и др., 2003):

6 ((Mg, 5Fe0 5)Si04)+7H20=3(Mg1Si20,í0H)4)+Fe104+H2 оливин серпентин магнетит

с последующим образованием СИ» при взаимодействии генерируемого водорода и растворенного в морской воде диоксида углерода:

С02+4Н2=СН4+2Н20.

Колебания в содержании минералов и изменения окислительно-восстановительных свойств растворов контролируют поведение в системе газов, представленных Н2, С02 и CRt при температуре до 100°С включительно, а при более высоких температурах к ним добавляются H2S, HCl, HF, S02 (Белинский и др., 2004).

Гидротермальные рудопроявления, вмещающими породами для которых являются серпентиниты и серпентинизированные ульт-рабазиты, характеризуются целым рядом параметров, не свойственных полям других отрезков Мировой рифтовой системы. Аномальность химического состава гидротермальных отложений полей Логачев и Рейнбоу - резко повышенное содержание в них кобальта, присутствие высококобальтового пентландита, высокие концентрации в расчетном конечном гидротермальном растворе железа, ряда других элементов, сравнительно низкая, концентрация H2S (Табл. 13) подтверждают представления о существовании здесь глубинной циркуляционной гидротермальной системы, в которой гидротермальные рудоносные растворы формируются при взаимодействии океанской воды с гипербазитами, серпентинизированными в разной степени (Богданов, 1997).

Химический состав гидротермальных растворов гидрогеологических массивов ультраосновных пород также обладает специфическими чертами. Во флюиде поля Рейнбоу концентрация H2S ниже, чем в КГР таких полей как ТАГ, Брокен-Спур. Сравнительно низкую концентрацию H2S можно связать с меньшим содержанием серы в ультрабазитах по сравнению с базальтами. В гидротермальных

флюидах полей Логачев и Рейнбоу концентрации СН4 на 1-2 порядка превышают все известные ранее концентрации СН4. Происхождение метана во флюидах Логачев и Рейнбоу, в отличие от всех ранее известных полей, связано с серпентинизацией ультрабазитов (Леин и др., 2000).

По данным химического состава конечных гидротермальных растворов гидротермальных полей северной части САХ (Табл. 1) построена корреляционная матрица (Табл. 4). Наблюдается высокая положительная корреляция у всех газов, что свидетельствует о едином источнике их поступления. Положительная корреляция рудных компонентов с хлорид-ионом говорит о переносе компонентов в гидротермах в форме хлоридных комплексов. (

Обращает на себя внимание обратная корреляция содержаний сероводорода с метаном и водородом в гидротермах САХ. Этот факт может послужить предпосылкой обоснования нового поискового признака гидротерм ультрамафитовых пород САХ. То же можно сказать и о высокой корреляции железа и диоксида углерода с метаном и водородом.

Исследования флюидных включений в минералах руд также позволили установить, что на поле Логачев развита активная гидротермальная циркуляционная система (Симонов и др., 1996; Бортников и др., 2004). Концентрации солей в растворах, судя по результатам изучения флюидных включений, резко превышают соленость океанской воды, приближаясь к рассолам. Соленость в данном районе определяется двумя причинами: соотношением количеств поступающих в зону серпентинизации океанских вод и расходуемых при серпентинизации, и фазовой сепарацией.

В районе гидротермального поля Рейнбоу отсутствует современная вулканическая деятельность. При микротермометрических исследованиях флюидных включений из постройки гидротермального поля Рейнбоу установлено, что соленость флюидов в ряде случаев является в два раза выше солености морской воды. Океанская вода проникает по системе открытых трещин в породы низов океанской коры - верхов мантии и участвует в процессе серпентинизации ультрабазитов, трансформируясь при этом в высокотемпера-

Таблица 4

Корреляционная матрица химического состава гидротермальных растворов полей Логачев, Рейнбоу, ТАГ и Брокен-Спур (Судариков, Кривицкая, 2011).

С1 Бе Мп Си гп Ш4 С02 н2 сн4 ы2

С1 1,00 0,75 0,93 0,89 0,55 -0,44 0,09 0,33 0,37 0,32 -0,08

Бе 1,00 0,92 0,53 0,91 -0,52 -0,09 0,80 0,71 0,66 0,16

Мп 1,00 0,73 0,80 -0,48 -0,12 0,61 0,57 0,51 0,03

Си 1,00 0,35 -0,08 0,46 -0,06 -0,05 -0,11 -0,46

Ъъ 1,00 -0,21 -0,30 0,78 0,56 0,49 -0,03

Н28 1,00 0,18 -0,66 -0,89 -0,90 -0,85

Ш4 1,00 -0,49 -0,40 -0,41 -0,40

со2 1,00 0,93 0,91 0,60

н2 1,00 1,00 0,80

СН4 1,00 1,00 0,84

а)

б)

Рис.7. Вертикальный профиль СТО-зондирования в придонном слое поля а) Логачев, б) Рейнбоу (экспедиция НИС «Атлантис», 2001).

Рис. 8. Схема зон гидротермальной разгрузки поля Логачев по данным экспедиции SERPENTINE.

■j - гидротермальные источники поля Логачев

О - слой плюма, зафиксированный на расстоянии 20 м от дна

О - слой плюма, зафиксированный на расстоянии 50 м от дна

д - положение станций на профиле

-► - направление смещения плюмов от источников

турный гидротермальный флюид подобно тому, как это предполагается для поля Логачев.

Из-за фазовой сепарации гидротермальные растворы характеризуются непостоянными, быстро изменяющимися температурой и соленостью, а также наличием в зонах разгрузки источников с растворами разной минерализации.

3. В составе провинции океанских гидротерм выделен новый тип гидротермальных растворов массивов ультраосновных пород САХ, отличающихся специфическими условиями формирования. В зонах разгрузки глубинных гидротермальных систем формируются слоистые плюмы и характерные экосистемы, которые могут служить поисковыми признаками районов современного гидротермального рудообразования.

По данным проведенных ранее исследований было выделено несколько провинций океанских гидротерм с преимущественным распространением растворов со сходными условиями формирования и характером металлоносности (Краснов, Судариков, 1990): 1-провинция срединно-океанических хребтов, 2-провинция океанических окраин, 3-провинция межконтинентального рифта Красного моря, 4-провинция внутриплитных вулканов («горячих» точек).

В результате данного диссертационного исследования предлагается новый тип областей первой провинции океанских гидротерм - гидротермы массивов ультраосновных пород САХ, приуроченные к блокам ультраосновных и основных пород, слагающих гидрогеологические бассейны, в основном, трещинных вод. Формируют особый тип «глубинных» гидротермальных систем. Растворы отличаются повышенными концентрациями Си, 2п, С<1, Ре, Мп, У, Аи, Ag, метана и водорода, формируют руды с высоким содержанием полезных компонентов. К этому типу относятся гидротермальные поля Логачев и Рейнбоу.

Характерной чертой этих систем является длительная и непрерывная гидротермальная деятельность (Ьа1ои е! а1., 1995, 1996), сопряженная с процессами метаморфизма мантийных гипербазитов, сложенных блоками ультраосновных пород, формирующим террасы (уступы) внутренних склонов рифтовой долины (Богданов и др., 2002; Леин и др., 2003). Водовмещающими породами являются в

различной степени серпентинизированные ультраосновные породы. Наряду с трещинно-жильными водами на поверхности уступов иногда формируются горизонты пластово-поровых вод спорадического распространения в осадках и щебнисто-глыбовых коллювиальных отложениях склонов рифтовой долины.

Отличительной чертой гидротермальных растворов являются условия их формирования. Глубина проникновения океанской воды по разломам, окаймляющим дно рифтовой долины, определяется глубиной источника формирования гидротермальной системы - осевой магматической камеры. На С АХ такую камеру удалось зафиксировать лишь однажды на глубине более 4000 м, в отличие от других СОХ, где камера располагается на глубине 1-2 км от поверхности океанического дна. В то же время за пределами влияния осевой магматической камеры возможно проникновение океанских вод на значительно большую глубину по тектоническим нарушениям. При этом океанская вода может достигать верхней мантии и обеспечивать серпентинизацию ультрабазитов. Остаточная вода трансформируется в высокотемпературный флюид. Процесс серпентинизации возможен при температуре 400-500°С и давлении 1кбар. Такие условия (Constable et al., 1997) могут возникнуть при глубине залегания кровли магматической камеры 4,5-6 км от поверхности дна. При этом температура в камере 1200 °С, а глубина океана 3-4 тыс.м, что вполне возможно для САХ.

Структура придонной воды, по данным CTD-зондирования (экспедиция SERPENTINE) водной толщи над полями Логачев и Рейнбоу, отличается сложным строением - наличием многослойного плюма, распространяющегося от дна до нескольких сотен метров над ним. Каждый слой плюма представляет собой горизонт с пониженной прозрачностью, аномалиями температуры и солености (Рис.7). К формированию многослойного гидротермального плюма приводит наличие гидротермальных растворов с непостоянными, быстро изменяющимися температурой и соленостью, а также наличием в зонах разгрузки источников с растворами разной минерализации, что обуславливает сильноизменчивую плотность и плавучесть гидротермальных флюидов, поступающих в океан. Кроме того, установлено разнонаправленное движение отдельных слоев

плюма. В результате анализа материалов визуальных наблюдений с борта РОВ «Виктор» в структуре придонных вод можно выделить два слоя с различными направлениями течений, тяготеющие к разным группам источников. Северо-восточное направление (зафиксированы плюмы на расстоянии 50 м от дна), формируется под влиянием основного поля, и северо-западная (зафиксированы плюмы на расстоянии 20 м от дна), в формировании которого принимают участие источники зон «Ирина-2», «Квест», Анна Луиза (Рис. 8).

Приведенные данные свидетельствуют о сложном характере придонных течений, способствующих формированию полей металлоносных осадков вокруг активных гидротермальных источников. Наличие многослойного плюма, не свойственного другим известным гидротермам, можно рассматривать как поисковый критерий гидротермальных полей, связанных с серпентинитами.

Геохимические ландшафты глубоководных гидротермалей океана являются сложными системами, в пределах которых выделяются биогеоценозы гидротермальных полей с характерной макрофауной, формирующиеся под непосредственным воздействием высокотемпературных гидротермальных флюидов и поля металлоносных осадков, в формировании которых принимают активное участие микроорганизмы гидротермальных ореолов рассеяния, и микробиоценозы, формирующиеся в осадках под воздействием низкотемпературной гидротермальной деятельности. В очагах разгрузки гидротермальных флюидов обнаружены значительные количества хемосинтезирующих бактерий и необычайно высокие для океана скорости хемосинтеза (Судариков, 1995). На постройках гидротермальных полей Логачев и Рейнбоу зафиксировано (экспедиция SERPENTINE) большое количество отдельных представителей фауны (мидий и гастропод), что может послужить поисковым признаком гидротермальных систем.

В работе проведен анализ эколого-геохимической обстановки полей Логачев и Рейнбоу и разработаны рекомендации по проведению экогеохимических исследований в процессе освоения гидротермальных минеральных ресурсов, состоящие из трех этапов: 1-проведение картирования гидротермальных сообществ и уточнение видового состава фауны, оценка естественной динамики, а также

временных и пространственных изменений в гидротермальных сообществах, выявление закономерностей распределения гидротермальной фауны в микро-масштабе в зависимости от особенностей окружающей среды, оценка состояния фоновых сообществ и их динамики в районе реликтовых полей; 2 - составление детальной карты распределения гидротермальных сообществ, уточнение их пространственной протяженности, естественной динамики, а также уточнение распределения реликтовых полей; 3 - оценка воздействия на окружающую среду промышленного освоения гидротермальных сульфидов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационное исследование представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой дано решение актуальной научной задачи - изучение процессов формирования состава гидротермальных руд, растворов, ореолов рассеяния (плюмов) и экосистем гидрогеологических массивов Срединно-Атлантического хребта (САХ), сложенных ультраосновными породами, для использования этих данных в процессе освоения минеральных ресурсов океана. Проведенные исследования позволяют сделать следующие основные научные выводы и рекомендации:

1. Особенностью геологического и гидрогеологического строения САХ является широкое распространение плутонических массивов ультраосновных и основных пород, формирующих гипер-базитовые субокеанические массивы трещинных вод, не встречающиеся на других срединно-океанических хребтах.

2. В гидротермальных растворах поля Логачев впервые были обнаружены существенные концентрации металлов и других микрокомпонентов. Особенностью гидротермальных растворов полей Логачев и Рейнбоу являются высокие концентрации Си, 1п, С<1, Ре, Мп, 1л, Аи, Ад, метана и водорода, отражающие влияние процессов серпентинизации на формирование состава флюидов.

3. Средний химический состав исследованных массивных сульфидных отложений полей Логачев и Рейнбоу существенно отличается от среднего химического состава сульфидных руд других гидротермальных полей САХ. По обогащенности полезными ком-

понентами фс\, Сс1, Со, Аи) сульфидные руды полей Рейнбоу и Логачев не имеют аналогов среди рудопроявлений САХ.

4. Проблема возможного освоения минеральных ресурсов гидротермальных полей океана (в очагах разгрузки гидротермальных флюидов обнаружены значительные количества хемосинтези-рующих бактерий и необычайно высокие для океана скорости хемосинтеза) неотделима от проблемы рациональной геохимической организации субмаринного ландшафта. Исходя из этих требований в диссертации обобщены данные по гидротермальным экосистемам САХ и предложены направления их изучения на ближайшие годы.

5. Наличие многослойного гидротермального плюма, распространяющегося от дна до нескольких сотен метров над ним, большое количество отдельных представителей фауны (мидий и гас-тропод) на постройках гидротермальных полей, можно рассматривать как поисковые критерии гидротермальных полей, связанных с серпентинитами.

6. Обратная корреляция содержаний сероводорода с метаном и водородом, высокая корреляция железа и диоксида углерода с метаном и водородом в гидротермальных растворах и плюмах может послужить предпосылкой обоснования нового поискового признака гидротерм ультрамафитовых пород САХ.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Кривицкая М.В. Гидрогеологическая типизация северной части Срединно-Атлантического хребта. Записки Горного института. Т. 189. - СПб.: СПГГИ (ТУ), 2011 г. - С. 42-45.

2. Судариков С.М., Кривицкая М.В. Формирование состава гидротермальных растворов в гидрогеологических массивах ультраосновных пород Срединно-Атлантического хребта. Записки Горного института. Т. 189. - СПб.: СПГГИ (ТУ), 2011 г. - С. 68-71.

3. Судариков С.М., Каминский Д.В., Кривицкая М.В. Геохимия субмаринных рудообразующих гидротерм северной Атлантики по данным дистанционных наблюдений и опробования с подводных обитаемых аппаратов. Записки Горного института. Т. 176. -СПб.: СПГГИ (ТУ), 2008 г. - С. 26-30.

4. Судариков С.М., Кривицкая М.В., Филатова С.С. Геохимия флюидов и плюмов гидротермальных полей САХ (11-15° с.ш.). Материалы 18 Международной школы по морской геологии - Геология морей и океанов. Т 2. - Москва: институт Океангеология РАН, 2009 г.-С. 196-197.

5. Sudarikov S.M., Krivitskaya M.V. Composition of ore-forming thermal solutions on the Mid-Atlantic Ridge. Minerals of the Ocean-3 - Future developments - St. Petersburg: VNIIOkeangeologia, 2006.-P. 152.

6. Судариков C.M., Кривицкая M.B. Новый тип магмато-генных гидротерм массивов ультраосновных пород САХ в составе мировой провинции СОХ. Материалы 20 Международной школы по морской геологии - Геология морей и океанов - Москва: институт Океангеология РАН, 2011 г.-С. 185.

7. Судариков С.М., Кривицкая М.В., Михальчук Н.Н. Эко-лого-геохимические исследования в Международном районе САХ в связи с началом освоения глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС). Материалы 20 Международной школы по морской геологии - Геология морей и океанов - Москва: институт Океан-геология РАН, 2011 г.-С. 186.

РИЦСПГГУ. 10.11.2011. 3.645 Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Кривицкая, Мария Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационное исследование представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой дано решение актуальной научной задачи - изучение процессов формирования состава гидротермальных руд, растворов, ореолов рассеяния (плюмов) и экосистем гидрогеологических массивов Сре-динно-Атлантического хребта (САХ),. сложенных, ультраосновными породами, для использования этих данных в процессе освоения минеральных ресурсов океана. Проведенные исследования позволяют сделать следующие основные научные выводы и рекомендации:

1. Особенностью» геологического и гидрогеологического строения САХ является широкое распространение плутонических массивов ультраосновных и основных пород, формирующих; гипербазитовые субокеанические массивы трещинных вод (СОМ), не встречающиеся» на других Срединно-океанических хребтах.

2. Разработаны новые принципы гидрогеологического районирования« САХ. с учетом; сегментарной структуры САХ, наличием трансформных и демаркационных разломов, глубинных пород базит-гипербазитового состава. . В пределах мегасегментов выделяются; гидрогеологические структуры 2-го порядка - гидрогеологические бассейны мегасегментов, (IБМ). Сегментарную гидрогеологическую мегаструктуру САХ определяют 14 разломов, включающих 8 трансформных разломов первого порядка и 6-надпорядковых демаркационных разломов. Они делят его на 9 сегментов. В гидрогеологическом отношении в пределах САХСвыделяются уникальные гипербазитовые субокеанические массивы трещинных вод. Трансформные разломы можно рассматривать как самостоятельную гидрогеологическую структуру, где наряду с трещинными и трещинно-жильными водами фундамента, наблюдаются и иловые воды в осадках на дне и местами на склонах. Гидрогеологические структуры более мелкого порядка в пределах сегмента, в основном, являются; гидрогеологическими массивами. Могут выделяться блоки — гидрогеологические бассейны трещинных вод ультраосновных и основных пород и неовулканические поднятия - вулканогенные бассейны трещинно-жильных вод. В пределах мегасегментов выделяются гидрогеологические структуры 2-го порядка — гидрогеологические бассейны мегасегментов (ГБМ).

3. Средний химический состав исследованных массивных сульфидных отложений полей Логачев и Рейнбоу существенно отличается от среднего химического состава сульфидных руд других гидротермальных полей САХ. Руды полей Логачев-2 и Рейнбоу обогащены по сравнению с рудами других полей САХ цинком в 4-5 раз и кадмием — в 4 раза. В рудах поля Рейнбоу, содержится в 20 раз больше Со, чем в рудах других полей САХ, и в 8-10 раз больше, чем в рудах полей Логачев. В рудах Рейнбоу наблюдается самое высокое из всех известных отношений Со/№=46. Руды поля Рейнбоу обогащены серебром, а руды поля Логачев-2 — золотом соответственно в 5 и 8 раз по сравнению с другими рудными полями. САХ. В рудах поля Логачев-1 концентрации серебра и особенно золота выше, чем в других районах САХ. Таким образом, по обогащенности полезными компонентами (Ъа, Сё, Со, Аи) сульфидные руды полей Рейнбоу и Логачев не имеют аналогов среди рудопроявлений САХ.

Для гидротерм поля Рейнбоу характерны высокие концентрации Ре и низкое содержание Н28. В гидротермальных растворах поля Логачев впервые были обнаружены существенные концентрации благородных металлов и других микрокомпонентов. Особенностью гидротермальных растворов полей Логачев и Рейнбоу являются высокие концентрации метана и водорода, отражающие влияние процессов серпентинизации на формирование состава флюидов.

4. Состав углеводородов принципиально отличается от наблюдаемого на других гидротермальных полях. В донных отложениях и< в массивных сульфидных образованиях полей Логачев и Рейнбоу преобладают высокомолекулярные соединения над низкомолекулярными, хотя в сульфидных образованиях наблюдается некоторое увеличение суммы низкомолекулярных гомологов - ли-пидов гидробионтов, обильно живущих на гидротермальных постройках. Наряду с биогенными липидами обнаружены углеводороды, не связанные напрямую с биогенным материалом руд: парафины, нафтены. В» гидротермальных полях при отсутствии осадочной толщи образование нефтяных углеводородов, возможно, может идти путем абиогенного термокаталитического синтеза. По результатам регрессионного анализа установлена обратная корреляционная зависимость метана, этана с Mg в растворе, что свидетельствует о связи углеводородных газов с гидротермальным процессом.

5. Проблема возможного освоения минеральных ресурсов гидротермальных полей океана (в очагах разгрузки гидротермальных флюидов обнаружены значительные количества хемосинтезирующих бактерий и необычайно высокие для океана скорости хемосинтеза, численность бактерий в. придонных 1 водах над гидротермальными полями на 1-2 порядка выше, чем в окружающих водах океана, а интенсивность микробиологических процессов - на 2-4 порядка) неотделима от проблемы рациональной геохимической организации субма-ринного ландшафта. Поэтому в связи с успешным прохождением заявки РФ" в 2011 г. на проведение исследований для освоения ресурсов участка САХ, готовится контракт в соответствии с «Правилами поисков и разведки полиметаллических сульфидов в океане» (Mining Code), который будет включать следующие основные требования по защите и сохранению морской среды: Контрактор принимает необходимые меры в целях предотвращения, сокращения- и сохранения под контролем загрязнения и других опасностей для морской среды, вытекающих из,его деятельности в Районе, собирает фоновые экологические данные и устанавливает экологический фон, используемый для оценки вероятного воздействия его программы деятельности в рамках плана работы по разведке на морскую среду, а также программу мониторинга такого воздействия. Исходя из этих требований в диссертации обобщены данные по гидротермальным экосистемам САХ и предложены направления их изучения на ближайшие годы.

6. Наличие многослойного гидротермального плюма, распространяющегося от дна до нескольких сотен метров над ним, можно рассматривать как поисковый критерий гидротермальных полей, связанных с серпентинитами.

7. Обратная корреляция содержаний сероводорода с метаном и водородом, высокая корреляция железа и диоксида углерода с метаном и водородом может послужить предпосылкой обоснования нового поискового признака гидротерм ультрамафитовых пород САХ.

158

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кривицкая, Мария Владимировна, Санкт-Петербург

1. Алейник Д.Л., Лукашин В.Н., Леин А.Ю., Филиппов И.А. Структура вод рифтовой долины и гидротермального плюма Рейнбоу (36°с.ш.). Океанология. 2001. Т. 41. № 5. 660-673 с.

2. Андреев С.И., Грамберг И.С. и др. Металлогеническая зональность Мирового океана. СПб, ВНИИОкеангеология, 1997. 172с.

3. Андреев С.И., Грамберг И.С., Красный Л.И., Щеглов А.Д. Основные черты геологии и минерагении Мира. СПб, ВСЕГЕИ, 1997. 44с.

4. Андреев С.И., Старицына Г.Н., Аникеева Л.И. и др. Геодинамика и рудогенез Мирового океана. СПб, ВНИИОкеангеология, 1999. 67-72, 209 с.

5. Андреев С.И., Старицына Г.Н., Аникеева, Л.И. и др. Металлогеническая зональность Мирового океана. СПб, ВНИИОкеангеология, 1997. 172 с.

6. Беляева А. Н., Лисицын А. П., Троцюк В. Я., Сергунина О. А., Полу-яктов В. Ф. Влияние гидротермальных потоков на состав алканов и жирных кислот донных осадков бассейна Гуаймас. Известия Академии наук, серия геологическая. 1992. № 12.

7. Блюман Б.А. Земная кора континентов и океанов. СПб, ВСЕГЕИ. 1998. 147 с.

8. Богданов Ю.А. Гидротермальные рудопроявления рифтов Срединно-Атлантического хребта. М., Научный мир. 1997. 167 с.

9. Бортников Н.С, Симонов В.А., Богданов Ю.А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида. Геология рудных месторождений. 2004. Т.46. № 1. 74-87 с.

10. Белинский В.В., Третьяков Г.А., Симонов В.А. Серпентинизация ультрабазитов и гидротермальные рудообразующие системы в Срединно-океанических хребтах. Геология рудных месторождений. 2004. Т.46. № 4. 332345 с.

11. Галушкин Ю.И., Дубинин Е.П. Магматическая камера рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Термическая модель формирования и эволюции. Вулканология и сейсмология. 1994. № 5. 90-98 с.

12. Гальченко В.Ф., Леин А.Ю., Иванов М.В. Микробиологические и биогеохимические процессы в водной толще океана как показатель активности подводных гидротерм. Геохимия. 1989. № 8. 1075-1088 с.

13. Гинсбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. СПб, ВНИИОкеангеология. 1994. 200 с.

14. Говоров И.Н. и др. Петрологические провинции Тихого океана. М., Наука. 1996. 425 с.

15. Грин Д.Х., Рингвуд А.Е. Происхождение базальтовых магм. Петрология верхней мантии. М., Мир, 1968.

16. Гричук Д.В. Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем. М., Научный мир. 2000. 200 с.и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия. Геохимия. 2003. №3. 304-328 с.

17. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза. Геология рудных месторождений. 2001. Т. 43. № 4. 297-307с.

18. Мазарович А.О. Геологическое строение Центральной Атлантики: разломы, вулканические сооружения и деформации океанического дна. Авто-реф. Доктор. Дисс. М. 1998. 36 с.

19. Мазарович А.О. Геологическое строение Центральной Атлантики: разломы, вулканические сооружения и деформации океанского дна. М., Научный мир. 2002. 175 с.

20. Мазарович А.О., Фрих-Хар Д.И., Когарко Л.Н. и др. Тектоника и магматизм островов Зеленого мыса. Тр. ГИН АН СССР. Вып. 451. М., Наука. 1990. 246 с.

21. Маракушев A.A., Безмен Н.И. Минералого-петрологические критерии рудоносности изверженных пород. М., Наука. 1992. 317 с.

22. Мащенков С.П., Погребицкий Ю.Е. Симметрия и асимметрия САХ по материалам комплексных геофизических исследований на атлантических геотраверсах. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана. СПб, ВНИИОкеагеология. 1995. 64-79 с.

23. Митчелл А., Гарсон М. Глобальная тектоническая позиция минеральных месторождений. М., Мир. 1984. 495 с.

24. Павленкова Н.И. Структура земной коры и верхней мантии и тектоники плит. Геодинамические исследования. М. 1989. № 13. 36-45 с.

25. Павлов А.Н. Геологический круговорот воды на Земле. Л., Недра. 1977. 143с.

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

27. Пейве A.A. и др. Строение и деформации пограничной зоны кора-мантия в разломе Вима, Центральная Атлантика. Геотектоника. 2001. №1. 1635 с.

28. Пейве A.A. Тектоника Срединно-Атлантического хребта. Геотектоника. 1975. №5. 3-17 с.

29. Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. Карта планетарного*теплового потока масштаба 1: 30 ООО ООО (объяснительная записка). М. 1997. 33 с.

30. Пущаровский Ю.М. Введение в тектонику Тихоокеанского сегмента Земли. Тр. ГИН АН СССР. Вып. 234. М., Наука. 1972. 222 с.

31. Пущаровский Ю.М. О трех парадигмах в геологии. Геотектоника. 1995. № 1.4-11 с.

32. Пущаровский Ю.М. Сейсмотомография и структура мантии; тектонический ракурс. ДАН. 1996. Т. 351. № 6. 806-809 с.

33. Пущаровский Ю.М. Сравнительная тектоника Тихого и Атлантического океанов. Тектоника и магматизм современных и древних океанов. М., Наука. 1986. 158 с.

34. Радкевич Е.А. Региональная металлогения. М., Недра. 1987. 255 с.

35. Разницын Ю.Н. Строение и геодинамика южного поперечного хребта зоны разлома Вима в Центральной Атлантике. Геотектоника. 2001. №3. 80-88 с.

36. Разницын Ю.Н. Чешуйчато-надвиговая структура трансверсивного хребта зоны разлома Атлантис II (Индийский океан). ДАН. 2002. Т. 386. № 2. 234-239 с.

37. Рингвуд А.Е. Состав и эволюция верхней мантии. Земная кора и верхняя мантия. М., Мир. 1972. 7-26 с.

38. Сережников А.И. Геологические соотношения в вулканических обIластях между действующими гидротермальными системами и гидротермальными рудными месторождениями. Геология рудных месторождений. 1989. № 6. 51-64 с.

39. Силантьев С.А. Условия формирования плутонического комплекса САХ, 13°-17°с.ш. Петрология. 1998. Т. 6. №4. 381-421 с.

40. Симонов В. А., Милоснов А. А., Физико-химические условия гидротермальных процессов в Срединно-Атлантическом хребте (зона трансформного разлома 15°20 с.ш.). Геохимия. 1996. № 8. 240 с.

41. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. МГУ, Москва. 1991.446 с.

42. Старицына Г.Н., Томановская Ю.И., Табунов С.М. Магматические формации базальтового фундамента Тихого океана. Тр. НПО «Севморгеоло-гия». Т. 195. Л., Наука. 1986. 150 с.

43. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного,океанского литогенеза. М., Наука. 1976. 299 с.

44. Судариков С.М. Гидроминеральные проявления в Океане. Геодинамика и рудогенез Мирового океана. СПб, ВНИИОкеангеология. 1999. 62-72 с.

45. Судариков С.М. Особенности геохимии экосистем Атлантики. Литосфера океана: состав, строение, развитие, прогноз и оценка. СПб. 1995. 127-142с.

46. Судариков С.М. Типы гидрогеологических структур гидротермальных районов северной Атлантики. Записки горного института. 2008. Т.172-16 с. (а).

47. Судариков С.М., Абрамов В.Ю. Элементы группы платины в водах золоторудного месторождения. Геохимия. 1989. № 4. 581-584 с.

48. Судариков G.M., Ашадзе A.M., Степанова Т.В. и др.- Гидротермальная деятельность и рудообразование в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта (новые данные). ДАН СССР. 1990. Т.311. № 2. 440-445с.

49. Судариков С.М., Каминский Д.В. Особенности геохимии придонных вод- в.* зонах разгрузки гидротермальных растворов» срединно-океанических хребтов. Геохимия. 2010. №3. 317-321 с.

50. Судариков С.М., Каминский Д.В., Кривицкая М.В. Геохимия субмаринных рудообразующих гидротерм северной Атлантики по данным дистанционных наблюдений и опробования с подводных обитаемых аппаратов. Записки Горного института. 2008. Т. 176.' 26-30 с. (б).

51. Судариков С.М., Краснов С.Г., Гричук Д.В. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана. СПб, Недра, 1992. 39-74 с.

52. Судариков С.М., Кривицкая М.В. Формирование состава гидротермальных растворов в гидрогеологических массивах ультраосновных пород Срединно-Атлантического хребта. Записки горного института. 2011. Т. 189. 68-71 с. •

53. Тамбиев С.Б., Демина Л.Л., Богданова О.Ю. Геохимия. 1992. 201-21-3 с.

54. Толстихин Н.И., Посохов Е.В. Минеральные воды. Л., ЛГИ. 1975:170с.

55. Трухалев А.И., Погребицкий Ю.Е., Беляцкий Б.В. и др. Древние породы в Срединно-Атлантическом хребте. Отечественная геология. 1993. № 11. 81-80 с.

56. Удинцев Г.Б. Региональная геоморфология дна океанов: Индийский океан. М., Наука. 1987. 112 с.

57. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Альпийский Средиземноморский пояс. М., Недра. 1984. 344 с.

58. Шейманн Ю.М. Очерки глубинной геологии. М., Недра. 1968. 231 с.

59. Щеглов А.Д., Говоров И.Н. Нелинейная металлогения и глубины Земли. М., Наука. 1985. 328 с.

60. Andrade W., Machesky М., Rose A. Gold distribution and mobility in the surficial environment, Carajas region, Brasil. J. of Geochem. Exploration. 1991. V.40. P. 95-114.

61. Barriga F.F.A. et al. The Rainbow serpentinites and serpentinite — sulfide stockwork (Vid-Atlantic Ridge, AMAR sediment): a preliminary report of the FLORES results/EOS. Amer. Geophys. Res. 1997. Vol. 78. N 46. p. 832.

62. Batuev B. N., Krotov A. G., Marcov V. F., Krasnov S. G., Cherkashev G. A. and Lisitsin Y. D., Massive sulfide deposits discovered at. 14o45 N, Mid-Atlantic Ridge. BRIDGE Newsletter. 1994. № 6.

63. Bel'tenev V„ et al. A new hydrothermal field ai 16°38,4'N; 46°28,5' W on the Mid-Atlantic Ridge. Inter- Ridge News. 2004. №13. P. 5-6.

64. Bischoff J.L., Rosenbauer RJ. Phase separation in seafloor geothermal systems: an experimental study of the effects on the metal transport. American Jorn. of Sci. 1987. V. 287. P. 953-978.

65. Bonatti E. Subcontinental mantle exposed'in the Atlantic Ocean on St. Peter-Paulislets. Nature. 1990. № 345. P. 800-802.

66. Bortnikov N.S., Krylova T.L., Bogdanov Yu.A., Vikentyev I.V., Nosik L.P. The 14o45, N hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge: Fluid inclusion and sulfur isotope evidence for submarine phase separation. Mineral Deposits. 1997. P. 353356.

67. Cannat M. et al. Ultramafic exposures at the Mid-Atlantic Ridge: geological mapping in the 15e N region. Tectonophisics. 1997. v. 279. P.193-213.

68. Charlou J.L., Fouquet Y., Bougault H. et al. Intense CH4 plumes generated by serpentinization of ultramafic rocks at the intersection of the 15°2o' N fracture zone and the Mid-Atlantic Ridge. Geochim. et Cosmochim. 1998. № 13. P. 2323-2333.

69. Charlou J.L. et al. Geochemistry of high H2 and CH4 vent fluids issuing from ultramafic rocks at the Rainbow hydrothermal field (36° 14'N, MAR). Chemical Geology. 2002. №191. P. 345-359.

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

71. Cowen J.P., Massoth G.J., Baker E.T. Nature. 1986. P. 169-171.

72. Farrington J. W. and Tripp B. W. Hydrocarbons in western North Atlantic surface sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1977. № 5. P. 130-137.

73. Fukao Y., Maruyama S., Obayashi M., Inoue H. Geologic implication of the whole mantle P-wave tomography. Journe. Geol. Soc. Japan. 1994. V. 100. № 1. P. 4-23.

74. German C.R.et. al. Gegional setting of hydrothermal activity. Hydrothermal vents and processes. 1996. N 87. p. 3-15.

75. Handshumacher D.W., Sager W.W., Hilde I.W.C. Pre-Cretaceous tectonic evolution of the Pacific plate and extension of the geomagnetic polarity reversal time for the Jurassic «quiet zone». Tectonophysics. 1998. V.155. № V*. P. 365-380.

76. Heezen B.C. Turbidity currents. McGrow Hill Book Co., Inc., 1960.1. P. 146.

77. Jannasch H.W., WirsenC.O. Bioscience. 1981. P: 592-598.

78. Klinkhammer G., Rona P.A., Greaves M. et al. Hydrothermal manganese plumes in the Mid-Atlantic Ridge rift valley. Nature. 1985.V. 314. P. 727-730.

79. Lalou C., Reyss J.L., Brichet E., Krasnov S., Stepanova T., Cherkashev G., 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.

80. Lalou C., Reyss J.L., Brichet E., Rona P.A., 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.

81. Lamejre J., Marot A., Zimine S. et al. Chronological evolution'of the Kerguelen.Islands syenite-granite ring'complex. Nature. 1976. V. 263. № 5575. P. 306-307.

82. Macdonald A.H. Role of serpentinization in sea- floor environment. Tectono- physics. 1985. V. 116. P. 113-135.

83. Melson W.G. et al. St. Paul's Rocks, Equatorial Atlantic: Petrogenesis, Radiometric Ages, and Implications on Sea-Floor Spreading. The Geological Society of America. 1972. Memoir 132. P. 241-272.

84. Mottle M.J., Metabasalts, axial not springs and-the structure of hydrothermal systems at mid-ocean ridges. The Geological Society of America. 1983. V. 94. P. 161-180.

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

86. Mozgova N. N., Krasnov S. G., Batuev B. N., Borodaev Y. S., Efimiv A. V., Markov V. F. and, Stepanova T. V., The first report of cobalt pentlandite from a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal deposit. Canadian Mineralogist. 1996. № 34. P. , 305-316.

87. Nishimura M. and Baker E.W. Possible origin of alkanes with a remarkable even-to-odd predominance in recent marine sediments: Geochimica et CosmochimicaActa. 1986. № 50(2). P; 877-880.

88. Nougier J; Volcanic Associations in the lies Kerguelen. Antarctic geology and geophysics: 1972. P. 809-815.'

89. Prichard H.M., Cann J.R. Petrology and mineralogy of-dredged gabbro from Gettysburg Bank,. Eastern: Atlantic. Contrib. Marine and Petrol. 1982. V. 79; №1. P. 46-55. .

90. Serpentine cruise: Scientific Report: Febriary 25 to April 5 2007. R/V Puorquoi Pas? ROV Victor. Ives Fouqes and scientific team. 378 P.

91. Simoneit B. R. T., Kawka O. E. and Brault M., Origin of gases and condensates in the Guaymas Basin hydrotermal system (Gulf of California). Chemical Geology. 1988. № 71.

92. Smith D:K. et al. Hydroacoustic monitoring of seismmicity at the slow-spreading Mid-Atlantic Ridge. Geol. Res. Letters. 2000. vol. 29. N 11. P. 13-17.

93. Speer K.G., Helfrich K.R. Hydrotermal Plumes: a review of flow and fluxes. Hydrotermal Vents and Processes Parson. Soc. London Spec. Publ. 1995. V.87. P. 373-385.

94. Speer K.G., Rona P. A model of an Atlantic and Pacific Hydrotermal Plume. J. Geophys. Res. 1989. V. 94. № C5. P. 6213-6222.

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

96. Sudarikov S.M., Krivitskaya M.V. Composition of ore-forming thermal solutions on the Mid-Atlantic Ridge. Minerals of the Ocean-3 Future developments - St. Petersburg: VNIIOkeangeologia, 2006. - P. 152.

97. Sudarikov S.M., Levshunova S.P. Hydrocarbon gases (free and sorbed) in waters and sediments of the Mid-Atlantic Ridge. Organic Interactions in Subsurface Environments. 1996. P 56-59.

98. Sudarikov S.M., Roumiantsev A.B. Structure of hydrothermal plumes at the Logatchev vent field, 14°45'N, Mid-Atlantic Ridge: evidence from geochemical and geophysical data. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2000. №101. P. 245-252.

99. Sudarikov S, Zhirnov E. Hydrothermal Plumes Along the Mid-Atlantic Ridge: Preliminary Results of the CTD Investigations during the DIVERSExpedition. InterRidge News. Tokyo. 2001. №10(2). P. 33-36.

100. Turner J.S. Buoyancy Effects in Fluids. New York, Cambridge Univ. Press. 1973. P. 367.

101. Welhan J. A. and Lupton J. E., Light hydrocarbon gases in Guaymas basin hydrothermal fluids; Themogenic versus abiogenic origin. American Assoc. Petrol. Bull. 1987. № 71. P. 467-471.

102. Wilson C., Charlou J-L., Ludford E. et. al. Hydrotermal anomalies in the Lucky Strike segment on the Mid-At- lantic Ridge (37°17'N). Earth and Planetary Science Letters. 1996. V. 142. P. 467-477.

103. Wilson J.T. Continental Drift. Scientific America. 1963. V.208. P. 86100.

104. Winn C.D., Karl D.M., Massoth G.J. Nature. 1986. P. 744-746.

105. Марков В.Ф. (отв. исп.). Отчет по теме «Региональные работы на глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС) в пределах Срединно-Атлантического-хребта (район между 15° и 17°с.ш.)». г. Ломоносов, ГП ПМГРЭ. 2002. 123-130 с.

106. Самоваров М.Л. (отв. исп.). Отчет по теме «Региональные и. поисковые работы на ГПС на сегменте 15°-25°с.ш. осевой зоны САХ. Рейсы НИС «Профессор Логачев»», г. Ломоносов, ГП ПМГРЭ. 2001. 45-67 с.

107. Судариков С.М. (отв. исп.). Отчет по теме «Геохимия гидротермальных полей и определяемых ими экосистем рифтовых зон океана». СПб, ВНИИ-Океангеология. 1993. 11-256 с.