Геолого-геофизические основы минерагенического районирования дна Мирового океана

Углов, Борис Дмитриевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геолого-геофизические основы минерагенического районирования дна Мирового океана
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Геолого-геофизические основы минерагенического районирования дна Мирового океана"

На правахрукописи

Углов Борис Дмитриевич

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИНЕРАГЕНИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ДНА МИРОВОГО

ОКЕАНА

Специальности: 25.00.11 -

25.00.10 -

геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук

Москва 2004

Министерство природных ресурсов Российской Федерации

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов» ФГУПЦНИГРИ

На правах рукописи

Углов Борис Дмитриевич

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИНЕРАГЕНИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ДНА МИРОВОГО

ОКЕАНА

Специальности: 25.00.11 -

25.00.10 —

геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук

Москва-2004

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном

предприятии

«Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов» (ФГУПЦНИГРИ)

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук Щепотьев Юрий Михайлович

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Городницкий Александр Моисеевич

Доктор геолого-минералогических наук Юбко Валерий Михайлович

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет

Защита состоится на заседании

Диссертационного Совета Д.216.016.01 Федерального государственного унитарного предприятия «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов» (ФГУП ЦНИГРИ) по адресу: 117545, Москва, Варшавское шоссе 129-Б.

С диссертацией можно ознакомиться в геолфонде ФГУП ЦНИГРИ. Автореферат разослан

Учёный секретарь Диссертационного Совета,, доктор геолого-минералогических наук /¿у

РОС. наци^альнаЛ У*^ библиотека

С.П«п»ч)К /~/Г Ту ОЭ 21,-0/рт-т (0 -¿Г/

В.М. Яновский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Мировой океан является хранилищем колоссальных ресурсов углеводородного сырья и твердых полезных ископаемых (ТЛИ). Главными и наиболее распространенными ТЛИ из тех, что выявлены к настоящему времени на дне Мирового океана, считаются железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальтомарганцевые корки (КМК), глубоководные полиметаллические сульфиды (ШС), соответствующие колчеданным рудам, фосфориты, россыпи металлов и алмазов.

В конкрециях, корках, колчеданных рудах и фосфоритах содержится значительное количество никеля, кобальта, марганца, меди, цинка, серебра, золота, свинца и фосфора. В них также присутствует платина, кадмий, редкоземельные элементы и другие полезные компоненты. Общая природная стоимость ресурсов только ЖМК и КМК по оценке СИ. Андреева составляет порядка 40 трлн долларов США, что почти в два раза превышает природную ценность этих компонентов в месторождениях, расположенных на всех континентах.

Это заставило обратить внимание на минерально-сырьевые ресурсы дна Мирового океана научные, промышленные и политические круги ведущих стран Мира и рассматривать их как последний в пределах Земного шара потенциальный ресурсный источник, способный обеспечить перспективное развитие государств и сулящий в будущем значительные геополитические и экономические выгоды.

Вместе с тем, геологическая изученность дна Мирового океана несопоставимо ниже континентов. Прямыми наблюдениями (геологический пробоотбор, подводное фотографирование и телевизионная съёмка) охвачена лишь очень незначительная часть океанского дна, что демонстрирует «Металлогеническая карта Мирового океана» под редакцией СИ. Андреева и И.С Грамберга (2000).

В связи с этим актуальной становится проблема выявления обстановок, перспективных на поиски субмаринных ТЛИ, которые можно фиксировать с помощью дистанционных методов - батиметрических и геофизических съёмок в малоизученных прямыми наблюдениями регионах Мирового океана.

Проблема минерагении океанского дна сложна и многопланова. Многие её стороны - геохимические, петрологические, седиментологические, определяющие закономерности размещения ТЛИ, подробно рассмотрены в ряде основополагающих работ ИО РАН (А.П. Лисицин, Г.Н. Батурин, Е.Г. Гурвич и др.), ВНИИОкеангеологии (И.С Грамберг, СИ. Андреев и др.), МГУ (В.В. Авдонин и др.), НИПИОкеангеофизики (В.М. Юбко, М.Е. Мельников и др.). Диссертация ставит своей задачей найти взаимосвязи этих факторов контроля орудене-ния со свойствами геологической среды дна океана, выявляемых дистанционными методами, что является актуальной и практически значимой задачей.

Цель и задачи исследований.

тигается созданием методики комплексного регионального районирования потенциальных геофизических полей, рельефа дна, результатов сейсмических, геохимических и петрологических исследований, обеспечивающей выявление геолого-тектонических обстановок и площадей морского дна, перспективных на поиски железомарганцевых конкреций, кобальтомарганцевых корок, колчеданного оруденения и фосфоритов в глубоководных частях Мирового океана, а также россыпей и фосфоритов на континентальных окраинах.

В рамках сформулированной цели решались следующие основные задачи:

- сбор, обработка и представление в виде цифровых карт результатов батиметрических, магнитометрических и гравиметрических съёмок, сейсмических и петрологических исследований на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском широкополосных трансокеанских геотраверзах;

- разработка и практическая реализация компьютерной технологи транс -формаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий;

- создание аппаратурно-методического комплекса, обеспечивающего повышение точности и информативности морских магнитометрических съёмок, применимого для геологического картирования маломагнитных осадочных отложений на шельфе;

- выполнение геоморфологического и тектонического районирования океанского дна в пределах геотраверзов на основе анализа морфометрических характеристик рельефа дна и моделей плотностной и магнитной неоднородностей литосферы;

- выявление связи между геоморфологическими, геофизическими, геологическими и тектоническими особенностями площадей Мирового океана и их минерагенией;

- выполнение минерагенического районирования океанского дна на примере геотраверзов.

Фактический материал, методы исследований и личный вклад автора.

Регулярные геолого-геофизические исследования в Мировом океане проводились на Анголо-Бразильском, Канаро-Багамском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах. Они выполнялись объединениями "Севморгеоло-гия" и "Южморгеология" при активном участии ИФЗ РАН, ЦНИИГАиК и других организаций. Комплекс исследований на каждом из геотраверзов включал регулярную геофизическую съемку (эхолотирование, магнитометрия, гравиметрия), сейсмические исследования (НСП, MOB, КМПВ и ГСЗ) по отдельным профилям и геологический пробоотбор. Результаты исследований на Канаро-Багамском геотраверзе подробно рассмотрены СП. Мащенковым (1994) и А. В. Зайончеком (1998). Итога исследований на Анголо-Бразильском геотраверзе анализировались в работах Ю.Е. Погребицкого, Г.Д. Нарышкина, В.Ю. Глебовского, В.Д. Каминского, В.А Осипова и др. (1989-1990), С.М. Зверева и др. (1996), И.М. Мирчинка, В.А. Панаева, Ю.Е. Погребицкого (1993) и ряда других исследователей. Съёмки на Маскаренско-Австралийском геотраверзе рассматривались В.И. Карой, Н.М. Сивухой, А.И. Пилипенко, В.А. Панаевым и другими. Исследования на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах обобщены в представляемой работе.

Южная приэкваториальная зона Атлантического и Индийского океанов, представленная Анголо-Бразильским и Маскаренско-Австралийским геотраверзами, в настоящее время является одной из наиболее изученных в региональном отношении и, в этом смысле, эталонных частей Мирового океана. Результаты проведённых здесь исследований создают надёжную основу для уточнения представлений о строении и эволюции океанской литосферы и для геолого-геофизического районирования океанского дна для минерагенического анализа.

Методика выполненных исследований предусматривала широкое использование компьютерных технологий обработки, картографирования и интерпретации геофизических данных с использованием как стандартных, так и специально разработанных в процессе исследований пакетов программ. При плотно-стном и магнитном моделировании применялись разнообразные способы решения прямых и обратных задач гравиметрии и магнитометрии, методика геохронологической интерпретации аномального магнитного поля и т.д. Основные методические приёмы реализованы в виде автоматизированной компьютерной системы трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий.

Аппаратурно-методические исследования состояли в выполнении опытно-конструкторских работ по созданию высокоточной морской магнито-градиентометрической и каппаметрической аппаратуры, её натурных испытаний, выполнении опытных и производственных съёмок, а также разработке методики выполнения, обработки и интерпретации данных высокоточных морских магнито-градиентометрических и каппаметрических съёмок.

Исследования, рассматриваемые в диссертационной работе, выполнялись автором лично, при его непосредственном участии и под его руководством, так:

- автором и под его руководством выполнены сбор и обобщение данных геолого-геофизических исследований на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах, выполнено цифровое картографирование рельефа дна, гравитационного и магнитного полей геотраверзов и их трансформант, проведено районирование топографии и потенциальных геофизических полей на основе специально разработанной компьютерной технологии трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий, осуществлено геоморфологическое, тектоническое и минерагениче-ское районирование океанского дна в пределах геотраверзов и созданы электронная и полиграфическая версии Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов;

- под руководством автора и при его непосредственном участии выполнены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию высокоточной морской магнито-градиентометрической и каппаметрической аппаратуры, разработана методика высокоточных морских магнитометрических и градиентометрических съёмок.

Защищаемые положения.

1. Мелкомасштабное геолого-геофизическое районирование дна Мирового океана для выделения минерагенических обстановок в условиях ограниченной доступности прямых наблюдений, обеспечивается комплексным анализом данных дистанционных методов - эхолотирования, магнитометрических, грави-

метрических, сейсмических и сейсмоакустических съёмок.

В этой связи Анголо-Бразильский и Маскаренско-Австралийский широкополосные трансокеанские геотраверзы являются наиболее полными и представительными сечениями разнородных областей дна Мирового океана и проведённые на них исследования представляют собой надёжную основу для решения поставленных задач.

2. Методология геолого-геофизического районирования дна Мирового океана для минерагенического анализа состоит в комплексном районировании: рельефа дна, аномальных геофизических полей по разнотипным статистическим и геологическим картировочным параметрам с целью оценки перспектив площадей океанского дна на локализацию твёрдых полезных ископаемых по батиметрическим, геоморфологическим, седиментационным и тектоническим критериям.

3. Разработанная модульная компьютерная технология трансформаций аномальных геофизических полей и рельефа дна акваторий с качественной и количественной интерпретацией геофизических полей обеспечивает практическую реализацию минерагенического районирования:

- выделение перспективных площадей развития руд экзогенной минераге-нии (железомарганцевых конкреций, кобальтомарганцевых корок и внутри-океанических фосфоритов) по батиметрическим, геоморфологическим и седи-ментационным критериям;

- выделение по тектоническим и геоморфологическим критериям площадей, перспективных на колчеданные руды, приуроченные к рифтовым долинам и осевым зонам срединно-океанических хребтов, областям внутриплитной тек-тономагматической активизации.

4. Эффективным способом литологического картирования маломагнитных осадочных пород, к числу которых относятся фосфориты континентальных окраин, являются высокоточные магнитометрические и градиентометрические съёмки. Каппаметрические съёмки являются эффективным способом выявления шельфовых россыпей титаномагнетита, магнетита, ильменита, циркона, рутила и других минералов, обладающих повышенной магнитной восприимчивостью.

Разработанный комплекс высокоточной морской магнито-градиентометрической и каппаметрической аппаратуры и методика его применения решают эти задачи и могут применяться для крупномасштабного мине-рагенического районирования шельфа и континентальных склонов.

5. Проведенное прогнозно-металлогеническое районирование океанского дна на опорных сечениях Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов выявило широкое развитие в их пределах обстановок, перспективных на обнаружение кобальтомарганцевых корок, железомарганцевых конкреций, фосфоритов, россыпей и залежей колчеданных руд, что указывает на высокие минерагенические перспективы Атлантического и Индийского океанов в целом.

Научная новизна полученных результатов.

В процессе работы над диссертацией получены следующие новые результаты:

на основе комплексной интерпретации регулярных геолого-геофизических исследований в пределах репрезентативных районов Мирового океана - широкополосных трансокеанских геотраверзов сформулированы методические основы регионального гео лого-геофизического районирования океанского дна для минерагенического анализа и выполнено геоморфологическое, тектоническое и минерагеническое районирование океанского дна Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов;

- разработана автоматизированная система районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна;

- разработана аппаратура и методика высокоточных морских магнито-градиентометрических съёмок;

- разработана обобщённая неформальная модель изостатической компенсации океанической литосферы, согласно которой при расчёте изостатических аномалий силы тяжести использованы компенсационные модели различные для крупно- и мелкомасштабных структур океанского дна;

- уточнено тектоническое строение южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов, в частности: установлена чётко выраженная асимметрия Срединно-Атлантического хребта, наблюдающаяся в структуре как приповерхностных, так и глубинных слоев литосферы и являющаяся фундаментальной чертой строения этого хребта; в структуре океанической литосферы выявлена сеть многочисленных закономерно ориентированных относительно оси вращения Земли нарушений, которая соответствует выделенной на континентах регматической сети и обуславливает фрактальность океанической литосферы; выявлены обширные области внутриплитной тектономагматиче-ской активизации, которые являются перспективными на обнаружение нового типа обстановок гидротермального рудогенеза;

- на новом фактическом материале по широкополосным трансокеанским геотраверзам построена модель металлогенического (минерагенического) районирования изучаемых площадей океанского дна, указывающая на их высокую перспективность в отношении всех основных твёрдых полезных ископаемых Мирового океана.

Практическая значимость работы определяется следующим:

- методика регионального геолого-геофизического районирования океанского дна для минерагенического анализа, выработанная на основе комплексной интерпретации геолого-геофизических данных по Анголо-Бразильскому и Маскаренско-Австралийскому трансокенским геотраверзам, применима для регионального металлогенического районирования других областей Мирового океана, что способствует выявлению минеральных ресурсов дна океана в соответствии с Морской доктриной Российской Федерации, Федеральной целевой программой «Мировой океан», её составной частью - Подпрограммой «Минеральные ресурсы Мирового океана, Арктики и Антарктики», и в перспективе должно привести к расширению минерально-сырьевой базы страны;

на образование кобальтомарганцевых корок, железомарганцевых конкреций, фосфоритов, россыпей и колчеданного оруденения срединно-океанического, красноморского, гавайского и гипотетического внутриплитного типов, что свидетельствует о высоких металлогенических перспективах Атлантического и Индийского океанов в целом и способствует целенаправленным поискам и разведке твёрдых полезных ископаемых в их пределах;

- разработанная компьютерная технология обработки и интерпретации геолого-геофизических данных технологически совместима с разнообразными видами геофизических работ на акваториях Мирового океана, что обеспечивает её адаптируемость к новым съёмочным объектам;

- созданный комплекс высокоточной морской магнитометрической аппаратуры широко использовался для выполнения магнитных съёмок в Мировом океане (в частности, на геотраверзах) и послужил основой для усовершенствованной магнитометрической аппаратуры, используемой в настоящее время;

- на основе обобщённой обработки и комплексной интерпретации данных морских геолого-геофизических исследований созданы электронная и полиграфическая версии Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Мас-каренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов который содержит концентрированную информацию о строении, динамике и эволюции главных геотектонических единиц литосферы Мирового океана, предназначается для информационного наполнения ведомственных геоинформационных систем и планирования работ по геолого-геофизическому изучению дна Мирового океана. Он может быть использован геологами, геофизиками, научными работниками для решения комплексных задач глобальной тектоники и распределения полезных ископаемых в Мировом океане, а также преподавателями, аспирантами и студентами ВУЗов для образовательных целей.

Апробация работы.

1998), IV и VI Межведомственных конференциях по новейшим достижениям в морской геологии (С-Петербург, 1992, 1994), 7 - 13-й Международных школах морской геологии (Геленджик, Москва, 1986, 1988, 1990, 1992, 1995, 1997,

1999), 8-й Научной Ассамблее IAGA (Упсала, 1997), Всероссийском семинаре «Электромагнитные исследования морей и океанов» (Москва, 1992), Юбилейной конференции «50 лет российской морской геофизике» (Геленджик, 1999), Научно-практических конференциях ЦНИГРИ (Москва, 1992, 1994, 1996, 1998), Всероссийском совещании «Методология и методы металлогенического анализа и прогноза рудных объектов - состояние и перспективы применения

для воспроизводства фонда недропользования» (Москва, 1999) и др.

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 47 работах, в том числе в 7 коллективных монографиях.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Её объём составляет 280 страниц, в том числе 72 рисунка и 4 таблицы.

Благодарности.

За каждодневное участие и помощь в ходе исследований диссертант благодарит своих соавторов по созданию Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов Ю.Г. Зорину и М.К. Кабана, а также научный коллектив ЦНИГРИ, специализирующийся на изучении геологии и минеральных ресурсов Мирового океана, -О.И. Комарову, Г.В. Дементьева, Ю.В. Миронова, Е.Н. Былинского, Е.А. Елья-нову. Автор благодарен также докторам геол.-мин. наук Г.В. Ручкину, А.Н. Ба-рышеву, А.Д. Петровскому за продуктивное обсуждение и ценные замечания по ходу работы над диссертацией.

Автор выражает благодарность доктору тех. наук И.Ф. Глумову (МПР РФ), под общим руководством которого выполнялись натурные геолого-геофизические исследования на трансокеанских геотраверзах; докторам геол.-мин. наук А.И. Кривцову и И.Ф. Мигачёву (ЦНИГРИ), которые организовали постановку работ по теме диссертации и обеспечили их выполнение, проявляя постоянное внимание, поддержку и конструктивную критику.

Автор считает приятным долгом выразить благодарность членам коллектива, с которым он в составе НИПИОкеангеофизики занимался аппаратурно-методическими вопросами повышения точности и информативности морских магнитометрических исследований - В.А. Лыгину, А.П. Скрипке, В.А. Врагову, а также сотрудникам НИПИОкеангеофизики и других подразделений объединения «Южморгеология», с которыми ему приходилось решать организационные и научные вопросы, связанные с тематикой диссертационной работы - Н.Г. Скрябиной, Ю.А. Бякову, О.Д. Корсакову, Г.Н. Грашкину, Н.М. Сивухе, В.Д. Попову, В.П. Поповой, А.П. Богомягкову, Г.П. Тарасовой, А.И. Пилипенко и многим другим.

Исключительно важным являлось многолетнее сотрудничество авторах коллегами геологами и геофизиками: Е.Г. Мирлиным (Геологический музей им. В.И. Вернадского); А.Г. Гайнановым, В.Р. Мелиховым, А.А. Булычёвым, М.Б. Лейбовым, С.А Ушаковым (МГУ); А.А. Черновым (ВНИИГеофизика); И.И. Беляевым, A.M. Филиным (ИО РАН); С.П. Мащенковым, В.Д. Каминским, В.Ю. Глебовским, Ю.Е. Погребицким (ВНИИОкеангеология); В.М. Гординым (ИФЗ РАН); Е.Н. Розе (ИЗМИРАН).

Автор благодарит всех сотрудников ЦНИГРИ, оказывавших научную, организационную и техническую помощь в процессе работ по диссертационной тематике и выражает глубокую благодарность всем многочисленным участникам экспедиционных работ на трансокеанских геотраверзах. За помощь в подготовке рукописи диссертации и демонстрационной графики автор благодарен Н.Ф. Максимовой и Т.А. Пивоваровой.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение.

Во введении к диссертации обосновывается актуальность проблем, связанных с металлогеническим районированием океанского дна на основе регулярных геолого-геофизических исследований, формулируются основные цели и задачи исследования. Содержание этой части диссертации изложено в разделах общей характеристики работы.

Глава 1. Состояние проблемы минерагенического районирования океанского дна и оценка минерально-сырьевого потенциала основных стран в Мировом океане.

Проблемы металлогении Мирового океана как в глобальном, так и в региональном аспектах рассмотрены в многочисленных публикациях Н.М. Страхова, А.П. Лисицина, СИ. Андреева, И.С. Грамберга, П.Л. Безрукова, Е.Ф. Шнюкова, Г.И. Батурина, Ю.А. Богданова, И.О. Мурдмаа, В.В. Авдонина, Е.Г. Гурвича, С.Г. Краснова, Г.А. Черкашёва, Б.Х. Егиазарова, В.М. Юбко, О.Д. Корсакова, И.М. Мирчинка, М.М. Задорнова, М.Е. Мельникова, В.В. Кругляко-ва, А.И. Айнемера, Е.А. Ельяновой, Ю.В. Миронова, С.А Ушакова, О.Г. Со-рохтина, Е.Н. Дубинина, П. Рона, G. Arrhenius, E. Bonatti, Y.R. Nayudu, P. Halbach, M.D. Rawson, W.B.F. Ryan и многих других исследователей. Наиболее полно современное состояние изученности рудоносности Мирового океана отражено на «Металлогенической карте Мирового океана (1:15 000 000)», составленной под руководством СИ. Андреева и И.С Грамберга (2000).

В главе на основании этих источников подробно рассматривается современное состояние проблемы металлогенического районирования океанского дна, описываются основные обстановки и условия формирования железомар-ганцевых образований (ЖМК и КМК), фосфоритов, колчеданных руд и россыпной металлоносности.

Здесь же даётся сравнительная характеристика минерально-сырьевого потенциала зон особых интересов России и других основных стран (США, Франция, Япония, КНР и Индия) в Мировом океане, то есть тех стран, которым Международный орган по морскому дну (МОД ООН) выделил участки для изучения и добычи ЖМК в Международном районе морского дна (МРМД). Под зонами особых интересов основных стран понимаются их 200-мильные экономические зоны и площади в пределах МРМД, изучаемые с целью последующего оформления своих прав на разведку и промышленное освоение выявленных минеральных ресурсов.

Показано, что установленное Конвенцией ООН по морскому праву разделение Мирового океана на исключительные экономические зоны прибрежных государств и МРМД привело к весьма неравномерному распределению площадей дна океанов, на которые распространяется национальная юрисдикция государств (на долю России приходится 9% площади экономических зон основных стран, тогда как на долю США и Франции приходится по 43% и 28% соответственно) и, следовательно, к неравномерному распределению минерально-сырьевых ресурсов океанского дна и с учётом их валовой (природной) стоимости (Россия - 12%, Япония - 10%, КНР и Индия - по 3%, а США и Франция -

51 и 21% соответственно). В целом, анализ минерально-сырьевого потенциала ТЛИ основных стран в Мировом океане показывает, что Россия находится в промежуточном положении, обладая (фактически и потенциально) ресурсами, существенно уступающими ресурсному потенциалу США и Франции, откуда следует, что для соблюдения своих национальных интересов России необходимо интенсифицировать морские геологоразведочные работы в МРМД. В связи с этим минерагеническое районирование океанского дна и целенаправленное изучение наиболее перспективных его регионов становится весьма актуальной проблемой.

Глава 2. Исследования на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах — базовый эксперимент для определения методических основ геолого-геофизического районирования океанского дна с целью минерагенического анализа.

В главе даётся характеристика данных регулярных батиметрических, магнитометрических и гравиметрических съёмок, выполненных объединениями «Южморгеология» и «Севморгеология» на Анголо-Бразильском (АБГТ) и Мас-каренско-Австралийском (МАГТ) геотраверзах, представляющими собой полосу океанского дна общей площадью более 10 млн кв. км, протягивающуюся между 8° и 20° ю.ш. от Южной Америки до Австралии, разделённую Африканским континентом и о. Мадагаскар. Этот регион в настоящее время является одной из наиболее изученных в региональном отношении и, в этом смысле, эталонных частей Мирового океана. Она включает в себя разнообразные по генезису структуры, и охватывает практически весь возрастной диапазон океанской литосферы.

Автором выполнена обработка результатов гравиметрических и магнитометрических съёмок по единым методикам, составлены цифровые карты рельефа дна, аномального магнитного поля, аномального гравитационного поля в редукциях в свободном воздухе, Буге и изостатической, представляющие собой матрицы цифровых данных в узлах равномерной сети 5'* 5.

Уникальные в условиях Мирового океана объёмы геофизических и батиметрических съёмок на широкополосных трансокеанских геотраверзах потребовали автоматизации, как процесса обработки, так и интерпретации полученных данных. Среди задач интерпретации одной из важнейших является проблема районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна с целью выявления тектонического строения, эволюции, геодинамических и метал-логенических особенностей этих обширных регионов океанской литосферы, охватывающих самые разнообразные тектонические провинции.

Для реализации концепции районирования создана компьютерная технология трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий, которая представляет собой автоматизированную систему параметризующих трансформаций и статистических процедур, последовательно реализующую (при использовании минимума априорной информации) единый подход к преобразованию первичных цифровых данных в картографические материалы, являющиеся основой для последующего геологического и тектонического районирования площадей, покрытых регулярными съёмками (Углов, Чернов, 1995). Функциональная схема автоматизированной

системы показана на рис. 1.

Система включает в себя следующие программные блоки: 1 - блок пересчёта данных на равномерную сеть; 2, 6 - блоки вычисления псевдомагнитных и псевдогравитационных аномалий, где осуществляется преобразование гравитационного и магнитного поля в эквивалентное "псевдополе", соответствующее тем же вещественным источникам; 3 - блок вычисления полного горизонтального градиента потенциальных полей и рельефа по площади; 4 - блок автоматизированного поиска максимумов исследуемых функций по площади; 5 - блок вычисления дисперсии функции по площади; 7 - блок частотной фильтрации; 8 - блок вычисления коэффициентов корреляции двух функций, распределённых по площади.

Рис. 1. Функциональная схема автоматизированной системы трансформаций

Соответствующим образом распределяя и комбинируя потоки информации, интерпретатор может получить на выходе следующий основной набор параметров, распределённых по площади и отображаемых в виде карт: дисперсий рельефа и аномальных потенциальных полей, отражающих степень их расчленённости; коэффициентов корреляции гравитационных и псевдогравитационных аномалий, магнитных и псевдомагнитных аномалий, отражающих степень взаимосвязи плотностных и магнитоактивных блоков пород; элементов рельефа разных порядков: генерального, локального, распределения гребней хребтов, осей долин, склонов и уступов; крутизны склонов и относительных высот различных форм рельефа; планового положения границ намагниченных блоков пород; относительных величин контраста намагниченности сопряжённых блоков пород; планового положения границ плотностных блоков пород; относительных величин контраста плотности сопряжённых блоков пород и др.

В результате комплексной интерпретации данных с помощью автоматизированной системы трансформаций создан Геолого-геофизический атлас Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских гео-траверзов, на картах и разрезах которого отражены: рельеф дна и его геоморфологические особенности; мощность осадочного чехла; аномальное магнитное поле и его трансформанты, отражающие структуру магнитоактивного слоя;

аномальное гравитационное поле в различных редукциях и его трансформанты, отражающие плотностную структуру земной коры; тектоника океанской литосферы, магматизм и минерагеническое районирование. Электронная версия является открытой и может дополняться и совершенствоваться. Атлас явился базовым документом для разработки методологии геолого-геофизического районирования дна акваторий для целей минерагенического анализа.

Глава 3. Районирование площадей геотраверзов по критериям локализации скоплений железомарганцевых образований и фосфоритов.

Главными рудообразующими факторами железомарганцевых образований являются экзогенные (включая нептунические), а их основными поисковыми признаками являются глубины океанского дна (продуктивные батиметрические интервалы), геоморфологические особенности дна, мощность рыхлых осадков и характер субстрата (Андреев, 1994; Андреев и др., 1998).

Кобальтомарганцевые корки различных геохимических типов располагаются на крутых (более 50 м/км) склонах подводных гор и поднятий на твёрдом субстрате - базальтах и продуктах их изменения, известняках, гиалокла-ститах, смектитовых и фосфоритовых породах, аргиллитах и др. при отсутствии рыхлых отложений. Они отлагаются в продуктивном интервале, расположенном ниже слоя кислородного минимума в пределах глубин 500 - 3500 м.

Железомарганцевые конкреции различных геохимических типов располагаются в пелагической области океана на равнинных и всхолмлённых поверхностях с малой крутизной склонов (менее 50 м/км) и мощностью рыхлых осадков (50-200 м) в пределах продуктивных батиметрических интервалов, определяемых изменяющейся по латерали критической глубиной карбонатонако-пления (КГК) — конкреции соответствующих геохимических типов размещаются в продуктивных интервалах, которые располагаются как выше, так и ниже КГК, и различны в пределах "молодых" (кампан-олигоцен) и "старых" (окс-форд-апт) плит.

Относительно фосфоритов пока не выработаны чёткие критерии условий их накопления. По их проявлению в разных геолого-структурных и морфологических обстановках, фосфориты предварительно подразделяются на фосфориты континентальных окраин (располагаются на шельфах и верхних частях континентального склона) и внутриокеанические (располагаются на подводных горах и хребтах в условиях дефицита осадконакопления и обычно ассоциируются с кобальтомарганцевыми корками). Распространены фосфориты (за исключением переотложенных) в диапазоне глубин 35 - 4250 м (Андреев и др., 1998).

Исходя из этого, основой для прогноза локализации скоплений железомар-ганцевых образований и фосфоритов является анализ геоморфологических, батиметрических и седиментационных особенностей изучаемых регионов.

Для целей геоморфологического районирования океанского дна в пределах трансокеанских геотраверзов в главе подробно рассмотрена структура рельефа дна (рис. 2), его статистические и морфометрические характеристики.

Топография АБГТ, протягивающегося в южной приэкваториальной Атлантике от континентального склона Южной Америки до континентального склона Африки, пересекающего Срединно-Атлантический хребет (САХ) и примыкающие к нему Бразильскую и Ангольскую глубоководные котловины геотраверза

(рис. 2а) сложна. Диапазон глубин превышает 6 км, рельеф дифференцирован и насыщен мелкими формами, наблюдаются также многочисленные крупные подводные горы, такие как Пернамбуку, Стокс, Грелль и др. в западной части геотраверза; Кардано, Кутузова, Бонапарта и др. - в его восточной части. Некоторые из гор возвышаются над поверхностью океана, образуя острова Вознесения и Св. Елены.

Топография МАГТ отличается ещё большей сложностью (рис. 26). Протягиваясь от Маскаренской котловины до северо-западной континентальной окраины Австралии, этот геотраверз охватывает ряд крупных подводных хребтов различного генезиса, а также глубоководных котловин и массивов подводных гор, различающихся по возрасту, истории развития и геологической природе. Он пересекает такие крупные структуры как Маскаренский хребет, рифтовый Аравийско-Индийский хребет (АИХ), южную часть Чагос-Лаккадивского хребта, Центральную котловину (включая поднятие хребта Ланка), Восточно-Индийский хребет, южную часть Кокосовой котловины, ограниченную хребтом Кокос, Западно-Австралийскую котловину (включая хребет Инвестигейтор, массивы подводных гор Венинг-Мейнес, Щербакова, Ру, абиссальную равнину Гаскойн), австралийское краевое плато Эксмут, Северо-Австралийскую котловину (включая абиссальную равнину Арго) и выходит на континентальную окраину западной Австралии. Глубины меняются от 200 м на вершинах Маска-ренского хребта до 7.5 км в Западно-Австралийской котловине.

Главным источником информации о строении осадочного слоя геотравер-зов являются сейсмические данные МОВ ОГТ, НСП и др. в совокупности с немногочисленными данными глубоководного бурения и драгирования.

В пределах АБГТ осевая часть САХ практически лишена осадочного покрова. На флангах осадки достигают первых сотен метров. Стратиграфический Диапазон осадочной толщи в осевой зоне - плейстоцен-поздний миоцен и увеличивается на флангах, где получают развитие миоценовые, олигоценовые и эоценовые отложения. Максимальные мощности осадочной толщи и ее наиболее широкий стратиграфический диапазон присущи пассивным континентальным окраинам. На обеих континентальных окраинах развиты аптские эвапори-ты, которые аккумулировались в едином протяженном замкнутом бассейне. В пределах МАГТ осадочный чехол Маскаренского хребта мощностью до 5 км представлен рифовыми известняками. Гребень Аравийско-Индийского хребта практически лишен осадочного покрова. На Чагос-Лаккадивском хребте осадки маломощны и не превышают 2 км. В Центральной котловине мощность терри-генных осадков составляет в среднем 100 м, а возраст наиболее древних отложений - поздний олигоцен. На Восточно-Индийском хребте мощность осадочного покрова увеличивается до 250-450 м в его сводовой части, где залегает толща вулканических пеплов и туфов. В Кокосовой котловине и западной части Западно-Австралийской котловины осадки (возрастом до позднего палеоцена) имеют мощность порядка 150 м. В Западно-Австралийской котловине осадочный чехол представлен слоем пелагических осадков, мощностью до 200-300 м. Осадочный чехол в Северо-Австралийской котловине мощностью 800-1200 м содержит два литолого-фациальных комплекса - пелагические глины мелового возраста и миоцен-плиоценовые глины и карбонатные турбидиты. Суммарная

Рис. 2. Рельеф дна

а - Анголо-Бразильский геотраверз б - Маскаренско-Австралийский геотраверз

мощность осадочной толщи плато Эксмут (пассивная континентальная окраина Австралии) оценивается в 10 км и более.

Геоморфологическое районирование океанского дна в пределах геотравер-зов выполнено по результатам комплексного анализа карт мощности осадков и морфометрических характеристик рельефа: высокочастотного и генерального рельефа, дисперсии рельефа и средней крутизны его склонов, распределения структурных нарушений и складчатости - осей локальных хребтов, склонов локальных хребтов и впадин. В результате на картах геоморфологического районирования геотраверзов выделены такие главнейшие морфоструктуры как рифтовые срединно-океанические хребты и их осевые зоны, подводные горные системы, глыбовые хребты, аккумулятивные равнины, континентальные склоны, а также отдельные более мелкие формы рельефа. На них же по особенностям рельефа выделены трансформные (Вознесения, Боде-Верде, Кардано, Те-тяева, Св. Елены и Хотспер в пределах Срединно-Атлантического хребта; Ви-ма, Живаго, Арго, Мария-Целеста в пределах Аравийско-Индийского хребта) и палеотрансформные (в пределах МАГТ) разломы,

Распределение желсзомарганцевых образований на изучаемых площадях прогнозируется исходя из суммы известных на настоящий момент данных об условиях их залегания, представленных в таблице 1.

В таблице отражены геоморфологические и геологические факторы, которые обуславливают распределение железомарганцевых образований - глубина океана, тип морфоструктур, состав субстрата, мощность рыхлых осадков, а также нептунические (положение слоя кислородного минимума и критической глубины карбонатонакопления и связанные с ними продуктивные интервалы) и тектонические (возраст океанских плит) факторы.

Геоморфологические, геологические и нептунические факторы, обусловливающие локализацию кобальтомарганцевых корок, приняты одинаковыми для двух геотраверзов - подводные горы и поднятия с крутизной склонов более 50 м/км, лишенные рыхлых осадков и расположенные в пределах глубин 5003500 м. В верхней части продуктивного горизонта (500-2000 м) располагаются корки очень богатого кобальтового типа, в нижней - богатого.

Отсюда, поля распространения КМК выделяются путём комплексного сопоставления в интерактивном режиме соответствующих цифровых карт - глубина океанского дна, мощность рыхлых осадков, крутизна склонов рельефа.

Геоморфологические, геологические и нептунические факторы, обусловливающие локализацию железомарганцевых конкреций, не во всём одинаковы для каждого из геотраверзов и выявление областей локализации ЖМК выполнено с использованием следующих поисковых критериев:

1) Конкреции соответствующих геохимических типов размещаются в продуктивных интервалах, которые располагаются как выше, так и ниже КГК, и различны в пределах "молодых" и "старых" плит. Положение КГК меняется от района к району в Мировом океане, и имеются лишь самые общие данные о среднем уровне этого горизонта (Андреев и др., 1998).

Учитывая глубины реальных находок ЖМК и предполагаемый возраст ли-тосферных плит, принято различное среднее положение КГК для разных районов геотраверзов.

Таблица 1. Условия залегания железомарганцевых образований и их _размещение в пределах геотраверзов_

| Условия залегания Размещение по регионам |

Геоморфологические и геологические факторы Нептуни- ческие факторы АБГТ ("молодые™ плнты) Западная часть МАГГ ("молодые" плиты) Восточная часть МАГТ ("старые" плиты)

Геохимический тип ЖМО |

Вид ЖМО Глубина океана (м) 3 о. е-£ о. о г Субстрат Мощность рыхлых осадков (м) о 5 % я 1* в ? ё 1 О X в * &е С о ® 5 11 Й О х ч £ х г. с Положение критической глубины карбонатонакоплення Очень богатый Со (Со-более 0.8%) Богатый Со (Со-от 0.4 до 0.8%) а X я «1 г 5 = а V а и о и а и X X а я м X X а ы С и в и г Бедной Со специализации Очень богатый Со (Со-более 0.8%) Богатый Со (Со-от 0.4 до 0.8%) N'1-Си-Со специализации №-Си специализации Бедной Со специализации Очень богатый Со (Со-более 0.8%) Богатый Со (Со-от 0.4 до 0.8%) МьСи-Со специализации Бедной Со специализации

500. 1МО-1800-

| 1 5? I $ В ? V « | 5 в В 2 8. в 2 1 «Зет 8 5

200». 1500-МО*-550*- 5 и « Е 1 в а 2 6 £

£ & % ■ Г ' 1 в 1 X • гаем г 3000 2МЮ

¿500 .950« 35М

А"*1 2 X г и 44М

* ш I га 'Л? 490». V ? ттз 3 4400

в £ «а. Г - ;

!МО- 2 В а о ГЧ чел Ж 4*0» МО» Г

£ г. в о. о «Л й 'У , [ 5200

' зым ¡Г им 1, ч

% ' йй «000- 1 а ю < ^ —* Т" •ООО 37 М \ [

оаоо**

В пределах "молодых" плит АБГТ, являющихся флангами Срединно-Атлантического хребта, КГК располагается на глубине 4900 м, а в пределах "молодых" плит МАГТ (западная часть геотраверза до хребта Кокос) занимает уровень 4400 м. Соответственно, выше КГК в пределах глубин 4500-4900 м (АБГТ) и 4000-4400 м (МАГТ) предполагается распространение конкреций №-Си-Со-специализации. Конкреции такой же специализации располагаются на глубинах 4700-5700 м в пределах "старой" плиты (восточная часть МАГТ), т.е. выше и ниже КГК, занимающей здесь уровень 5200 м.

Конкреции №-Си-специализации в пределах "молодых" плит АБГТ и МАГТ располагаются ниже КГК в пределах глубин 4900-5500 м и 4400-4900 м соответственно, а в пределах "старой" плиты МАГТ они отсутствуют.

Конкреции бедной Со-специализации в пределах "молодых" плит АБГТ и МАГТ, а также "старой" плиты МАГТ располагаются ниже КГК в пределах глубин 5500-6000 м, 5000-5500 м и 5700-6200 м соответственно.

2) Конкреции залегают на рыхлых осадках мощностью от 50 до 200 м.

3) Конкреции залегают на равнинах и холмах с малой крутизной склонов (менее 50 м/км).

Исходя из этих условий получено прогнозное распределение полей ЖМК в пределах геотраверзов (рис. 3) на основе сопоставления в интерактивном режиме соответствующих цифровых карт (глубина океанского дна, мощность рыхлых осадков, крутизна склонов рельефа) при указанных ограничениях.

Прогнозируемые поля КМК в пределах АБГТ (рис. За) располагаются по преимуществу на склонах подводных гор и гайотов. Наибольшее их количество приурочено к восточному флангу САХ в пределах диагональных подводных горных систем Кутузова-Кардано и Св. Елены-Фалеева (Камерунско-Атлантический линеамент). На западном фланге САХ незначительные по площади поля КМК располагаются на подводных горах диагональных горных систем Вознесения. Другие поля могут располагаться в пределах горных систем Грёлль, Стокс и Пернамбуку. Только небольшое количество выделенных полей относится к очень богатому кобальтовому типу.

Наиболее вероятным районом расположения КМК в пределах МАГТ (рис. 36) можно считать восточную часть геотраверза - поднятия Южный и Северный Ру, подводные склоны Кокосовых островов, а также ряд подводных гор принадлежащих диагональной горной системе Килинг.

В западной части геотраверза распространение КМК возможно на крутых склонах Маскаренского и Восточно-Индийского хребтов, а также на вершине хребта Ланка и восточном склоне Чагос-Лаккадивского хребта. Полученная в результате комплексного анализа картина распределения ЖМК в пределах АБГТ показана на рис. За. Здесь выделено два крупных известных поля ЖМК - Бразильское и Дампир. Поле Дампир основной частью располагается на восточном фланге САХ. Оно разбито на отдельные участки, приуроченные, главным образом, к межгорным долинам и равнинам Камерунско-Атлантического линсамента. Основную площадь поля Дампир занимают конкреции №-Си-специализации, которые сосредоточены у границы с Ангольской котловиной. Бразильское поле располагается на западном фланге САХ и по долинам и трогам подводных горных систем Пернамбуку, Стокс и Грёлль

Кобальтомарганцевые корки

Находки

а корки преимущественно богатого кобальтового типа мощностью порядка 2 см

корки преимущественно гидротермального происхождения ("безрудные*)

Прогнозируемое распределение

очень богатый кобальтовый тип (Со. более 0 8%)

богатый кобальтовый тип

(Со-ОТ 0 4 до 0 8%)

О 100 990 400 м

Железомаргацсвые конкреции

Находки

Ф конкреции преимущественно Ы1-Си специализации с плотностью залегания порядка 5-10 «сг/кв м

. конкреции невыясненных состава ж и плотности залегания

Прогнозируемое распределение

N1-01* Со специализации

Прочие обозначения

| | рифтовые долины СОХ

—гу < зоны трансформных разломов

[ | зоны палеотрансформных разломов

| внутриплитные нарушения

^•ч и ^кСиспециализации ^- Со специализации

Рис. 3. Распределение железомарганцевых образований (а - Анголо-Бразильский геотраверз, б - Маскаренско-Австралийский геотраверз)

станции пробоотбора без находок ЖМО

распространяется в пределы Бразильской котловины. Поле также сильно дифференцировано. Примерно по половине его площади занимают конкреции №-Си и бедной Со-специализации.

На площади МАГТ (рис. 3б) выделено крупнейшее и достаточно хорошо изученное Центрально-Индоокеанское конкрециеносное поле, которое занимает большую часть площади дна Центральной котловины. В основном оно представлено конкрециями бедной Со-специализации.

В Кокосовой котловине к востоку от Восточно-Индийского хребта выделяется специфическое очень дифференцированное поле ЖМК, которое условно можно назвать Кокосовым. Конкреции здесь могут быть сосредоточены в меридиональных долинах геоморфологической "провинции хребтов и долин" и представлены, в основном, конкрециями бедной Со-специализации.

Крупное Западно-Австралийское поле расположено в одноимённой котловине между хребтом Кокос и западными склонами плато Эксмут и поднятия Северный Эксмут. ЖМК №-Си-Со-специализации сосредоточены здесь между хребтами Кокос и Инвестигейтор, а также в пределах абиссальной равнины Гаскойн. Бедные кобальтовые конкреции располагаются в средней части котловины и приурочены к долинам горных систем Венинг-Мейнес и Горизонт.

Точность прогноза распределения железомарганцевых образований в пределах геотраверзов можно оценить, сравнивая прогнозируемые площади с данными станций пробоотбора, показанными на «Металлогенической карте Мирового океана» (Андреев и др., 2000). Оказалось, что данные пробоотбора более чем в 90% случаев (91% для АБГТ и 96% для МАГТ) совпадают с прогнозируемым распределением ЖМО. Такой результат указывает на достаточно высокую точность, выполненного по избранным критериям (см. табл. 1), прогноза распределения ЖМО.

Относительно распределения фосфоритов (рис. 4) приняты следующие ориентировочные критерии их локализации: диапазон глубин - от 35 до 4250 м; фосфориты континентальных окраин располагаются на шельфе, континентальном склоне, а также, возможно, на глыбовых хребтах с мощным осадочным слоем; внутриокеанические фосфориты располагаются на вершинах и склонах подводных гор, гайотов при отсутствии осадков. Отсюда, способ районирования распределения фосфоритов аналогична технике районирования распределения кобальтомарганцевых корок. - используется совмещение цифровых карт глубины океанского дна, мощности осадочного слоя и средней крутизны склонов. При этом необходимо отметить, что такое районирование является весьма ориентировочным.

Районирование распределения фосфоритов в пределах АБГТ (рис. 4а) показывает, что фосфориты континентальных окраин сосредоточены на шельфах и континентальных склонах Южной Америки и Африки. Действительно, они обнаружены в пределах континентального склона Южной Америки на плато Пернамбуку, а на континентальном склоне Африки - в пределах северной части Капской фосфоритоносной провинции и севернее площади геотраверза.

Внутриокеанические фосфориты по прогнозу сосредоточены в осевой зоне САХ, на приосевых холмистых склонах хребта и на поднятиях подводных горных систем Пернамбуку, Стокс-Грёлль, Вознесения и Камерунско-

Фосфориты

континентальных окраин анутриокеанскив неходки фосфоритов

О 100 300 ЭОО МО в»

Прочие обозначения

{ | рифтов ыв долины СОХ

зоны трансформных разломов зоны палеотрансформных разломов

( У | внутриплатные нарушения

ф станции гробоотбора без находок фосфоритов

Рис. 4. Прогнозируемое распределение фосфоритов (а - Анголо-Бразильский геотраверз, б - Маскаренско-Австралийский геотраверз)

Атлантического линеамента. Найдены они в осевой зоне САХ и на склоне подводной горы Кутузова. Станции пробоотбора без находок фосфоритов располагаются в тех районах, где распространение фосфоритов не прогнозируется. В пределах МАГТ (рис. 4б) фосфориты континентальных окраин могут быть сосредоточены на глыбовых хребтах со. значительной мощностью осадочного чехла, а также на северо-западном шельфе и континентальном склоне Австралии. Фосфоритов этого типа на геотраверзе пока не обнаружено. Имеются лишь сведения об их находках на континентальном склоне Мадагаскара западнее площади геотраверза (Андреев и др. 2000).

Внутриокеанические фосфориты могут располагаться на приразломных поднятиях и в осевой зоне Аравийско-Индийского хребта, на хребте Ланка и поднятиях Западно-Австралийской котловины. Найдены такие фосфориты на северном склоне подводной горы Зенит, а к северу от геотраверза в горах Щербакова расположено месторождение фосфоритов (Андреев и др., 2000).

Глава 4. Прогноз локализации колчеданного оруденения в пределах геотравсрзов на основе анализа тектонического строения океанской литосферы по геолого-геофизическим данным.

Прогноз распределения глубоководных или субмаринных (современных) колчеданных руд является более сложной задачей, чем прогноз распределения железомарганцевых образований. Это связано как с гораздо меньшей изученностью этих полезных ископаемых, так и с многообразием обстановок их формирования.

Современное колчеданообразование в Мировом океане происходит в основном на дивергентных и конвергентных границах плит. Эти современные сульфидные руды являются поверхностным выражением восходящих ветвей гидротермальных систем, приводящихся в движение внедрением магмы в океанскую кору.

На дивергентных границах плит процессы образования колчеданных руд проявляются как в быстро- и медленноспрединговых срединно-океанических хребтах (СОХ) зрелых океанов, так и в океанских бассейнах, находящихся на ранних стадиях раскрытия (Красное море). Колчеданные руды в СОХ ассоциируют с толеитовыми базальтами, отличными по петрохимическим особенностям от толеитовых базальтов из других геоструктур Мирового океана, а также с пелагическими карбонатными осадками с прослоями эдафогенного материала и карбонатных турбидитов.

Закономерности размещения колчеданных рудных тел, их размеры и геохимические характеристики различны в быстро- и медленноспрединговых хребтах, что связано с особенностями геодинамического режима (Рона, 1986). В быстроспрединговых хребтах колчеданные руды, как правило, слагают многочисленные мелкие холмообразные постройки, которые локализуются в осевом грабене рифтовой зоны СОХ. Более крупные залежи линзовидной формы известны на вершинах подводных гор в осевой зоне и на флангах быстроспредин-говых хребтов. Эти два типа рудных тел отличаются по составу (Краснов, 1989). В медленноспрединговых хребтах колчеданные руды слагают более редкие, но более крупные холмообразные постройки в рифтовой зоне. По составу эти руды ближе к рудам на подводных горах в быстроспрединговых хребтах

(Краснов, Ельянова, 1990). Современные колчеданные залежи в участках СОХ с мощными толщами терригенных осадков существенно отличаются от скоплений сульфидных руд в лишенных осадков частях срединно-океанских хребтов.

Специфичны процессы колчеданообразования в Красном море. Рудные залежи здесь локализуются во впадинах, приуроченных к местам пересечения рифтовой зоны с трансформными разломами. Руды представляют собой нели-тифицированные илы, перекрытые высокотемпературными рассолами, сформированными в результате взаимодействия гидротермальных растворов с эва-поритами. Рассолы влияют на физико-химические параметры системы и обеспечивают практически полное сохранение привносимого рудного вещества и консервацию его в осадках (Лебедев, Черкашев, Цепин, 1988).

На конвергентных границах плит процессы колчеданообразования проявляются в пределах активных переходных зон полного развития (в островных дугах, задуговых и внутридуговых бассейнах). Большинство проявлений современных колчеданных руд в переходных зонах обнаружено в задуговых и междуговых спрединговых бассейнах, а также во внутридуговых рифтах. Процессы колчеданообразования в спрединговых хребтах задуговых бассейнов в целом сходны с таковыми в быстроспрединговых СОХ. Руды здесь также слагают мелкие холмообразные постройки в экструзивной подзоне рифтовой зоны. По составу они близки к рудам в участках срединно-океанских хребтов с мощным осадочным чехлом. В островных дугах находки залежей современных колчеданных руд пока что редки.

На дивергентных границах плит колчеданные руды накапливаются более или менее постоянно в близких геодинамических обстановках, а различия между типами оруденения определяются, прежде всего, геологическими условиями. На конвергентных границах плит процессы колчеданообразования происходят лишь на определенных этапах их эволюции, при этом образование колчеданных руд может происходить в разнообразных геодинамических обстановках, что приводит к возникновению разнотипных объектов.

Наименее изученным к настоящему времени остается вопрос о металлоге-нических особенностях областей проявления внутриплитного (постспрединго-вого) вулканизма и тектономагматической активизации. Однако, существуют определённые предпосылки считать эти металлогенические обстановки весьма перспективными и заслуживающими, поэтому, детального изучения (Мирлин, Углов, Лейбов, 1992; Углов и др., 1997). Известно, что на океанических плитах при образовании цепей вулканических островов и подводных вулканов в суб-маринных условиях изливаются сначала толеитовые (повышенной щелочности) базальты натриевой серии, а затем щелочные (гавайитовые) базальты калий-натриевой серии (Ельянова и др. 1999). Современное сульфидное оруденение в подобной обстановке установлено пока лишь в кратере подводного вулкана Лоихи, расположенного в пределах цепи Гавайских островов. В областях проявления внутриплитной тектономагматической активизации (интенсивных деформаций океанской литосферы) колчеданного оруденения пока не обнаружено, но имеются признаки, которые обычно с ним ассоциируются.

Обобщенные данные о геологических обстановках размещения колчеданного оруденения в вулканически активных зонах Мирового океана представле-

ны в таблице 2. Главными критериями выделения таких обстановок являются тектонические, магматические и седиментационные.

В соответствии с этим в главе рассматриваются результаты районирования и интерпретации аномальных геофизических полей как основы тектонического районирования геотраверзов и особенности магматизма вулканогенных образований необходимые для прогноза распределения глубоководных колчеданных

РУД-

Магнитное поле АБГТ (рис. 5а) имеет полосчатое строение, характер которого существенно меняется вдоль геотраверза. Наиболее отчетливо полосчатость поля проявлена в гребневой зоне САХ и на западном фланге хребта. На восточном фланге хребта полосчатость аномалий нарушена многочисленными аномалиями, связанными с крупными подводными горами.

Морфология, аномального магнитного поля МАРТ (рис. 5б) отличается большой сложностью в соответствии с тем, что геотраверз пересекает разные в тектоническом отношении морфоструктуры Индийского океана. Полосчатость поля разных простираний наблюдается в Центральной и западной части Западно-Австралийской котловин (широтное), в абиссальной равнине Гаскойн (север-северо-восточное) и в абиссальной равнине Арго (субширотное).

Для расшифровки структуры магнитоактивного слоя вычислены псевдогравитационные аномалии и рассмотрено распределение источников магнитных аномалий. Границы источников определены с применением вычислительных блоков 2, 3, 4 автоматизированной системы трансформаций (см. рис. 1). Результаты такой обработки также приведены на рис. 5, где показано положение границ источников магнитных аномалий, т.е. блоков, различающихся по намагниченности пород магнитоактивного слоя, и тектонические нарушения, выделенные по смещениям, резким изгибам и другим характерным особенностям конфигурации намагниченных блоков.

Результаты статистического (дисперсия поля, соотношение размеров намагниченных блоков) и геохронологического анализа магнитных аномалий позволили наметить границы коры различного типа и различного возраста. В пределах АБГТ это граница континентальной коры Африки, погруженная под осадочный чехол Ангольской котловины, и границы между "современным" (от настоящего времени до сантона-кампана) и "древним" (предположительно от раннего мела до конца юры) Срединно-Атлантическим хребтом. В пределах МАГТ это блок континентальной коры Маскаренского хребта, область "современной" коры Аравийско-Индийского хребта, океаническая кора позд-немелового возраста Центральной и Кокосовой котловин, кора не установленного возраста зоны так называемого "спокойного" поля западной части Западно-Австралийской котловины, раннемеловая (готерив-баррем) кора равнины Гаскойн и также раннемеловая (берриас) кора равнины Арго. Отчётливо выделяется граница Австралийского континента вместе с его подводным склоном, включающим поднятие Северный Эксмут и плато Вомбат.

Плотностная структура литосферы и изостазия изучаемого региона ранее изучались неоднократно с использованием различных методов, но основные связанные с этим проблемы всё ещё не нашли окончательного решения. В главе рассматривается морфология гравитационных аномалий в свободном

Таблица 2. Геологические обстановки размещения колчеданного оруденения в вулканически активных зонах

Мирового океана

Тектонические обстановки Тип колчсдаииого оруденепня

5 з 5 о- Н| г § Рудоносные морфотектоннче-ские структуры ' ■ ■ Средннно-оксанический;'.,.-.V . ¡"¿•у * Окраннно-океаннческий Красномор- *• -СКИЙ.'Х Гапцйск'ий Внутри-плитный

Колчеданные формации (с возможными их геохимическими типами)

Си/лмкпеом-ИМ (СиХп-АфСЬУл CTiKfpiima.il) ТпСЬматссм. нм ^л-Саарф-иаиь«,7лО|Лй лоОнакмаямА УлОь кхнедаая £оОиш&ыи> кпшАтопого-сфсГ^мосчьй) 7АОнотс|М> (ОьЕпзогаикс' рббромши^ 0|-ТпэакятопмЙ) Ыямстям»-ППАСЮГОЧШМ С/М."и-ГЬлтж> «Р^ПСАЛ) Ко моемо-пспптшипа (¿пОа-РЬ-Агхпо-тмосииОД гпОмюнаан- нам РоОютпо- 7лОшшме«||1ая Ошроняыр«-им гешмнсошх тнлпвмпялтю-мл осетапЬ Омалчемнн О Коненто-попмлшмче-оон О

№ »о б> •• .4' О. ■ 6 к X В к - - « . . * • • о Р П Я 1» ! Н- 8 * а 1 во.™? 9 с ж £ II! |?р отсутствие осадков отсутствие • V осадков V

11 К * V»; сЛаОое ; "рсадкона-',-■ коплснне . слабое 1осадкона-" коклеинс •,• интенсивное осадко-. накопление

А § в и &•& & а»1 в.-ь 2 ¿8М интенсивное ■осад конако-; гЛпяёние-'«»

В.|-£»ЗЙ ^ 4 С<1 Х- I1* . слабое ; осадкона^ колление.

п ¿¿-в- • * Ь в -Х'З О. Я о, о Й ьа в я .З т» • V м* 11 ¡г- Г. интенсив-, < ное осадко-. накопление

£ £ * § Й 5 8.2 | 5 § 1 ЕЁ" §г X '2 й у г .5, § Мг •1 2 С « й 5.' 5 = £\£ р осадков ; '•;

.< .я. МП умеренное осадкона-конление

Рис. 5. Аномальное магнитное поле и структура магнитоактивного слоя а - Анголо-Бразильский геотраверз б - Маскаренско-Австралийский геотраверз

воздухе и Буге, но основное внимание уделяется изостатическим аномалиям как одной из наиболее информативных редукций гравитационного поля.

При расчете изостатических аномалий силы тяжести геотраверзов впервые использованы модели изостатической компенсации различные для крупно- и мелкомасштабных структур океанского дна (Кабан, Углов, 2002). Крупномасштабные структуры (длины волн L более 200 км) скомпенсированы за счет плотностной неоднородности верхней мантии в рамках модели остывающей литосферной плиты. Отклонения реальной топографии дна от предсказанных этой моделью трактуются как следствия нарушения однородной структуры (мощности) океанской коры. Мелкомасштабные вариации океанской топографии также скомпенсированы за счет дополнительных вариаций границы Мохо, но с учетом ненулевой упругости литосферной плиты. Крупно- и мелкомасштабные модели состыкованы в области перехода ^=220 км), поскольку на этой длине волны влияние упругой реакции литосферы заметно не сказывается.

Гравитационное поле моделей компенсации вместе с влиянием топографии вычислено путем решения прямой задачи и исключено из поля аномалий в свободном воздухе, что и дало изостатические аномалии силы тяжести (рис. 6).

Влияние крупномасштабных топографических объектов учитывалось для всей Земли, а влияние мелкомасштабных вариаций топографии оценивалось в радиусе 222 км от расчетной точки. Из полученных изостатических аномалий, кроме того, исключена глобальная длинноволновая составляющая ^>2000 км), обусловленная глубинными неоднородностями.

Наиболее характерной особенностью аномального гравитационного поля АБГТ в изостатической редукции (рис. 6а) является его асимметрия относительно оси Срединно-Атлантического хребта. Она проявляется в различном характере скомпенсированности Ангольской и Бразильской котловин, восточного и западного флангов САХ. Интенсивные положительные изостатические аномалии наблюдаются на Африканском континентальном склоне и приурочены, по-видимому, к границе океан-континент.

Распределение изостатических аномалий МАРТ (рис. 6б) более сложно. В среднем изостатически скомпенсирован Маскаренский хребет. В региональном плане скомпенсирован также Аравийско-Индийский хребет. Близки к изостатической скомпенсированности западная часть Центральной котловины и Западно-Австралийская котловина. Разной степенью скомпенсированности отличаются другие крупнейшие подводные хребты региона - Чагос-Лаккадивский, Ланка, Восточно-Индийский и Кокос. Из них наиболее интенсивные положительные изостатические аномалии приурочены к хребту Кокос (более +40 мГал). Существенные нарушения изостазии наблюдаются восточнее Восточно-Индийского хребта, где параллельно ему протягивается полоса чередующихся достаточно интенсивных знакопеременных аномалий, приуроченных к серии меридиональных поднятий и трогов (геоморфологическая "провинция хребтов и долин"). Наиболее интенсивные (более +80 мГал) положительные изостатические аномалии приурочены к подводным горам Венинг-Мейнес и Щербакова, а также к поднятиям Северо-Австралийской котловины. СевероАвстралийская котловина в целом отличается повышенными значениями изо-статических аномалий.

Рис. 6. Изостатимеские аномалии и плотностная структура земной коры а - Анголо-Бразильский геотраверз б - Маскаренско-Австралийский геотраверз

Плотностная неоднородность океанской литосферы геотраверзов проявляется в распределении изостатически некомпенсированных блоков литосферы, границы которых (рис. 6а и 66) получены с применением вычислительных блоков 3 и 4 автоматизированной системы трансформаций (см. рис. 1). Плотностная структура литосферы в пределах МАГТ характеризуется наличием серии крупных линеаментов северо-восточного и северо-северо-восточного простирания, отражающихся системами изостатически некомпенсированных блоков повышенной плотности и высокой дисперсией поля изостатических аномалий. Примечательно, что эти простирания не соответствуют общепринятому в настоящее время широтно-меридиональному палеоспрединговому структурному плану этого региона, а более близки к современному спрединговому структурному плану Аравийско-Индийского хребта (простираниям зон трансформных разломов) и, возможно, указывают на существование связи между отмеченными структурами.

Модели глубинного распределения плотностной структуры литосферы геотраверзов по данным аномалий Буге позволили выделить блоки с корой континентального типа и неоднородности верхней мантии, наиболее примечательными из которых являются блоки относительно повышенной плотности под восточным флангом САХ и разуплотнение мантии под Восточно-Индийским хребтом.

Для выявления внутренней структуры земной коры геотраверзов определены корреляционные связи между её плотностной и магнитной структурами - найдены области распространения источников, которые вызывают одновременно как гравитационные, так и магнитные аномалии, т.е. тела аномальной плотности имеют аномальную намагниченность. Эта задача решена путём определения распределения коэффициентов корреляции между гравитационными и псевдогравитационными аномалиями, рассчитанными из аномального магнитного поля. Зоны значимых абсолютных значений коэффициентов корреляции рассматриваются как области тектономагматической активизации океанской литосферы, поскольку в областях развития океанской литосферы, образованной в процессе "нормального" спрединга, корреляция между плотностными и линейными магнитными неоднородностями обычно отсутствует.

Основные черты тектонического строения литосферы геотраверзов (рис. 7, 8) намечены на основании комплексного анализа геолого-геофизических данных и их специализированных трансформаций.

Характерной особенностью тектоники площадей обоих геотраверзов является широкое развитие, выделяемой по особенностям геоморфологии и структуры магнитных и плотностных неоднородностей, регулярной ортогонально-диагональной сети внутриплитных нарушений, соответствующей выделенной Зондером и Шатским в континентальной коре регматической сети, закономерно ориентированную по отношению к оси вращения Земли. Эта сеть создаёт фрак-тальность структуры океанической литосферы. Общими для регионов чертами также является наличие крупных областей внутриплитной тектономагматиче-ской активизации, в которых широко развиты вулканические поднятия и сгущается регматическая сеть. В пределах АБГТ это области Пернамбуку, Стоке-

Рис. 7. Анголо-Бразильский гсотраверз. Тектоническое районирование

Рис. 8. Маскарснско-Австралийский геотраверз. Тектоническое районирование

Грёлль, Вознесения, и Камерунско-Атлантическая, В пределах МАГТ - Цен-трально-Индоокеанская, Кокосовая и Западно-Австралийская.

В главе проведен анализ данных по магматизму, петрогеохимическим особенностям вулканитов из различных геоструктур в пределах геотраверзов (Миронов, Углов, 1998). На основе анализа возможных связей процессов современного субмаринного колчеданообразования с вулканической активностью (Авдонин, 2001,2002; Авдонин и др., 2000; Миронов, Ельянова и др., 1999) рассмотрены проблемы эволюции вулканизма на ранних стадиях раскрытия океанских бассейнов, соотношения вулканизма разных типов (срединно-океанских хребтов, "горячих точек" и внутриплитных областей за их пределами), а также генезиса пород с "субконтинентальными" изотопно-геохимическими характеристиками.

Исходя из особенностей тектонического строения океанского дна, магматизма изверженных пород, мощности осадочного чехла, в соответствии с таблицей 2 в пределах геотраверзов выделено несколько основных типов обстано-вок предполагаемого колчеданного рудогенеза и на этой основе представлены карты прогнозируемого распределения колчеданного оруденения (рис. 9 ). К этим металлогеническим обстановкам относятся, во-первых, рифтовые долины и осевые зоны медленноспрединговых срединно-океанических хребтов -Срединно-Атлантического и Аравийско-Индийского, в которых проявлен современный вулканизм, продуктами которого являются преимущественно то-леиты К- и Т-типов МОЯБ, и которые характеризуются слабым осадконакоп-лением. Для этих обстановок характерно колчеданное оруденение срединно-океанического типа с преобладанием руд цинк-медь-колчеданной формации. При этом, судя по обнаруженным в пределах осевой зоны САХ в Северном полушарии рудным районам, они могут быть двух геохимических типов — медь-цинк золотосереброносного и цинк-медь кобальтоносного и золотоносного. В пределах геотраверзов колчеданного оруденения срединно-океанического типа пока не найдено, однако, отмечаются ассоциируемые с ним оксидные железо-марганцевые корки гидротермального генезиса, обнаруженные в осевых зонах САХ и АИХ, а также сульфидная минерализация в изверженных породах, обнаруженная в осевой зоне последнего.

Второй тип колчеданного оруденения, предполагаемый в пределах геотра-верзов - красноморский. Он характерен для ранних этапов раскрытия бассейнов с океанической корой и соответствует современной обстановке в Красномор-ском рифте. Подобная обстановка могла существовать в бассейне Южной Атлантики в конце раннего мела, когда здесь накапливались эвапориты, которые препятствовали рассеиванию металлов в водной толще и способствовали их захоронению. Здесь могли отлагаться аналогичные красноморским руды цинк-медь-колчеданной формации с широкой вариацией геохимических типов, которые могли сохраниться на континентальных окраинах Африки и Южной Америки в пределах Анголо-Бразильского геотраверза (рис. 9а). Петрогеохимиче-ские особенности наиболее древних магматических пород в пределах МАГТ, соответствующих самому раннему этапу раскрытия Индийского океана (терраса Роули и прилегающие участки абиссальной равнины Арго), свидетельствуют о том, что они являются аналогами миоценовых базальтоидов Синайского

Рис. 9. Прогнозируемое распределение колчеданного оруденения (а - Анголо-Бразильский геотраверз, б - Маскарснско-Австралийский геотраверз)

полуострова, сформированных непосредственно перед заложением Красномор-ского рифта. Это указывает на принципиальную возможность существования в пределах МАГТ участков, перспективных на погребенное сульфидное орудене-ние красноморского типа. В то же время, в скважинах, пробуренных в равнине Арго, соленосные толщи раннего этапа раскрытия океана не обнаружены. Возможно, это связано или с размывом осадков, или с чрезвычайно низкой скоростью седиментации (Exon, ^^Ц, 1994) и руды в этом бассейне, по-видимому, размыты вместе с вмещающими осадочными образованиями

Особая группа колчеданных рудопроявлений могла формироваться в связи с внутриплитной тектономагматической активностью. Классическим ее проявлением в пределах геотраверзов являются внутриплитные вулканические хребты, поднятия и подводные горы. Связанный с ними интенсивный вулканизм мог служить фактором колчеданообразования третьего, мало изученного гавайского типа (по аналогии с современным рудопроявлением на вулкане Лоихи в Гавайском хребте). Рудные тела здесь могут быть отнесены к медноколчедан-ной формации. В пределах АБГТ наибольшими перспективами колчеданообразования этого типа обладают горы Камерунско-Атлантического линеамента и горных систем Вознесения, Стокс-Грёлль, Пернамбуку. Косвенным подтверждением перспективности этих областей являются находки оксидных железо-марганцевых корок гидротермального генезиса на подводных горах, расположенных к северо-западу от г. Кардано, а также наличие субщелочных базальтов на островах Вознесения и Св. Елены. В пределах МАГТ к перспективным зонам относятся хребет Ланка, "провинция хребтов и долин" Кокосовой котловины, где также обнаружены оксидные корки гидротермального генезиса. Оруде-нение данного типа может иметь место также на вулканических хребтах Кокос и Инвестигейтор, а также на горах Венинг-Мейнес и Щербакова, поднятиях Джой, Северный и Южный Ру.

Наряду с перечисленными обстановками колчеданного рудообразования имеются предпосылки для выделения нового типа обстановок гидротермального рудогенеза, связанного с тектономагматической активизацией (деформацией) "пассивных" областей литосферных плит. С точки зрения генезиса колчеданных руд наиболее важными особенностями деформированной литосферы является повышенный тепловой поток и развитие многочисленных тектонических нарушений, увеличивающих проницаемость последней. Выделенные в пределах геотраверзов области внутриплитных деформаций литосферы отличаются наличием указанных особенностей, а также, зачастую, повышенной сейсмичностью. В их пределах имеются и прямые указания на существование современной гидротермальной деятельности. Так, над разломом Индрани обнаружены интенсивные факелоподобные потоки тепла, газов, макро- и микроэлементов (Ткаченко и др., 1988), в этих разломах обнаружены металлоносные осадки и оксидные корки гидротермального генезиса, в скв. ODP 718, пробуренной севернее геотраверза в толще турбидитов обнаружена температурная инверсия. Важным показателем гидротермальной деятельности является наличие рудных проявлений в породах базальтового комплекса и осадочном чехле. Материалы драгирования, выполненного в Западно-Австралийской и Центральной котловинах, а также на Восточно-Индийском хребте, показали, что в

их пределах наблюдается присутствие серии магматических пород - габброи-дов, ассоциации толеитовых, ферротолеитовых и щелочных базальтов, а также кислых дифференциатов - дацит-риолитов. Драгированные породы часто ми-лонитизированы и катаклазированы, метаморфически изменённые с признаками зеленокаменного преобразования, что оценивается как благоприятный фактор для гидротермального сульфидообразования (Шнюков, 1984). Косвенным свидетельством наличия гидротермальной активности в пределах зон внутри-плитных деформаций являются результаты проведённых объединением «Юж-моргеология» сейсмических исследований (Панаев, Митулов, 1993; Пилипенко, 1997). Эти результаты указывают на наличие в низах осадочного чехла Бразильской, Центральной, Кокосовой и Западно-Австралийской котловин "зон осветления сейсмической записи", которые связываются с гидротермальным изменением нижних осадочных слоев под действием флюидов.

В целом, имеющиеся данные позволяют гипотетически рассматривать обширные области внутриплитных деформаций Западного и Восточного флангов Срединно-Атлантического хребта, Бразильской, Центральной, Кокосовой и Западно-Австралийской котловин (к которым приурочены также районы развития колчеданного оруденения гавайского типа) как провинции, перспективные на металлоносные осадки и колчеданное орудеиение нового типа, приуроченного к внутриплитным обстановкам. Этот тип условно может быть назван внутри-плитным. Формирующиеся при внутриплитном рудообразовании руды, возможно, близки к рудам колчеданно-полиметаллической формации (срединно-океанический тип колчеданного оруденения медленноспрединговых хребтов при интенсивном осадконакоплении) или медь-колчеданной формации (гавайский тип колчеданного оруденения при отсутствии осадков) в зависимости от мощности осадочного чехла в областях внутриплитных деформаций.

Глава 5. Высокоточные магнитометрические и каппаметрические исследования как способ выявления фосфоритов континентальных окраин и шельфового россыпеобразования.

Повышение точности морских магнитометрических исследований и увеличение на этой основе разрешающей способности и интерпретационных возможностей метода морской магниторазведки (в том числе и для целей металло-генического районирования) была и продолжает являться актуальной и практически важной задачей. В связи с этим в НИПИОкеангеофизики под руководством автора были развёрнуты работы по созданию высокоточной морской магнитометрической аппаратуры и совершенствованию методики магнитометрических исследований. При этом наибольшее внимание уделялось комплексному подходу к решению поставленных задач.

В основу комплекса высокоточной морской магнитометрической аппаратуры были положены квантовые и протонные измерительные преобразователи магнитной индукции (датчики). Комплекс включал в себя модульные морские магнитометры (квантовые и протонные), дифференциальные магнитометры (градиентометры), морскую автономную вариационную станцию и был дополнен аппаратурой для измерения магнитной восприимчивости и естественной радиоактивности донных пород в движении судна - буксируемым морским каппаметром-радиометром.

На базе гелиевого измерительного преобразователя был разработан квантовый магнитометр КММ, имеющий случайную аппаратурную погрешность (среднеквадратическя ошибка измерений) ± 0.03 нТл, что до настоящего времени остаётся непревзойдённым параметром для морских магнитометров. Этим магнитометром были выполнены высокоточные опытные съёмки в Чёрном море и он был положен в основу двухканального квантового гелиевого магнитометра-градиентометра КММГ-1, имеющего высокие метрологические характеристики. Конструктивная сложность забортной части препятствовали широкому распространению квантовой магнитометрической аппаратуры, в связи с чем параллельно проводилась разработка протонной магнитометрической аппаратуры, имеющей более простые конструктивные характеристики.

Морской протонный магнитометр ММП-2М имеет случайную аппаратурную погрешность не превышающую ± 0.2 нТл при систематической погрешности не более ± 1 нТл во всём диапазоне земного магнитного поля. Такие метрологические характеристики находятся на уровне лучших отечественных и зарубежных магнитометров. Протонные магнитометры стали основным инструментом магнитометрических исследований в морских условиях. Они получили широкое распространение благодаря незаменимым при морских работах качествам - достаточно высоким точности измерений и быстродействию, отсутствию дрейфа нуля, абсолютному характеру измерений, минимальным требованиям к ориентации первичных преобразователей в пространстве и их малым размерам, позволяющим размещать последние в компактных немагнитных гондолах, выносимых за пределы влияния магнитного поля буксирующих судов. Магнитометрами ММП-2М были выполнены основные объёмы съёмок на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском трансокеанских геотраверзах, сотни тысяч погонных километров во всех океанах, а также высокоточные магнитометрические съёмки в Чёрном, Баренцевом и др. морях. Такие качества позволили положить протонные магнитометры в основу морской вариометриче-ской и дифференциальной магнитометрической аппаратуры.

Морские магнитные вариометры являются необходимым инструментом для реализации высоких метрологических параметров морских магнитометров при проведении съёмок в открытом море, поскольку высокоточные съёмки невозможны без учёта вариаций магнитного поля Земли, регистрируемых в районе работ. Разработанная совместно с Институтом геофизики Польской Академии Наук буйковая протонная магнитовариационная станция АСМ-02 имеет случайную аппаратурную погрешность ±1 нТл, цикл измерений 60 с и автономность 20 суток. Станция показала свою эффективность при проведении высокоточных магнитометрических съёмок на Чёрном море, однако широкому распространению таких станций при океанических съёмках препятствует сложный процесс постановки буев, значительные перемещения станции в пространстве на длинном якорном тросе и т.п. В связи с этим явной стала необходимость интенсификации работ по созданию дифференциальных магнитометров, измерения которыми свободны от вариометрических помех.

Под дифференциальными магнитометрами (градиентометрами) понимаются системы, измеряющие приращение магнитного поля на некотором расстоянии, называемом базой градиентометра. При этом влияние вариаций на по-

казания разностных каналов автоматически исключается. Разность показаний каждого из каналов, отнесённая к величине базы, даёт значения приращения поля (градиента) по соответствующему направлению. В настоящее время на практике преимущественно осуществляется двухканальная система для измерения горизонтального (курсового) градиента модуля полного вектора магнитного поля Земли. Курсовой двухканальный дифференциальный магнитометр ММП-2Д, созданный на базе протонных измерительных преобразователей, имеет среднее квадратическое расхожденение показаний каналов дифференциального магнитометра (основной метрологический параметр) ± 0.3 нТл. Измерительные преобразователи каждого из каналов буксируются на отдельных кабель-тросах, что позволяет оперативно управлять базой дифференциального магнитометра. Такая конструкция обеспечивает достаточную стабильность базы и измерение приращений магнитного поля с аппаратурной случайной погрешностью 0.001-0.003 нТл/м, что позволяет производить дифференциальные съёмки с приемлемой точностью даже в спокойных слабоаномальных полях. Этим дифференциальным магнитометром были выполнены опытные высокоточные съёмки в Чёрном море и значительные объёмы производственных съёмок на Маскаренско-Австралийском геотраверзе.

Морские буксируемые каппаметры предназначаются для измерения в движении магнитной восприимчивости донных отложений in situ, что является перспективным направлением морских магнитных исследований и имеет особое значение для металлогенического районирования. В связи с этим комплекс морской магнитометрической аппаратуры был дополнен морским буксируемым каппаметром КМ-1, разработанным совместно с предприятием «Геофизика» (г. Брно, Чехия). Измерительный блок каппаметра сконструирован по схеме «индукционного зонда», располагающегося в стеклопластиковой гондоле, которая буксируется по морскому дну. Для более эффективного решения задачи лито-логического картирования в состав каппаметра была введена аппаратура для измерения естественной радиоактивности донных пород и создан комбинированный прибор - морской буксируемый каппаметр-радиометр КРМ-1.

В главе подробно рассмотрена методика повышения точности и информативности морских магнитометрических съёмок. Точность съёмок принципиально зависит от следующих составляющих: точности измерительной аппаратуры, корректности учёта поправок за временные вариации земного магнитного поля, точности учёта девиационных поправок (влияния магнитных масс судна-носителя) и точности определения координат пунктов измерений.

Учёт вариаций магнитного поля является одной из наиболее сложных методических задач при производстве морских магнитных съёмок. Она может решаться прямым (по данным магнитовариационных станций), косвенными (по данным самих гидромагнитных съёмок) и дифференциальным (по данным дифференциальных съёмок) способами. Наибольшее внимание в работе уделяется последнему из указанных способов.

Интегрирование измеренной пространственной производной магнитного поля (градиента) по траектории измерения даёт значения магнитного поля вдоль профиля, свободные от временных вариаций. Разность между восстановленным (интегрированным) полем и показаниями одного из каналов градиен-

тометра даёт значения временных вариаций магнитного поля вдоль профиля. С целью реализации этой схемы и учёта поправок, минимизирующих возникающие в процессе съёмки помехи (колебания реальной базы, девиация датчиков, отклонения от курса и др.), было разработано программное обеспечение для обработки данных морских дифференциальных магнитных съёмок (Углов, Лейбов, 1988; Углов и др.,1989), функциональная схема которого приведена на рис. 10.

Опыт выполнения и обработки дифференциальных гидромагнитных съемок показал, что эта система обработки данных дифференциальной магнитометрии обеспечивает эффективное подавление аппаратурных, гидродинамических, девиационных и магнитовариационных помех. Система адаптирована к современным персональным компьютерам.

БОРТ СУДНА

Морской дифференциальный магнитометр ММГУ2Д

Приёмоикдихаторы ■ бортовых навигационных систем I

[Скорость V, время С курс,

координаты

Бортовая система сбора данных

' Выборке 1 данных } » с накопителя

БАЗОВЫЙ ВЦ I Интегрирование

¡т.-оГадут „

и___,_I

Введение поправок за

0(0 и в й.т

Контроль базы

| Фильтрация

I некоррелмро-1 ванного шума

Определение текущей | базы 1.*ЦЦ

! Корректировка I базы ■

I I

! 8(ю) и подбор 1 дееиациониой | увяма профм-параметров } | помехи | } лей участка

Вычисление ^Фильтрация коэффициентов * С* =» фильтра , I

Построение ырт графиков (

Рис.10. Блок-схема программного обеспечения обработки дифференциальных измерений Разработанная магнитометрическая аппаратура и комбинированное применение указанных способов учёта вариаций позволили выполнить на Чёрном море высокоточные съёмки со среднеквадратической погрешностью ±0.3 нТл (Углов, Маловицкий, Федынский, 1976) и ± 0.4 нТл (Углов и др., 1986; Углов, 1987), что позволяет строить карты магнитных аномалий с сечением изолиний 1 нТл и отнести такие съёмки к разряду «прецизионных», открывающих новые возможности метода морской магнитометрии при картировании маломагнитных (осадочных) отложений.

В главе рассматриваются результаты высокоточных магнитометрических съёмок на черноморском шельфе, главным из которых можно считать впервые показанную возможность литологического картирования осадочных отложе-

ний, которые при традиционной магнитной съемке считались немагнитными. Такой вывод подтверждается результатами районирования аномального магнитного поля Геленджикской бухты и Геленджикского магнитометрического полигона (район шельфа между Новороссийском и Джанхотом), где выявлены тонкие литологические разности в породах внешне однородного карбонатно-терригенного флиша (рис. 11-12). _______ __

Ь,

Рис. 11. Аномальное магнитное поле Геленджикского полигона (а) и полный горизонтальный градиент магнитного поля на врезке (б)

Констатируется, что на современном уровне аппаратурно-методического обеспечения гидромагнитных исследований вполне возможно изучение слабоаномальных магнитных полей в области развития маломагнитных осадочных отложений, отличающихся очень малыми значениями магнитной восприимчивости (первые десятки х 10"5 ед. СИ) и намагниченности и выполнение на этой базе их геологического и металлогенического районирования - выделение локальных геологических обстановок, благоприятных для накопления, в частности, фосфоритов. Особо ценную информацию при этом дают дифференциальные съемки, позволяющие выявлять тонкую структуру аномального поля, более уверенно определять геометрию и другие параметры источников.

Особое место в комплексе морских магнитометрических исследований занимает капаметрическая съёмка. Тогда как высокоточные магнитометрические и дифференциальные съёмки позволяют выявить особенности строения коренных осадочных (а тем более магматических) пород, информация о залегающих на поверхности рыхлых отложениях в результатах таких съёмок практически отсутствует. Между тем, опыт экспериментальных каппаметрических и каппа-радиометрических съёмок указывает на возможность литологического картирования рыхлых отложений. Так, съёмка Геленджикской бухты каппаметром-радиометром КРМ-1 показала, что каждому типу донных отложений этого региона соответствуют статистически значимые величины магнитной восприимчивости и естественной радиоактивности, позволяющие разделять их при съёмке.

Каппаметрическая съёмка также даёт возможность дифференцировать по магнитной восприимчивости внешне однородные толщи рыхлых осадков. Так, каппаметрическая съёмка песчаных отложений Таманского шельфа в районе погребённой палеодолины р. Кубань показала, что погребённой долине соответствует зона повышенных значений магнитной восприимчивости, которая связывается со слабым обогащением рыхлых отложений темноцветными минералами, вынесенными Кубанью. Эти результаты и приведённые в работе примеры съёмок других авторов (Дуглас, Шульгин, 1982) свидетельствуют о перспективности капаметрических исследований для целей поиска россыпей, содержащих "чёрные" минералы (титаномагнетит, магнетит, ильменит, циркон, рутил), обогащение которыми донных отложений приводит к повышению магнитной восприимчивости.

Глава 6. Основные принципы геолого-геофизического районирования океанского дна для целей минерагенического анализа и металлогеннче-скии потенциал литосферы в пределах гсотраверзов.

В главе на основе результатов комплексной интерпретации регулярных геолого-геофизических исследований на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском трансокеанских геотраверзах, результатов высокоточных маг-нито-градиентометрических и каппаметрических съёмок на шельфе, опираясь на основополагающие работы Н.М. Страхова, А.П. Лисицина, Г.И. Батурина, И.С. Грамберга, СИ. Андреева и других исследователей, сформулированы основные принципы мелкомасштабного прикладного минерагеннческого районирования дна Мирового океана на основе регулярных морских геолого-геофизических исследовании, которые, по мнению автора, состоят в

следующем:

- районирование распространения КМК, ЖМК и фосфоритов заключается в комплексном анализе следующих цифровых карт: рельеф океанского дна, крутизна склонов рельефа, мощность осадков с целью выделения обстановок, соответствующих условиям накопления данных видов ТЛИ в пределах продуктивных батиметрических интервалов, а принципы минерагенического районирования КМК, ЖМК и фосфоритов могут быть сформулированы как геомор-фолого-нептупическо-седиментационные;

- геоморфолого-седиментационные принципы могут быть приняты как основные при районировании распространения шельфового россыпеобразова-ния. Перспективным способом металлогенического районирования при этом является выполнение высокоточных морских магнито-градиентометрических и каппаметрических съёмок и комплексный анализ их результатов;

- районирование распространения колчеданного оруденения заключается в комплексном анализе карт тектонического районирования, магматизма вулканогенных образований и мощности осадочного чехла, с целью выделения ме-таллогенических обстановок, благоприятных для формирования колчеданных руд. В свою очередь, тектоническое районирование основывается на комплексном анализе карт геоморфологического районирования, районирования потенциальных геофизических полей, распределения плотностных и магнитных не-однородностей. В целом, принципы металлогенического районирования колчеданного оруденения могут быть определены как тектоно-магматическо-седиментационные.

Основываясь на изложенных принципах, можно сформулировать основные положения методики геолого-геофизического районирования дна мирового океана при минерагенических исследованиях, которая состоит в комплексном районировании рельефа дна и потенциальных геофизических полей по статистическим и геологическим картировочным параметрам (результаты частотной фильтрации и оценки дисперсий, взаимные корреляционные связи, величины полных горизонтальных градиентов, распределение неоднородностей плот-ностных и магнитовозмущающих сред) с целью выделения минерагенических обстановок, перспективных на развитие колчеданного оруденения, накопление железомарганцевых образований, фосфоритов и развитие шельфового россыпе-образования. Необходимой частью методики является комплексное применение при районировании результатов сейсмических, петрологических и геохимических исследований, а также выполнение высокоточных магнитных съёмок.

Используя предложенную методику и учитывая «Металлогеническую карту Мирового океана» (Андреев и др., 2000), в пределах изучаемых геотраверзов выделены обстановки, благоприятные для образования всех традиционных видов твердых полезных ископаемых дна Мирового океана: ЖМК, КМК, колчеданных руд, фосфоритов и шельфовых россыпей.

Железомарганцевые образовании. В пределах АБГТ (рис. 13) ЖМК сосредоточены в пределах двух конкреционных полей - Бразильского и Дампир. Размеры конкреционной площади Дампир, оконтуренной по результатам про-боотбора, составляют около 150 тыс. км2. Средняя плотность залегания конкреций преимущественно №-Си-Со специализации составляет 4.8 кг/м2. Среднее

Рис. 13. Анголо-Бразильский геотраверз. Минерагеннчсскос районирование

содержание (в процентах): марганца - 21, железа - 9, никеля - 0.76, меди - 0.49 и кобальта - 0.12. Прогнозные ресурсы руды оцениваются в 500 млн т. Считается, что практического интереса ЖМК площади Дампир пока не представляют ввиду низкой средней плотности их залегания и низкого суммарного содержания никеля, меди и кобальта (1.37%). Однако, поскольку размеры выделенного поля Дампир в 3 раза превосходят размер известной площади и на нём прогнозируются конкреции всех трёх типов геохимической специализации, это поле заслуживает дальнейшего изучения.

Примерно таким же ресурсным потенциалом и набором типов конкреций обладает и известная Бразильская конкреционная площадь, а размеры выделенного поля в 4 раза превосходят её, ввиду чего изучение Бразильского поля также представляет практический интерес.

К перспективным участкам распространения КМК в пределах этого геотраверза относятся склоны подводных горных систем Стокс-Грёлль, Пернамбу-ку и Вознесения, а также, и главным образом, подводные горы Камерунско-Атлантического линеамента. По результатам пробоотбора в пределах геотраверза выделяются такие площади развития корок как Пернамбуку (на плато Пернамбуку), «12° ю.ш. восточного фланга САХ» (поднятия между подводными горами Кардано и Дампир) и южная часть Гвинейской площади (горы Фалеева, Ширшова и др.) (Андреев и др., 2000). Прогнозируемое распределение КМК в региональном плане пространственно совпадает с распространением ЖМК. В связи с этим можно говорить о полях Бразильском и Дампир как о единых полях развития железомарганцевых образований, распространяющихся, вплоть до зон трансформных разломов Вознесения и Боде-Верде.

В пределах МАРТ расположено два крупных известных поля залегания ЖМК - Центрально-Индоокеанское и Западно-Австралийское, а также вновь выделенное Кокосовое поле (рис. 14).

В Центрально-Индоокеанском поле весовая плотность залегания ЖМК изменяется от 0.1 до 22 кг/м2 (средняя - 5.1 кг/м2). Прогнозные ресурсы руды составляют в целом 5100 млн т. Содержание основных элементов в конкрециях составляет (в процентах): железа - 3.4-24 (среднее 9), марганца - 1.8-31 (22), кобальта- 0.03-0.3 (0.13), никеля - 0.05-1.65 (0.91), меди - 0.06-1.44 (0.8). Суммарное содержание никеля, кобальта и меди в конкрециях поля составляет 2%, что говорит о его промышленной значимости.

Западно-Австралийское поле занимает площадь порядка 620 тыс км2. Плотность залегания конкреций достигает 19 кг/м2. Общие прогнозные ресурсы руды оцениваются примерно в 3400 млн т. Содержание марганца в конкрециях не превышает 26% (в среднем 17.6%), никеля и меди - не более 1% (в среднем 0.58% и 0.51% соответственно). Суммарное содержание никеля, меди и кобальта составляет всего 1.08%. Поэтому, несмотря на довольно высокие весовые плотности залегания ЖМК (средняя - 8.0 кг/м2), считается, что конкреции Западно-Австралийского поля пока практического интереса не представляют.

Оба эти известные поля входят в состав более обширных выделенных одноимённых полей. Так, Центрально-Индоокеанское поле простирается на большие расстояния к северу и востоку от границ известного поля и, по крайней мере, в два раза превышает его по площади.

Рис. 14. Маскаренско-Австралийский геотраверз. Минерагеиическое районирование

Западно-Австралийское поле также распространяется к северу до гор Ве-нинг-Мейнес и Щербакова и к востоку, охватывая значительную часть равнины Гаскойн. Причём, часть поля, расположенная на равнине Гаскойн, вероятно, представлена конкрециями Ni-Cu-Co специализации, что существенно повышает перспективность этого поля.

Предполагаемое поле Кокосовой котловины, имеет относительно небольшую площадь, разбитую на отдельные участки и поэтому самостоятельно пока практического интереса не представляет, но существенно увеличивает суммарные ресурсы конкреций в пределах геотраверза.

К Центрально-Индоокеанскому и Западно-Австралийскому конкреционным полям приурочено несколько выделенных площадей скоплений КМК. Это хребет Ланка в Центральной котловине и поднятия Килинг, Венинг-Мейнес, Щербакова, Южный и Северный Ру - в Западно-Австралийской котловине. Ввиду этого, названные поля можно также назвать едиными полями распространения железомарганцевых образований.

Отдельные поля скоплений КМК выделяются на Маскаренском хребте, в южной части Восточно-Индийского хребта и на поднятиях Джой, Северный Эксмут и плато Вомбат у западного побережья Австралии.

По приближённой оценке ресурсы Маскаренского хребта составляют более 50 млн т руды и 200 тыс. т кобальта, а южной части Восточно-Индийского хребта — около 60 млн т руды и 210 тыс т кобальта. Суммарные запасы руд на этих участках лишь немногим уступают прогнозным ресурсам на гайотах Магеллановых гор Тихого океана, с которыми связываются основные перспективы освоения КМК Россией. Более скромными ресурсами, вероятно, обладают поднятия Южный и Северный Ру, отроги плато Эксмут, общие ресурсы которых можно оценить от 10 до 50 млн т руды. Остальные участки - поднятия Килинг, Венинг-Мейнес и Щербакова - обладают ресурсами, скорее всего, меньшими 10 млн т руды и представляются наименее перспективными, однако их приуроченность к Западно-Австралийскому полю повышает интерес к их дальнейшему изучению.

В пределах геотраверзов выделяется ряд предполагаемых фосфоритонос-ных провинций. К ним относятся: Бразильская (континентальная окраина Южной Америки), Срединно-Атлантическая (осевая зона и восточный фланг САХ) и Капская (континентальная окраина Африки) в пределах АБГТ (рис. 13). Наибольшими перспективами, по-видимому, обладает Капская, поскольку является продолжением известной одноимённой фосфоритоносной провинции.

В пределах МАГТ (рис. 14) предполагаются следующие фосфоритоносные провинции: Маскаренская (Маскаренский хребет), Аравийско-Индийская (осевая зона АИХ), Чагос-Лаккадивская (Чагос-Лаккадивский хребет), Восточно-Индоокеанская (Восточно-Индийский хребет и хребет Ланка), Западно-Австралийская (поднятия Килинг, Венинг-Мейнес, Щербакова, Южный и Северный Ру) и Эксмут (плато Эксмут и Вомбат, поднятия Северный Эксмут и Джой). Ко всем этим провинциям, кроме Аравийско-Индийской и Чагос-Лаккадивской, приурочены поля КМК, что повышает их перспективность и практическую значимость.

Шельфовое россыпеобразование в пределах геотраверзов специально не

изучалось, поскольку здесь не проводились детальные высокоточные магнитометрические и каппаметрические съёмки, которые наиболее перспективны в этом отношении. Однако, основываясь на «Металлогенической карте Мирового океана» (Андреев и др. 2000), можно предположить, что в пределах АБГТ (рис. 13) имеют место продолжения Бразильской россыпной зоны (континентальный шельф Южной Америки) и Юго-Западноафриканской россыпной зоны (континентальный шельф Африки). Первая из них перспективна на россыпи минералов титана, железа, циркония и редких земель, вторая - на россыпи алмазов. В пределах МАГТ (рис. 14) перспективным на россыпи минералов титана, железа, циркония и редких земель является северо-западный шельф Австралии (плато Эксмут) как продолжение Западно-Австралийской россыпной зоны.

Колчеданное оруденение. Отмеченные выше признаки развития колчеданного оруденения и гидротермальной деятельности указывает на высокую перспективность регионов геотраверзов.

В первую очередь это относится к областям развития колчеданного рудо-генеза срединно-океанического типа в пределах осевых зон Срединно-Атлантического (рис. 13) и Аравийско-Индийского (рис. 14) хребтов, в особенности, вблизи их пересечений с зонами трансформных разломов. В пределах АБГТ осевая зона САХ входит в состав Атлантического мегапояса распространения колчеданного оруденения и представляет собой часть Срединно-Атлантического пояса распространения колчеданного оруденения срединно-океанического типа. В пределах МАГТ осевая зона АИХ входит в состав Крас-номорско-Индоокеанского мегапояса распространения колчеданного орудене-ния и является частью Аравийско-Индийского пояса распространения колчеданного оруденения срединно-океанического типа.

Значительными перспективами, возможно, обладают области внутриплит-ной тектономагматической активизации, где развиты обстановки, перспективные на колчеданное оруденение двух типов - гавайского и внутриплитного.

В пределах АБГТ к областям развития колчеданного оруденения гавайского типа относятся Камерунско-Атлантический линеамент, подводные горные системы Стокс-Грёлль и Пернамбуку (рис. 13). Наибольшими перспективами обнаружения оруденения этого типа в пределах МАГТ обладают хребет Ланка, провинция хребтов и трогов Кокосовой котловины, а также западная и северная части Западно-Австралийской котловины (хребты Кокос и Инвестигейтор, поднятия Килинг, Венинг-Мейнес, Щербакова, Южный и Северный Ру) (рис. 14).

Колчеданное оруденение внутриплитного типа может быть развито в пределах АБГТ на флангах САХ и приурочено к подводным горным системам Пернамбуку, Стокс-Грёлль и Камерунско-Атлантическому линеаменту (рис. 13), а в пределах МАГТ оно распространяется на восточную часть Центральной котловины между разломом Индрани и Восточно-Индийским хребтом, провинцию трогов и хребтов Кокосовой котловины и на большую часть Западно-Австралийской котловины, исключая равнину Гаскойн (рис. 14).

Колчеданное оруденение красноморского типа может быть развито лишь в пределах АБГТ на Южно-Американской и Африканской континентальных окраинах. Практического интереса оно не представляет, поскольку возможные рудопроявления перекрыты мощной толщей эвапоритов и других пород оса-

дочного чехла.

Количественная оценка ресурсов колчеданного оруденения в пределах гео-траверзов преждевременна. Можно лишь утверждать, что их металлогениче-ский потенциал весьма велик и заслуживает пристального и целенаправленного изучения.

Из анализа полученных данных намечены районы наиболее перспективные для изучения и последующего освоения минеральных ресурсов рассматриваемых регионов дна Мирового океана.

В первую очередь, к ним относится западная часть МАГТ. Здесь, на Мас-каренском и Восточно-Индийском хребтах, выделены обширные перспективные поля КМК, которые рассматриваются сейчас как наиболее важный вид океанских твёрдых полезных ископаемых. В тесной ассоциации с ними могут быть обнаружены и залежи фосфоритов. В разделяющей эти хребты Центральной котловине расположено обширное Центрально-Индоокеанское поле развития железомарганцевых образований, которое по своим характеристикам имеет промышленное значение. Здесь же располагается обширная область постспре-динговой тектономагматической активизации с возможным формированием колчеданных руд двух типов - гавайского и внутриплитного в малоизученных пока обстановках. Наконец, осевая часть Аравийско-Индийского хребта рассматривается как один из перспективных районов на современное колчедано-образование срединно-океанического типа.

Следующим по степени перспективности районом является Западно-Австралийская котловина и прилегающие поднятия, где большей своей частью располагается Западно-Австралийское поле развития железомарганцевых образований, к которому приурочена обширная область внутриплитной тектоно-магматической активизации с перспективами оруденения гавайского и внутри-плитного типов.

Определёнными перспективами обладает также провинция хребтов и трогов Кокосовой котловины, где возможны находки ЖМК предполагаемого Кокосового поля и не исключено развитие колчеданного оруденения гавайского и внутриплитного типов.

В пределах АБГТ наиболее перспективным районом на развитие твёрдых полезных ископаемых является область Камерунско-Атлантического линеамен-та, где развиты обстановки, благоприятные для образования фосфоритов и колчеданного оруденения гавайского и внутриплитного типов. В этом же районе наибольшей своей частью располагается поле развития железомарганцевых образований Дампир. Несколько меньшими перспективами обладает западный фланг САХ и Бразильская котловина, где также имеют место обстановки, благоприятные для образования фосфоритов и колчеданного оруденения гавайского и внутриплитного типов, а также расположено Бразильское поле развития железомарганцевых образований. Детального изучения заслуживает осевая зона САХ, перспективная на формирование массивных сульфидных руд средин-но-океанического типа.

Примечательным представляется тот факт, что по результатам минераге-нического районирования примерно половина площади Анголо-Бразильского геотраверза является перспективной на поиски каких-либо из видов твёрдых

полезных ископаемых Мирового океана, а перспективными на развитие таких ископаемых оказываются более двух третей площади Маскаренско-Австралийского геотраверза. Поскольку геотраверзы охватывают типичные для Атлантического и Индийского океанов регионы, можно предполагать, что такое соотношение перспективных площадей характерно и для остальных районов этих океанов, что существенно увеличивает прогнозные металлогенические ресурсы субмаринных скоплений твёрдых полезных ископаемых в Мировом океане.

Заключение.

В заключении изложены основные вытекающие из работы выводы:

1. Сравнительная оценка ресурсного потенциала ТПИ основных стран (Россия, США, Франция, Япония, КНР и Индия) в зонах их особых интересов в Мировом океане показывает, что Россия существенно уступает по этому показателю США и Франции, а потому для соблюдения своих национальных интересов в Мировом океане необходимо интенсифицировать морские геологоразведочные работы в Международном районе морского дна.

2. Площадь океанского дна в пределах Анголо-Бразильского и Маскарен-ско-Австралийского геотраверзов является одним из наиболее изученных в региональном отношении районом Мирового океана. Результаты проведённых здесь исследований создают надёжную основу для уточнения представлений о тектоническом строении, эволюции и металлогении океанской литосферы. Наличие в пределах геотраверзов субмаринных скоплений основных типов океанских твёрдых полезных ископаемых позволяет установить корреляционные связи между геолого-геофизическими особенностями и минерагенией региона.

3. Комплекс высокоточной магнито-градиентометрической и каппаметри-ческой аппаратуры позволяет существенно повысить точность и информативность морских магнитометрических исследований. Высокоточные магнито-градиентометрические и каппаметрические съёмки дают возможность геологического картирования маломагнитных осадочных отложений на шельфе, что указывает на перспективность их применения при поисках россыпных, фосфоритовых и стратиформных рудных месторождений в шельфовой металлогени-ческой обстановке.

4. Исходя из результатов комплексной интерпретации регулярных геолого-геофизических исследований на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском трансокеанских геотраверзах, результатов высокоточных магнитометрических съёмок на шельфе, детальных и региональных морских маг-нито-градиентометрических исследований, сформулированы основные принципы мелкомасштабного прикладного минерагенического районирования дна Мирового океана на основе регулярных морских геолого-геофизических исследований, которые для КМК, ЖМК, фосфоритов и шельфового россыпеобразо-вания являются геоморфолого-нептупическо-седиментациониые, а для колчеданного оруденения - тектоно-магматическо-седим снтационные.

5. Основанная на этих принципах методика геолого-геофизического районирования дна мирового океана для минерагенического анализа состоит в комплексном районировании рельефа дна и потенциальных геофизических полей по статистическим и геологическим картировочным параметрам с

целью выделения геологических обстановок, перспективных на развитие колчеданного оруденения, накопление железомарганцевых образований, фосфоритов и развитие шельфового россыпеобразования.

6. Реализация концепции районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна трансокеанских геотраверзов по различным картировоч-ным параметрам выявила новые аспекты в структуре, эволюции и металлогении океанской литосферы южных приэкваториальных зон Атлантического и Индийского океанов, а именно:

- установлена четко выраженная асимметрия Срединно-Атлантического хребта, наблюдающаяся в структуре как поверхностных, так и глубинных слоев литосферы, являющаяся фундаментальной чертой строения САХ;

- в структуре океанической литосферы выявлена сеть многочисленных закономерно ориентированных относительно оси вращения Земли ортогонально-диагональных нарушений, которая соответствует выделяемой на континентах регматической сети, обуславливающей блоковость (фрактальность) океанической литосферы;

- в пределах геотраверзов выявлены обширные области постспрединговой тектономагматической активизации, проявляющиеся, в частности, в развитии внутриплитных деформаций литосферы и её повышенной трещиноватости;

- в пределах геотраверзов выявлены перспективные районы локализации железомарганцевых образований, колчеданных руд и фосфоритов, площади которых значительно превышают известные на настоящее время площади их распространения, что предполагает существенное повышение металлогенического потенциала Мирового океана в целом.

Список основных публикаций по теме диссертации

(в скобках указаны соавторы)

1. Морские геофизические исследования. - М.: Недра, 1977, 375 с. (Я.П. Маловицкий, И.Ф. Глумов и др.)

2. Морская магнитометрия. - М.: Недра, 1986, 232 с. (В.М. Гордин, Е.Н. Розе)

3. Практические вопросы повышения точности морских магнитных съёмок. - М.: ВИНИТИ, 1986, Деп. № 9041-В861, 140 с. (М.Б. Лейбов, А.А. Булычев и др.)

4. Справочник оператора-магнитометриста. - М.: Недра, 1887, 289 с. (В.Е. Никитский, B.C. Цирель и др.)

5. Современные методы повышения точности морских магнитных съёмок. - М.: ВИЭМС, Морская геология и геофизика, обзор, 1988, 48 с. (М.Б. Лейбов, В.Р. Мелихов и др.)

6. Практические вопросы техники и методики морских дифференциальных магнитометрических исследований. - М.: ВИНИТИ, 1989, Деп. № 7720-В89, 126 с. (М.Б. Лейбов, В.А Лыгин и др.)

7. Геолого-геофизический атлас Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов. - М.: ЦНИГРИ, 1999,24 с. (Ю.Г. Зорина, М.К. Кабан)

8. Новые возможности морской магниторазведки // Докл. АН СССР, 1976,

т. 231, № 1, с. 64-67_(Я.П. Маловицкий, В.В. Федынский)

9. Высокоточная магниторазведка на шельфе и её геологические возможности // Материалы 4-й научной конференции аспирантов и молодых учёных МГУ, Секция геофизики - М.: МГУ, 1977, с. 35-44 (В.А. Лыгин, А.А. Колмо-горцев)

10. О некоторых возможностях детальных магнитометрических исследований на море // Геолого-геофизические исследования на нефть и газ на шельфах морей - М.: ВНИИЭГазпром, 1980, с. 28-33 (А.А. Колмогорцев, В.А. Лыгин)

11. Комплекс морской магнитометрической аппаратуры // Проблемы изучения и освоения минеральных ресурсов Мирового океана - Л.: Севморгеоло-гия, 1984, с. 125-133

12. Морской протонный магнитометр ММП-2 // Физическая электроника -Львов: Высшая школа, 1984, вып. 28, с. 104-107 (А.П. Скрипка)

13. Исследование осадочных отложений по данным высокоточной гидромагнитной съёмки // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отд. геол., 1987, т. 62, вып. 2, с. 55-63

14. Об учёте циклических вариаций геомагнитного поля способом полосовой фильтрации при гидромагнитных съёмках // Океанология, 1987, т. XXVII, вып. 5, с. 863-867 (А.А. Булычев, М.Б. Лейбов, В.А. Лыгин)

15. Высокоточная гидромагнитная съёмка: аппаратура и вопросы методики // Аппаратура и методы изучения гравитационного и магнитного полей в Мировом океане - Геленджик: Южморгеология, 1986, с. 10-24 (А.П. Скрипка, В.А. Лыгин, М.Б. Лейбов)

16. Морской буксируемый каппаметр-радиометр // Аппаратура и методы изучения гравитационного и магнитного полей в Мировом океане — Геленджик: Южморгеология, 1986, с. 25-31 (Л. Волтер и др.)

17. О стабильности геометрических параметров систем буксировки морских дифференциальных магнитометров // Вестник МГУ. Серия 4 - Геология, 1988, № 6, с. 89-93 (В.А. Лыгин)

18. Аппаратурно-программный комплекс для дифференциальных гидромагнитных исследований // Геофизическая аппаратура - Л: Недра, 1989, вып. 91, с. 15-22 (М.Б. Лейбов, А.П. Скрипка, В.В. Ласкина)

19. Внутриплитная тектоно-магматическая активность в Западно-Австралийской котловине Индийского океана (по магнитометрическим данным) // Доклады РАН, 1992, т. 324, № 5, с. 1064-1068 (Е.Г. Мирлин, М.Б. Лейбов)

20. Морфоструктура, магнитно-плотностные неоднородности и элементы асимметрии океанической литосферы приэкваториальной части Атлантического океана // НТД-92 ЦНИГРИ. Материалы научно-практической конференции - М.: ЦНИГРИ, 1993, с. 29-30 (О.И. Комарова, Е.Г. Мирлин)

21. Асимметрия тектоносферы Срединно-Атлантического хребта в пределах Анголо-Бразильского геотраверза // Доклады РАН, 1993, т. 333, № 5, с. 638641, (О.И. Комарова, Е.Г. Мирлин)

22. Плотностные и магнитные неоднородности литосферы в зоне внутри-плитных деформаций Индийского океана // Руды и металлы, 1992, стартовый номер, с. 19-24 (Е.Г. Мирлин, М.Б. Лейбов)

23. Изучение геологии и рудоносности Мирового океана - вклад ЦНИГРИ

// Отечественная геология, 1995, № 3, с. 66-76 (Л.А. Болотов и др.)

24. Автоматизированная система трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий // Руды и металлы, 1995, № 5, с. 102-111 (А.А. Чернов)

25. Металлогенический потенциал дна Мирового океана в зонах Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов // Руды и металлы, 1997, № 6, с. 10-16 (Ю.В. Миронов и др.)

26. Магматизм южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов // Отечественная геология, 1998, № 1, с. 40-46 (Ю.В.Миронов)

27. Твёрдые полезные ископаемые дна Мирового океана и оценка стоимости российских недр // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление, 1997, № 5, с. 14-18 (И.Ф. Глумов и др.)

28. Тектоника и глубинное строение океанской литосферы южной приэкваториальной части Атлантического и Индийского океанов // Руды и металлы, 1997, № 4, с. 34 (Ю.Г. Зорина)

29. Глубоководные твёрдые полезные ископаемые Мирового океана: перспективы освоения и возможная роль в металлообеспечении Мира в первой половине XXI века // Руды и металлы, 1999, № 1, с. 23-24 (Е.Н. Былинский)

30. Тектоника, глубинное строение и металл огенический потенциал океанской литосферы южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов // Теория и практика морских геолого-геофизических исследований — Геленджик: Южморгеология, 1999, с. 180-181

31. Перспективы освоения минерально-сырьевого потенциала твёрдых полезных ископаемых дна Мирового океана и интересы России // Отечественная геология, 1999, № 1, с. 48-54 (Е.Н. Былинский)

32. Модель изостатической компенсации литосферы и изостатические аномалии южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов // Океанология, 2002, том 42, № 2, с. 295-307 (М.К. Кабан)

33. An Automated System of Anomalous Magnetic and Gravity Fields and Ocean Floor Topography Pattern Transformations Meant for Use in Tectonic Zoning of Oceanic Lithosphere // 8-th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Symposia-Uppsala, Sweden, 1997

34. Структура океанской литосферы, отраженная в картах Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов // Отечественная геология, 2000, № 3, с. 25

35. Основные результаты комплексных геофизических исследований глубоководных зон океана // 27-й Международный геологический конгресс. Тезисы, VIII, 06,07 - М: Наука, 1984 (А.Г. Краев и др.)

36. Некоторые особенности аккреции и внутриплитные деформации океанской литосферы (по результатам исследований на Анголо-Бразильском и Мас-каренско-Австралийском геотраверзах) // Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии. Тезисы докладов VI межведомственной конференции по новейшим достижениям в морской геологии - С-П.: ВНИИО-кеангеология, 1994, с. 20 (Е.Г. Мирлин)

37. The dynamics of the ocean lithosphere (in accordance with new data on the transocean geotransects) // L.P. Zonenshain Memorial Conference on Plate Tectonics.

Abstracts - M: 10 AN USSR, GEOMAR, 1993, p. 106 (E.G. Mirlin)

38. К проблеме внутриплитовых деформаций океанской литосферы: распространение, масштабы, геофизические проявления // Геология морей и океанов. Тезисы докладов 11-й Международной школы морской геологии, т. 2 — М.: ИО РАН, 1994, с. 33 (Е.Г. Мирлин)

39. Особенности дизъюнктивной тектоники океанской литосферы Южной приэкваториальной Атлантики // Геология морей и океанов. Тезисы докладов 11-й Международной школы морской геологии, т. 2 - М.: ИО РАН, 1994, с. 60

40. Минерально-сырьевой потенциал (твёрдые полезные ископаемые) зон особых интересов основных стран в Мировом океане // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XII Международной школы морской геологии, т. 1 - М.: Геос, 1997, с. 174-175 (ЕЛ. Былинский)

41. Аномальное магнитное поле и структура магнитоактивного слоя в пределах Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XII Международной школы морской геологии, т. 2 - М.: Геос, 1997, с. 57-58

42. Магматизм районов Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XII Международной школы морской геологии, т. 2 - М.: Геос, 1997, с. 114-115 (Ю.В. Миронов)

43. Модель изостатической компенсации литосферы и изостатические аномалии Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XIII Международной школы морской геологии, т. II - М.: ИО РАН, 1999, с. 247-248 (М.К. Кабан)

44. Структура рельефа дна в пределах Анголо-Бразильского и Маскарен-ско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XIII Международной школы морской геологии, т. II - М.: ИО РАН, 1999, с. 394-395

45. Геология и металлогения типовых островных геоструктур Мирового океана // Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века - С-Пб: ВСЕГЕИ, 2000, т. 3, с.116 (Ельянова и др.)

46. Геолого-геофизический атлас Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов как основа металлогенического районирования дна Мирового океана // Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века — С-Пб: ВСЕГЕИ, 2000, т. 3, с.97

47. Structure of the ocean lithosphere reflected in the Geological-Geophysical Atlas of the Angola-Brazilian and Mascarene-Australian transocean geotransects // 31-st International Geological Congress. Abstract - Rio de Janeiro, 2000

Подписано в печать 9.09.04 г. Заказ № 312

2 уч.-изд. л. Формат 60x90 1/16. Печать офсетная. Тираж 100 экз.

Полиграфическая база ЦНИГРИ 117545, Москва, Варшавское шоссе 129 Б

И6347

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Углов, Борис Дмитриевич

ф Введение.

Глава 1. Состояние проблемы металлогенического (минерагенического) районирования океанского дна и оценка минерально-сырьевого потенциала основных стран в Мировом океане.

1.1. Металлогеническое (минерагеническое) районирование океанского дна. Состояние проблемы.

1.2. Сравнительная характеристика минерально-сырьевого потенциала зон особых интересов России и других основных стран в Мировом океане.

Глава 2. Исследования на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах - базовый эксперимент для определения методических основ геолого-геофизического районирования океанского дна с целью минерагенического анализа.

2.1. Характеристика исходных данных.

2.2. Автоматизированная система трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий.

2.3. Геолого-геофизический атлас Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов.

3.1. Основные факторы, определяющие локализацию железомарганцевых образований и фосфоритов.

3.2. Рельеф дна геотраверзов и его морфометрические характеристики.

3.3. Осадочный слой. л 3.4. Геоморфологическое районирование.

3.5. Распределение железомарганцевых образований и фосфоритов.

Глава 4. Прогноз локализации колчеданного оруденения в пределах геотраверзов на основе анализа тектонического строения океанской литосферы по геолого-геофизическим данным.

4.1. Основные факторы, определяющие локализацию колчеданного оруденения на океанском дне.

4.2. Аномальное магнитное поле, его районирование и структура магнитоактивного слоя.

4.3. Аномальное гравитационное поле, его районирование и плотностная структура земной коры.

4.4. Корреляционные связи между плотностной и магнитной структурами земной коры.

4.5. Тектоническое районирование и некоторые геодинамические аспекты эволюции литосферы.

4.6. Магматизм.

4.7. Распределение колчеданного оруденения.

5.1. Комплекс морской магнитометрической аппаратуры.

5.2. Методические вопросы повышения точности и информативности морских магнитометрических исследований в Мировом океане.

5.3. Районирование осадочных отложений по данным высокоточных магнитометрических и каппаметрических съёмок.

Глава 6. Основные принципы геолого-геофизического районирования океанского дна для целей минерагенического анализа и металлогенический потенциал литосферы в пределах геотраверзов.

6.1. Методические основы геолого-геофизического районирования океанского дна для целей минерагенического анализа.

6.2. Минерагеническое районирование геотраверзов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-геофизические основы минерагенического районирования дна Мирового океана"

Актуальность проблемы. Мировой океан является хранилищем колоссальных ресурсов углеводородного сырья и твердых полезных ископаемых (ТПИ). Главными и наиболее распространенными ТПИ из тех, что выявлены к настоящему времени на дне Мирового океана, считаются железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальтомарганцевые корки (КМК), глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС), соответствующие колчеданным рудам, фосфориты, россыпи металлов и алмазов.

В конкрециях, корках, колчеданных рудах и фосфоритах содержится значительное количество никеля, кобальта, марганца, меди, цинка, серебра, золота, свинца и фосфора. В них также присутствует платина, кадмий, редкоземельные элементы и другие полезные компоненты. Общая природная стоимость ресурсов только ЖМК и КМК по оценке С.И. Андреева составляет порядка 40 трлн долларов США, что почти в два раза превышает природную ценность этих компонентов в месторождениях, расположенных на всех континентах.

Это заставило обратить внимание на минерально-сырьевые ресурсы дна

Мирового океана научные, промышленные и политические круги ведущих стран Мира и рассматривать их как последний в пределах Земного шара потенциальный ресурсный источник, способный обеспечить перспективное развитие государств и сулящий в будущем значительные геополитические и экономические выгоды.

Вместе с тем, геологическая изученность дна Мирового океана несопоставимо ниже континентов. Прямыми наблюдениями (геологический про-боотбор, подводное фотографирование и телевизионная съёмка) охвачена ® лишь очень незначительная часть океанского дна, что демонстрирует «Металлогеническая карта Мирового океана» под редакцией С.И. Андреева и И.С. Грамберга (2000).

В связи с этим актуальной становится проблема выявления обстановок, перспективных на поиски субмаринных ТПИ, которые можно фиксировать с помощью дистанционных методов - батиметрических и геофизических съёмок в малоизученных прямыми наблюдениями регионах Мирового океана.

Проблема минерагении океанского дна сложна и многопланова. Многие её стороны - геохимические, петрологические, седиментологические, определяющие закономерности размещения ТПИ, подробно рассмотрены в ряде основополагающих работ ИО РАН (А.П. Лисицин, Г.Н. Батурин, Е.Г. Гурвич и др.), ВНИИОкеангеологии (И.С. Грамберг, С.И. Андреев и др.), МГУ (В.В. Авдонин и др.), НИПИОкеангеофизики (В.М. Юбко, М.Е. Мельников и др.). Диссертация ставит своей задачей найти взаимосвязи этих факторов контроля оруденения со свойствами геологической среды дна океана, выявляемых дистанционными методами, что является актуальной и практически значимой задачей.

Цель и задачи исследований.

Главной целью исследований является разработка геолого-геофизических основ минерагенического районирования океанского дна на базе материалов систематических геолого-геофизических съёмок на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском широкополосных трансокеанских геотраверзах и высокоточных морских магнитометрических съёмок на шельфе. Эта цель достигается созданием методики комплексного регионального районирования потенциальных геофизических полей, рельефа дна, результатов сейсмических, геохимических и петрологических исследований, обеспечивающей выявление геолого-тектонических обстановок и площадей морского дна, перспективных на поиски железомарганцевых конкреций, кобальтомар-ганцевых корок, колчеданного оруденения и фосфоритов в глубоководных частях Мирового океана, а также россыпей и фосфоритов на континентальных окраинах.

В рамках сформулированной цели решались следующие основные задачи:

- разработка и практическая реализация компьютерной технологи трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий;

- выполнение минерагенического районирования океанского дна на примере геотраверзов.

Фактический материал, методы исследований и личный вклад автора.

В.Ю. Глебовского, В.Д. Каминского, В.А. Осипова и др. (1989-1990), С.М. Зверева и др. (1996), И.М. Мирчинка, В.А. Панаева, Ю.Е. Погребицкого (1993) и ряда других исследователей. Съёмки на Маскаренско-Австралийском геотраверзе рассматривались В.И. Карой, Н.М. Сивухой, А.И. Пилипенко, В.А. Панаевым и другими. Исследования на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском геотраверзах обобщены в представляемой работе.

Методика выполненных исследований предусматривала широкое использование компьютерных технологий обработки, картографирования и интерпретации геофизических данных с использованием как стандартных, так и специально разработанных в процессе исследований пакетов программ. При плотностном и магнитном моделировании применялись разнообразные способы решения прямых и обратных задач гравиметрии и магнитометрии, методика геохронологической интерпретации аномального магнитного поля и т.д. Основные методические приёмы реализованы в виде автоматизированной компьютерной системы трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий.

- автором и под его руководством выполнены сбор и обобщение данных геолого-геофизических исследований на Анголо-Бразильском и Маска-ренско-Австралийском геотраверзах, выполнено цифровое картографирование рельефа дна, гравитационного и магнитного полей геотраверзов и их трансформант, проведено районирование топографии и потенциальных геофизических полей на основе специально разработанной компьютерной технологии трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий, осуществлено геоморфологическое, тектоническое и минерагеническое районирование океанского дна в пределах геотраверзов и созданы электронная и полиграфическая версии Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов;

- под руководством автора и при его непосредственном участии выполнены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию высокоточной морской магнито-градиентометрической и каппаметриче-ской аппаратуры, разработана методика высокоточных морских магнитометрических и градиентометрических съёмок.

Защищаемые положения.

- выделение перспективных площадей развития руд экзогенной минера-гении (железомарганцевых конкреций, кобальтомарганцевых корок и внутри-океанических фосфоритов) по батиметрическим, геоморфологическим и седиментационным критериям;

- выделение по тектоническим и геоморфологическим критериям площадей, перспективных на колчеданные руды, приуроченные к рифтовым долинам и осевым зонам срединно-океанических хребтов, областям внутриплит-ной тектономагматической активизации.

4. Эффективным способом литологического картирования маломагнитных осадочных пород, к числу которых относятся фосфориты континентальных окраин, являются высокоточные магнитометрические и градиентометри-ческие съёмки. Каппаметрические съёмки являются эффективным способом выявления шельфовых россыпей титаномагнетита, магнетита, ильменита, циркона, рутила и других минералов, обладающих повышенной магнитной восприимчивостью.

Разработанный комплекс высокоточной морской магнито-градиентометрической и каппаметрической аппаратуры и методика его применения решают эти задачи и могут применяться для крупномасштабного минерагенического районирования шельфа и континентальных склонов.

5. Проведенное прогнозно-металлогеническое районирование океанского дна на опорных сечениях Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов выявило широкое развитие в их пределах обетановок, перспективных на обнаружение кобальтомарганцевых корок, железо-марганцевых конкреций, фосфоритов, россыпей и залежей колчеданных руд, что указывает на высокие минерагенические перспективы Атлантического и Индийского океанов в целом.

Научная новизна полученных результатов.

В процессе работы над диссертацией получены следующие новые результаты:

- на основе комплексной интерпретации регулярных геолого-геофизических исследований в пределах репрезентативных районов Мирового океана - широкополосных трансокеанских геотраверзов сформулированы методические основы регионального геолого-геофизического районирования океанского дна для минерагенического анализа и выполнено геоморфологическое, тектоническое и минерагеническое районирование океанского дна Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов;

- разработана автоматизированная система районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна;

- разработана аппаратура и методика высокоточных морских магнито-градиентометрических съёмок;

- разработана обобщённая неформальная модель изостатической компенсации океанической литосферы, согласно которой при расчёте изостатиче-ских аномалий силы тяжести использованы компенсационные модели различные для крупно- и мелкомасштабных структур океанского дна;

- уточнено тектоническое строение южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов, в частности: установлена чётко выраженная асимметрия Срединно-Атлантического хребта, наблюдающаяся в структуре как приповерхностных, так и глубинных слоёв литосферы и являющаяся фундаментальной чертой строения этого хребта; в структуре океанической литосферы выявлена сеть многочисленных закономерно ориентированных относительно оси вращения Земли нарушений, которая соответствует выделенной на континентах регматической сети и обуславливает фрактальность океанической литосферы; выявлены обширные области внутриплитной тектономагматической активизации, которые являются перспективными на обнаружение нового типа обстановок гидротермального рудогенеза;

Практическая значимость работы определяется следующим:

- предлагаемая методика геолого-геофизического районирования, применённая для прогнозно-минерагенического районирования океанского дна на площадях Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов позволила выявить широкое развитие в их пределах обстановок, перспективных на образование кобальтомарганцевых корок, железомарганцевых конкреций, фосфоритов, россыпей и колчеданного оруденения срединно-океанического, красноморского, гавайского и гипотетического внутриплитно-го типов, что свидетельствует о высоких металлогенических перспективах Атлантического и Индийского океанов в целом и способствует целенаправленным поискам и разведке твёрдых полезных ископаемых в их пределах;

- на основе обобщённой обработки и комплексной интерпретации данных морских геолого-геофизических исследований созданы электронная и полиграфическая версии Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов^ который содержит концентрированную информацию о строении, динамике и эволюции главных геотектонических единиц литосферы Мирового океана, предназначается для информационного наполнения ведомственных геоинформационных систем и планирования работ по геолого-геофизическому изучению дна Мирового океана. Он может быть использован геологами, геофизиками, научными работниками для решения комплексных задач глобальной тектоники и распределения полезных ископаемых в Мировом океане, а также преподавателями, аспирантами и студентами ВУЗов для образовательных целей.

Апробация работы.

Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались автором на различных отечественных и международных научных съездах, конференциях и симпозиумах: 27-й и 31-й сессиях Международного Геологического Конгресса (Москва, 1984; Рио-де-Жанейро, 2000), Всероссийском съезде геологов (Петербург, 2000), 4-м Всесоюзном съезде по геомагнетизму (Суздаль, 1991), Всесоюзной конференции по морской геофизике (Баку, 1987), Всесоюзной конференции по итогам геолого-геофизических исследований в Мировом океане (Звенигород, 1985), Международной конференции «Геофизика и современный Мир» (Москва, 1993), 5-й и 6-й Международных конференциях «Тектоника литосферных плит» памяти Л.П. Зонненшайна (Аксаково, 1995; Москва, 1998), IV и VI Межведомственных конференциях по новейшим достижениям в морской геологии (С-Петербург, 1992, 1994), 7 - 13-й Международных школах морской геологии (Геленджик, Москва, 1986, 1988, 1990, 1992, 1995, 1997, 1999), 8-й Научной Ассамблее IAGA (Упсала, 1997), Всероссийском семинаре «Электромагнитные исследования морей и океанов» (Москва, 1992), Юбилейной конференции «50 лет российской морской геофизике» (Геленджик, 1999), Научно-практических конференциях ЦНИГРИ (Москва, 1992, 1994, 1996, 1998), Всероссийском совещании «Методология и методы металлогенического анализа и прогноза рудных объектов - состояние и перспективы применения для воспроизводства фонда недропользования» (Москва, 1999) и др.

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 47 работах, в том числе в 7 коллективных монографиях.

Структура и объём диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Углов, Борис Дмитриевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с высоким интересом политических, экономических и научных кругов Мирового сообщества к минеральным ресурсам Мирового океана, рассматриваемым как последний в пределах Земного шара потенциальный ресурсный источник, способный обеспечить развитие государств в будущем и обладание которыми сулит в перспективе геополитические и экономические выгоды, в представляемой работе рассмотрены некоторые аспекты этой проблемы, способные, по мнению автора, продвинуться в направлении её практического воплощения.

Произведена сравнительная оценка ресурсного потенциала ТПИ основных стран (Россия, США, Франция, Япония, КНР и Индия) в зонах их особых интересов в Мировом океане. Показано, что Россия (вместе с Японией) занимает по этому показателю промежуточное положение в ряду этих стран, существенно уступая США и Франции, а потому для соблюдения своих национальных интересов в Мировом океане России необходимо интенсифицировать морские геологоразведочные работы в Международном районе морского дна.

Разработанный под руководством автора комплекс высокоточной маг-нито-градиентометрической и каппаметрической аппаратуры позволил существенно повысить точность и информативность морских магнитометрических исследований, в том числе, на трансокеанских геотраверзах. Высокоточные магнито-градиентометрические и каппаметрические съёмки дают возможность геологического картирования маломагнитных осадочных отложений на шельфе, что указывает на перспективность их применения при поисках россыпных, фосфоритовых и стратиформных рудных месторождений в этой металлогени-ческой обстановке.

Проведено обобщение и комплексная интерпретация регулярных геолого-геофизических съёмок на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском широкополосных трансокеанских геотраверзах, выполненных Российской геологической службой и являющихся одним из фундаментальных достижений отечественной науки в области геологического изучения дна Мирового океана.

Созданы электронная и полиграфическая версии Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов, содержащего цифровые карты аномальных магнитного и гравитационного полей, модели плотностной и магнитной неоднородности земной коры, карты рельефа дна и особенностей его морфологии, мощности осадочного чехла, геоморфологического, тектонического и металло-генического районирования Электронная версия атласа предназначена для воспроизведения с целью обеспечения заинтересованных потребителей цветными распечатками Атласа или отдельных его карт, а также для пополнения соответствующих ведомственных геоинформационных систем цифровыми моделями карт и атласов в соответствии с мероприятием 5 проблемы VIII Подпрограммы "Минеральные ресурсы Мирового океана, Арктики и Антарктики" федеральной целевой программы "Мировой океан".

Реализация при создании карт Атласа концепции районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна трансокеанских геотраверзов по различным картировочным (в том числе и статистическим) параметрам с применением специально разработанной автоматизированной системы трансформаций позволила выявить некоторые новые аспекты в структуре и эволюции океанской литосферы южных приэкваториальных зон Атлантического и Индийского океанов, а именно:

- установлена четко выраженная асимметрия Срединно-Атлантического хребта, наблюдающаяся в структуре как поверхностных, так и глубинных слоев литосферы, являющаяся неотъемлемой, а, возможно, и фундаментальной чертой строения САХ;

- в структуре разновозрастной океанической литосферы геотраверзов установлено проявление трех региональных структурных планов: "спрединго-вого", как результата процессов аккреции литосферы в срединно-океанических хребтах, и не связанных с этими процессами "ортогонального" (широтно-меридионального) и "диагонального" планов, а также обнаружено наличие разномасштабных кольцевых структур, проявляющихся на различных структурных этажах океанской литосферы;

- в пределах обоих геотраверзов выявлены обширные области пост-спрединговой тектономагматической активизации, проявляющиеся, в частности, в развитии внутриплитных деформаций литосферы и её повышенной тре-щиноватости.

Эти факты указывают на то, что на смену представлениям об обусловленности строения океанской литосферы лишь процессом пассивного подъема истощенной верхней мантии и ее последующим симметричным растеканием относительно оси раздвига плит должны прийти гораздо более сложные геодинамические модели процессов на их аккреционных границах и во внутри-плитовом пространстве.

Исходя из результатов комплексной интерпретации регулярных геолого-геофизических исследований на Анголо-Бразильском и Маскаренско-Австралийском трансокеанских геотраверзах, результатов высокоточных магнитометрических съёмок на шельфе, обобщения известных на настоящее время данных о закономерностях распределения субмаринных твёрдых полезных ископаемых, можно сформулировать некоторые из основных принципов регионального прикладного металлогенического районирования дна Мирового океана на основе морских геолого-геофизических исследований, которые, по мнению автора, состоят в следующем:

1. Поскольку для железомарганцевых образований (ЖМК, КМК) и фосфоритов главными рудообразующими факторами являются экзогенные (включая нептунические), основными поисковыми признаками ЖМО являются глубины океанского дна (продуктивные батиметрические интервалы), геоморфологические особенности дна, мощность рыхлых осадков и характер субстрата.

В соответствии с этим районирование распространения КМК, ЖМК и фосфоритов заключается в комплексном анализе (в интерактивном режиме) соответствующих цифровых карт — рельеф океанского дна, крутизна склонов рельефа, мощность рыхлых осадков и осадочного чехла в целом, с целью выделения обстановок, соответствующих условиям накопления данных видов ТПИ.

В целом, принципы металлогенического (минерагенического) районирования КМК, ЖМК и фосфоритов могут быть сформулированы как геомор-фолого-седиментационные.

Аналогичные принципы могут быть приняты при районировании шельфового россыпеобразования. Перспективным способом металлогенического районирования при этом можно считать выполнение высокоточных морских магнито-градиентометрических и каппаметрических съёмок и комплексный анализ их результатов.

2. Главным для процесса формирования глубоководных колчеданных руд в вулканически активных зонах Мирового океана является эндогенный фактор, тесно связанный с тектоническими особенностями строения океанского дна, составом и возрастом вмещающих магматитов, интенсивностью осад-конакопления, обуславливающими наличие проявлений гидротермальной активности и определяющими тип колчеданного оруденения, состав и геохимический тип колчеданных формаций.

В соответствии с этим районирование распространения колчеданного оруденения заключается в комплексном анализе карт тектонического районирования и мощности осадочного чехла, с целью выделения металлогенических обстановок, благоприятных для формирования колчеданных руд. В свою очередь, тектоническое районирование основывается на комплексном анализе карт геоморфологического районирования, районирования потенциальных геофизических полей, распределения плотностных и магнитных неоднородно-стей и магматизма вулканогенных образований.

В целом, принципы металлогенического районирования колчеданного оруденения могут быть определены как тектонтическо-седиментационные.

Основанная на этих принципах методика геолого-геофизического районирования дна мирового океана при металлогенических исследованиях состоит в комплексном районировании рельефа дна и потенциальных геофизических полей по статистическим и геологическим картировочным параметрам (результаты частотной фильтрации и оценки дисперсий, взаимные корреляционные связи, величины полных горизонтальных градиентов, распределение неоднородностей плотностных и магнитовозмущающих сред) с целью выделения металлогенических обстановок, перспективных на развитие колчеданного оруденения, накопление железомарганцевых образований, фосфоритов и развитие шельфового россыпеобразования. Необходимой частью методики является комплексное применение при районировании результатов сейсмических, петрологических и геохимических исследований.

Заключая, отметим, что площадь океанского дна в пределах Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов является одним из наиболее изученных в региональном отношении ("эталонным") районом Мирового океана. Результаты проведённых здесь исследований создают достаточно надёжную основу для уточнения представлений о тектоническом строении, эволюции и металлогении океанской литосферы. Наличие в пределах геотраверзов субмаринных скоплений основных типов океанских твёрдых полезных ископаемых позволяет установить корреляционные связи между геолого-геофизическими особенностями и металлогенией региона, а карты Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов, отражающие эти связи, могут служить основой для выработки критериев металлогенического районирования океанского дна.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Углов, Борис Дмитриевич, Москва

1. Авдонин В.В. Формационные аспекты эндогенной металлогении Мирового океана М.: Геоинформцентр, 2002, 45 с.

2. Авдонин В.В., Кругляков В.В. Проблемы экзогенной металлогении Мирового океана-М.: Геоинформцентр, 2003, 31 с.

3. Авдонин В.В., Кругляков В.В., И.Н. Пономарёва, Титова Е.В. Полезные ископаемые Мирового океана М.: МГУ, 2000, 160 с.

4. Анголо-Бразильский геотраверс. Батиметрическая карта (1:2 000 000) /ред. Ю.Е. Погребицкий, Г.Д. Нарышкин Л.: ГУНИО МО СССР, 1988.

5. Андреев С.И. Металлогения железомарганцевых образований Мирового океана С-Пб: Недра, 1994, 192 с.

6. Андреев С.И., Аникеева Л.И., Иванова A.M. и др. Объяснительная записка к карте твёрдых полезных ископаемых Мирового океана и геоморфологической карте Мирового океана (1:25 000 000) /ред. И.С. Грамберг — Л.-СПб: ВНИИОкеангеология, 1991, 68 с.

7. Аппаратурно-программный комплекс для дифференциальных гидромагнитных исследований / Углов Б.Д., Лейбов М.Б., Скрипка А.П., Ласкина В.В. // Геофизическая аппаратура Л: Недра, 1989, вып. 91, с. 15-22

8. Апродов В.А. Вулканы М.: Мысль, 1982, 205 с.

9. Артемьев М.Е., Кабан М.К. Изостазия и кросс-спектральный метод её изучения // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1987, № 4, с. 85-98

10. Батурин Г.Н. Геохимия железомарганцевых конкреций океана М.: Наука, 1986, 325 с.

11. Батурин Г.Н. Руды океана М.: Наука, 1993, 303 с.

12. Безруков П.Л., Андрущенко П.Ф. К геохимии железомарганцевых конкреций Индийского океана // Изв. АН СССР, сер. геологическая, 1973, № 9, с. 18-37

13. Беляев И.И. Разработка, исследование и применение протонных магнитометров для аэромагнитной и гидромагнитной съёмок. Автореферат канд.дисс. M.: ВНИИГеофизика, 1971, 20 с.

14. Беляев И.И., Филин A.M. Морской дифференциальный магнитометр ДПМ-2 и опыт его применения // Океанология, 1990, т. 30, № 6, с. 1031-1036

15. Бережная J1.T., Телепин М.А., Чернов A.A. Программно-методическое обеспечение обработки и интерпретации данных гравиразведки и магниторазведки на ПЭВМ (типа IBM PC AT. Руководство геофизика М.: Нефтегеофи-зика, 1992, 106 с.

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

17. Богданов Ю.А. Пелагический осадочный процесс. Автореферат докт. ' дисс.-М., 1980,44 с.

18. Богданов Ю.А. Систематика современных сульфидных залежей дна океана // Геология рудных месторождений, 2000, т. 42, № 6, с. 499-512

19. Вулканизм и океанское колчеданообразование / Ельянова Е.А., Миронов Ю.В., Зорина Ю.Г., Мирлин Е.Г. М.: Научный мир, 1999, 176 с.

20. Высокоточная гидромагнитная съёмка: аппаратура и вопросы методики / Углов Б.Д., Скрипка А.П., Лыгин В.А., Лейбов М.Б. // Аппаратура и методы изучения гравитационного и магнитного полей в Мировом океане — Геленджик: Южморгеология, 1986, с. 10-24

21. Геология и геофизика дна Восточной части Индийского океана / ред. П.Л. Безруков, Ю.П. Непрочнов -М.: Наука, 1981, 255 с.

22. Геология и металлогения типовых островных геоструктур Мирового океана / Ельянова Е.А., Заскинд Е.С., Зорина Ю.Г., Лапидус А.Г., Углов Б.Д. // Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века С-Пб: ВСЕГЕИ, 2000, т. 3, с.116

23. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана Варшава: Интер-моргео, 1990, 756 с.

24. Гидротермальные сульфидные руды и.металлоносные осадки океана / ред. И.С. Грамберг, А.И. Айнемер С-Пб: Недра, 1992, 278 с.

25. Глубинное сейсмическое зондирование литосферы на Анголо-Бразильском геотраверсе / ред. С.М. Зверев, И.П. Косминская, Ю.В. Тулина

26. M.: ОИФЗ РАН, 1996, 152 с.

27. Гордин В.М. Учёт вариаций геомагнитного поля по материалам гидромагнитной съёмки // ЭИ ВИЭМС. Морская геология и геофизика — М.: ВИЭМС, 1980, вып. 3, с. 1-14

28. Гордин В.М., Розе E.H. Углов Б.Д. Морская магнитометрия — М.: Недра, 1986, 232 с.

29. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки Мирового океана М.: Научный мир, 1998, 340 с.

30. Гурвич Е.Г., Левитан М.А., Лисицин А.П. О древних металлоносных отложениях Индийского океана // Докл. АН СССР, 1988, т. 302, № 4, с. 915914

31. Дуглас В.К., Шульгин B.C. Геологические исследования на шельфе методами морской каппаметрии и радиометрии // Вестник ЛГУ, 1982, вып. 3, № 18, с. 74-79

32. Ельянова Е.А., Миронов Ю.В., Черкасов C.B. Связь гидротермальных процессов с вулкано-тектонической цикличностью развития высокоскоростных центров спрединга // Геол. рудн. месторождений, 1989, т. XXXI, № 4, с. 103-107

33. Железомарганцевые конкреции Мирового океана / ред. Ю.Б. Казьмин -Л.: Труды ВНИИОкеангеологии, 1984, т. 192, 174 с.

34. Железомарганцевые конкреции Центральной котловины Индийского океана / Скорнякова Н.С., Свальнов В.Н., Мурдмаа И.О. и др. М.: Наука, 1989, 223 с.

35. Железомарганцевые конкреции центральной части Тихого океана / ред. И.О. Мурдмаа, Н.С. Скорнякова-М.: Наука, 1986, 343 с.

36. Золотарев Б.П., Артамонов A.B., Ерощев-Шак В.А. Вертикальная аккреция океанической коры Индийского океана и проблема мантийных горячих точек / Известия секции наук о Земле РАЕН, 2001, вып. 7, с. 103-121

37. Зорина Ю.Г., Пшенина И.А., Мирлин Е.Г. Строение океанических рифтов и субмаринное гидротермальное рудообразование // Руды и металлы, 1996, № 1, с. 25-32

38. Изучение геологии и рудоносности Мирового океана вклад ЦНИГРИ / Углов Б.Д., Болотов JI.A., Былинский E.H., Зорина Ю.Г., Мирлин Е.Г., Миронов Ю.В., Пшенина И.А. // Отечественная геология, 1995, № 3, с. 66-76

39. Кара В.И., Евсюгов Ю.Д. Геоморфология и история развития рельефа дна одного из районов Центральной котловины Индийского океана // Океанология, 1988, т. XXVIII, вып.З, с. 407-413

40. Кара В.И., Евсюгов Ю.Д., Драчева Е.В. Строение центральной части Аравийско-Индийского срединного хребта // Океанология, 1992, т. 32, № 3, с. 518-524

41. Карта металлоносности Мирового океана (1:20 000 000) / Егиазаров Б.Х., Андреев С.И. и др. С-Пб: ВНИИОкеангеология, 1992

42. Карта твёрдых полезных ископаемых Мирового океана и Геоморфологическая карта Мирового океана (1:25 000 000) / Андреев С.И. и др. Прага: Академия, 1991

43. Кобальтомарганцевые корки Мирового океана (методические документы) / ред. М.М. Задорнов и др. — М.: Геоинформмарк, 1996, 260 с.

44. Комарова О.И., Мирлин Е.Г., Углов Б.Д. Асимметрия тектоносферы

45. Срединно-Атлантического хребта в пределах Анголо-Бразильского геотраверза // Доклады РАН, 1993, т. 333, № 5, с. 638-641

46. Краснов С.Г. Условия и обстановки формирования сульфидных руд в океане // Литогенез и рудообразование в океане Л.: ПГО "Севморгеология",1989, с.66-74

47. Краснов С.Г., Ельянова Е.А. Сравнительный анализ современного и древнего колчеданного рудообразования // Геология рудных месторождений,1990, №4, с. 76-88.

48. Красный Л.И. Глобальная система геоблоков М.: Недра, 1984, 223с. Кривцов А.И. Принципы классификации геологических формаций по их роли в рудогенезе // Геол. рудн. месторожд., 1984, № 1, с. 67-71

49. Лебедев Л.М., Черкашев Г.А., Цепин А.И. Новые данные по минералогии сульфидных илов впадины Атлантис II в Красном море // Докл. АН СССР, 1988, т.301, № 5, с.1186-1190

50. Леин А.Ю., Черкашёв Г.А., Ульянов A.A. и др. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачёв-2 и Рейнбоу: черты сходства и различий // Геохимия, 2003, № 3, с. 304-328

51. Лисицин А.П. Процессы океанской седиментации. Литология и геохимия М.: Наука, 1978, 391 с.

52. Лисицин А.П., Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г. Гидротермальные образования рифтовых зон океана М.: Наука, 1990, 256 с.

53. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Зоненшайн Л.П. "Чёрные курильщики" Калифорнийского залива // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1989, № 12, с. 3-20

54. Литосфера Индийского океана по геофизическим данным / ред. A.B. Чекунов, Ю.П. Непрочнов Киев: Наукова думка, 1990, 157 с.

55. Маракушев A.A., Панеях H.A., Шарфман B.C. Природа колчеданонос-ных формаций //Доклады РАН, 1993, т. 329, № 1, с. 97-90

56. Марков И.М. Опыт обработки данных морской магнитной съёмки с целью выделения геомагнитных вариаций // ЭИ ВИЭМС. Морская геология и геофизика-М.: ВИЭМС, 1984, вып. 5, с. 1-10

57. Маслов Л.А. Геодинамика Тихоокеанского сегмента Земли М.: Наука, 1991,83 с.

58. Международный геолого-геофизический атлас Атлантического океана / ред. Г.Б. Удинцев-М.: ГУГК СССР, 1989-1990, 158 с.

59. Металлогеническая зональность Мирового океана / ред. С.И. Андреев, И.С. Грамберг-С-Пб: ВНИИОкеангеология, 1997, 172 с.

60. Металлогеническая карта Мирового океана (1:15 000 000) / ред. С.И. Андреев, н. рук. И.С. Грамберг-С-Пб: ВНИИОкеангеология, 2000

61. Металлогеническая карта Мирового океана (1:10 000 000). Объяснительная записка / ред. С.И. Андреев, И.С. Грамберг С-Пб: ВНИИОкеангеология, СО ИНТЕРОКЕАНМЕТАЛЛ, 1998, 212 с.

62. Металлогеническая карта Тихоокеанского рудного пояса (1:10 000 000) / ред. Е.А. Радкевич Л.: ВСЕГЕИ, 1980

63. Металлогенический потенциал дна Мирового океана в зонах Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов / Углов Б.Д., Миронов Ю.В., Зорина Ю.Г., Былинский E.H., Емельянов A.A. // Руды и металлы, 1997, №6, с. 10-16

64. Мирлин Е.Г., Лейбов М.Б., Углов Б.Д. Внутриплитная тектоно-магматическая активность в Западно-Австралийской котловине Индийского океана (по магнитометрическим данным) // Доклады РАН, 1992, т. 324, N° 5, с. 1064-1068

65. Мирлин Е.Г., Углов Б.Д. К проблеме внутриплитовых деформаций океанской литосферы: распространение, масштабы, геофизические проявления // Геология морей и океанов. Тезисы докладов 11-й Международной школы морской геологии, т. 2 М.: ИО РАН, 1994, с. 33

66. Мирлин Е.Г., Углов Б.Д., Лейбов М.Б. Плотностные и магнитные неоднородности литосферы в зоне внутриплитных деформаций Индийского океанак

67. Руды и металлы, 1992, стартовый номер, с. 19-24

68. Миронов Ю.В. Вулканогенные формации областей современного океанского колчеданообразования. Автореферат канд. дисс. — М.: ЦНИГРИ, 1996, 24 с.

69. Миронов Ю.В. К вопросу о методологии анализа вариаций петрохими-ческого состава базальтов срединно-океанических хребтов // Геохимия, 1991, № 12, с. 1744-1751

70. Миронов Ю.В. Соотношение титана и калия в базальтах как индикатор тектонической обстановки // Докл. АН СССР, 1990, т. 314, № 6, с. 1484-1487

71. Миронов Ю.В., Ельянова Е.А., Зорина Ю.Г. Значение и возможности петрохимических исследований для реконструкции обстановок колчеданообразования // Металлогения современных и древних океанов М.: ЦНИГРИ, 1992, с. 130-137

72. Миронов Ю.В., Ельянова Е.А., Зорина Ю.Г., Мирлин Е.Г. Вулканизм и океанское колчеданообразование — М.: Научный мир, 1999, 176 с.

73. Миронов Ю.В., Углов Б.Д. Магматизм районов Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XII Международной школы морской геологии, т. 2 -М.: Геос, 1997, с. 114-115

74. Миронов Ю.В., Углов Б.Д. Магматизм южной приэкваториальной зоны Атлантического и Индийского океанов // Отечественная геология, 1998, № 1, с. 40-46

75. Морской буксируемый каппаметр-радиометр / Углов Б.Д., Волтер Л., Янак Ф., Шульгин B.C., Лыгин В.А. // Аппаратура и методы изучения гравитационного и магнитного полей в Мировом океане Геленджик: Южморгеоло-гия, 1986, с. 25-31

76. Об учёте циклических вариаций геомагнитного поля способом полосовой фильтрации при гидромагнитных съёмках / Булычев A.A., Лейбов М.Б., Лыгин В.А., Углов Б.Д. // Океанология, 1987, т. XXVII, вып. 5, с. 863-867

77. Объяснительная записка к «Металлогенической карте Мирового океана» (1:10 ООО ООО) / ред. С.И. Андреев С-Пб: ВНИИОкеангеология, 1998, 212 с.

78. Опыт исключения длиннопериодной составляющей вариации геомагнитного поля по данным гидромагнитной съёмки / Рожденственский С.С., Донец Е.Г., Карасик A.M., Пылаева Т.А. // Геофизические методы разведки в Арктике Л.: НИИГА, 1978, с. 82-89

79. Орлов В.П. Место России в минерально-сырьевой базе Мира // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление, 1995, № 6, с. 4-6

80. Отчет по опытно-методическим работам на металлоносные осадки и сульфидные руды в Красном море и Индийском океане. Поход на НИС "Антарес" 1985-87 гг. / Ткаченко Г.Г., Кравчук О.П., Чередниченко А.П., Слюсарь Б.В.-Одесса: ОГУ, 1988

81. Оценка минерально-сырьевого потенциала (твёрдые полезные ископаемые) зон особых интересов основных стран в Мировом океане / Былинский E.H., Болотов Л.А., Углов Б.Д. и др. (отчёт) М.: ЦНИГРИ, 1996, 223 с.

82. Панаев В.А., Митулов С.Н. Сейсмостратиграфия осадочного чехла Атлантического океана —М.: Недра, 1993, 246 с.

83. Пилипенко А.И. Сейсмические аномалии как индикаторы внутрипли-товой эндогенной активности Северо-Австралийской котловины // Докл. РАН, 1997, т. 354, №4, с. 509-513

84. Пилипенко А.И. Сейсмостратиграфические особенности осадочного чехла Индийского океана // Литология и полезные ископаемые, 1992, № 1, с. 119-128

85. Пилипенко А.И. Сейсмостратиграфическое расчленение центральной части Маскаренского хребта (Индийский океан) // Докл. АН СССР, 1989, т. 307, № 1, с. 182-185

86. Пилипенко А.И. Строение асейсмических хребтов в зоне Маскаренско-Австралийского геотраверза (Индийский океан) // Геотектоника, 1994, № 6, с. 42-53

87. Пилипенко А.И., Мирлин Е.Г., Сивуха Н.М. Внутриплитные деформации литосферы в Западно-Австралийской котловине // Геотектоника, 1991, № 1, с. 109-122.

88. Подводные геологические исследования гидротермального поля Рейн-боу (Срединно-Атлантический хребет) / Ю.А. Богданов, A.M. Сагалевич, Е.Г. Гурвич и др. // Докл. РАН., 1999, т. 365, № 5, с. 630-635

89. Практические вопросы повышения точности морских магнитных съёмок / Лейбов М.Б., Булычев A.A., Гайнанов А.Г., Лыгин В.А., Мелихов В.Р., Углов Б.Д. М.: ВИНИТИ, 1986, Деп. № 9041-В861, 140 с.

90. Практические вопросы техники и методики морских дифференциальных магнитометрических исследований / Углов Б.Д., Лейбов М.Б., Лыгин В.А., Скрипка А.П., Кононков Г.А., Шматков А.Г. М.: ВИНИТИ, 1989, Деп. № 7720-В89, 126 с.

91. Рона П. Гидротермальная минерализация областей спрединга в океане -М.: Мир, 1986, 160 с.

92. Семевский Р.Б. К вопросу применения интегрирующего дифференциального магнитометра//Геофизическая аппаратура, 1984, вып. 77, с. 3-11

93. Современное состояние морской магнитометрической аппаратуры / Беляев И.И., Гордин В.М., Любимов В.В., Углов Б.Д. // IV Всесоюзный съезд по геомагнетизму. Тезисы докладов Владимир-Суздаль: ИФЗ АН СССР, 1991, с. 68-69

94. Современные методы повышения точности морских магнитных съёмок / Лейбов М.Б., Мелихов В.Р., Булычев A.A., Шамаро A.M., Углов Б.Д., Гайна-нов А.Г. -М.: ВИЭМС, Морская геология и геофизика, обзор, 1988, 48 с.

95. Сузюмов А.Е., Лукьянов C.B. Новые данные о возрасте ложа восточной части Индийского океана // Докл. АН СССР, 1982, т.263, № 2, с. 409-412

96. Сущевская Н.М., Кононкова H.H., Колесов Г.М. и др. Эволюция толеи-тового магматизма западной части Индийского океана (по данным изучения закалочных стекол) //Геохимия, 1986, № 2, с. 157-169

97. Твёрдые полезные ископаемые дна Мирового океана и оценка стоимости российских недр / Глумов И.Ф., Задорнов М.М., Углов Б.Д., Болотов Л.А., Кулындышев В.А. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление, 1997, №5, с. 14-18

98. Титаева H.A., Миронов Ю.В. Реликты континентальной литосферы в Атлантике по данным систематик (Th/U)Pb, (Th/U)Th и (K/Ti) // Геология морей и океанов. Тезисы докл. II Международной школы морской геологии, т. 2 М.: ИО РАН, 1994, с. 190-191

99. Углов Б.Д. Дифференциальная магнитометрия как способ повышения геологической эффективности геофизических исследований // IV Всесоюзный съезд по геомагнетизму. Тезисы докладов Владимир-Суздаль: ИФЗ АН СССР, 1991, с. 98-99

100. Углов Б.Д. Исследование осадочных отложений по данным высокоточной гидромагнитной съёмки // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отд. геол., 1987, т. 62, вып. 2, с. 55-63

101. Углов Б.Д. Комплекс морской магнитометрической аппаратуры // Проблемы изучения и освоения минеральных ресурсов Мирового океана Л.: Севморгеология, 1984, с. 125-133

102. Углов Б.Д. Опыт разработки и применения квантовых дифференциальных магнитометров для высокоточных гидромагнитных съёмок // Тезисы докладов 1-го Всесоюзного семинара «Квантовые магнитометры» Л.: ГОИ им. С.И. Вавилова, 1988, с. 30-31

103. Углов Б.Д. Особенности дизъюнктивной тектоники океанской литосферы Южной приэкваториальной Атлантики // Геология морей и океанов. Тезисы докладов 11-й Международной школы морской геологии, т. 2 М.: ИО РАН, 1994, с. 60

104. Углов Б.Д. Структура океанской литосферы, отраженная в картах Геолого-геофизического атласа Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского геотраверзов // Отечественная геология, 2000, № 3, с. 25

105. Углов Б.Д. Структура рельефа дна в пределах Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотраверзов // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XIII Международной школы морской геологии, т. II М.: ИО РАН, 1999, с. 394-395

106. Углов Б.Д., Былинский E.H. Глубоководные твёрдые полезные ископаемые Мирового океана: перспективы освоения и возможная роль в металло-обеспечении Мира в первой половине XXI века // Руды и металлы, 1999, № 1, с. 23-24

107. Углов Б.Д., Былинский E.H. Перспективы освоения минерально-сырьевого потенциала твёрдых полезных ископаемых дна Мирового океана и интересы России // Отечественная геология, 1999, № 1, с. 48-54

108. Углов Б.Д, Голикова О.И., Шеин В.А. Об эффективности применения квантовой градиенто-магнитометрической аппаратуры КММГ-1 // Экономика нефтяной промышленности, 1979, вып. 9, с. 21-25

109. Углов Б.Д., Зорина Ю.Г. Тектоника и глубинное строение океанской литосферы южной приэкваториальной части Атлантического и Индийского океанов // Руды и металлы, 1997, № 4, с. 34

110. Углов Б.Д., Зорина Ю.Г., Кабан М.К. Геолого-геофизический атлас Анголо-Бразильского и Маскаренско-Австралийского трансокеанских геотравер-зов. -М.: ЦНИГРИ, 1999, 24 с.

111. Углов Б.Д., Лейбов М.Б. Аппаратурно-программное обеспечение дифференциальных гидромагнитных исследований // Электромагнитная индукция в Мировом океане. Часть I М.: Наука, 1988, с. 24-29

112. Углов Б.Д., Лейбов М.Б., Лыгин В.А. Опыт дифференциальных гидромагнитных исследований в океане // Проблемы геофизики океанского дна. Тезисы докладов 1-й Всесоюзной конференции по морской геофизике, т. 1 — М.: ИОАН СССР, 1987, с. 108-109

113. Углов Б.Д., Лыгин В.А. О стабильности геометрических параметров систем буксировки морских дифференциальных магнитометров // Вестник МГУ. Серия 4 Геология, 1988, № 6, с. 89-93

114. Углов Б.Д., Маловицкий Я.П., Федынский В.В. Новые возможности морской магниторазведки // Докл. АН СССР, 1976,-т. 231, № 1, с. 64-67

115. Углов Б.Д., Скрипка А.П. Морской протонный магнитометр ММП-2 // Физическая электроника Львов: Высшая школа, 1984, вып. 28, с. 104-107

116. Углов Б.Д., Чернов A.A. Автоматизированная система трансформаций для районирования потенциальных геофизических полей и рельефа дна акваторий // Руды и металлы, 1995, № 5, с. 102-111

117. Условия образования и закономерности размещения железомарганце-вых конкреций Мирового океана / О.Д. Корсаков, В.М. Юбко, В.Я. Пьянков и др. Л.: Недра, 1987, 259 с.

118. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок — М.: МГУ, 1997, 320 с.

119. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии М.: Наука, 1995, 190 с.

120. Харленд У.Б., Кокс A.B., Левел л ин П.Г. и др. Шкала геологического времени-М.: Мир, 1985, 140 с.

121. Цехоня Т.И., Сущевская Н.М. Условия фракционирования толеитовых расплавов в различных тектонических сегментах Южной провинции Средин-но-Атлантического хребта // Геохимия, 1995, № 1, с. 14-28

122. Шнюков Е.Ф. Геология и металлогения северной и экваториальной частей Индийского океана Киев: Наукова думка, 1984, 165 с.

123. Шнюков И.Ф., Старостенко В.И., Плошко В.В. Геология и металлогения тропической Атлантики Киев: Наукова думка, 1990, 180 с.

124. Шрейдер A.A. Палеоокеанологическое изучение аномального геомагнитного поля Индийского океана. Автореферат докт. дисс. М., 1989, 44 с.

125. Юбко В.М. Металлогеническая зональность марганцевоносных провинций Мирового океана. Автореферат докт. дисс. Новочеркасск, 1992, 39 с.

126. Arrhenius G. Pelagic sediments // The sea, ideas, observations, 1963, № 3, p.665.727

127. Artemjev M.E., Kaban M.K., Kucherinenco V.A., Demjanov G.V., Taranov V.A. Subcrustal density inhomogeneities of the northern Eurasia as derived from the gravity data and isostatic models of the lithosphere // Tectonophysics, 1994, v. 240, p. 248-280

128. Ashalathe D., Subrahmanyam C., Singh R.W. Origin and compensation of Chagos-Laccodive ridge, Indian ocean, from admittance analyses of gravity and bathymetry data//Earth and Planet. Sci. Lett., 1991, v. 105, № 1-3, p. 47-54

129. Baldridge W.S., Eyal Y., Bartov Y. et al. Miocene magmatism of Sinai related to the opening of the Red Sea // Tectonophysics, 1991, v. 197, p. 181-201

130. Blakely R.J., Simpson R.W. Approximating edges of source bodies from magnetic and gravity anomalies // Geophysics, 1986, vol.51, № 7, p.1494-1498

131. Bonatti E., Nayudu Y.R. The origin of manganese nodules on the ocean floor // American Journal of Science, 1965, v. 263, № 1, p. 17-39

132. Buffer R.T. Geological history of the eastern Argo Abissal Plain based on ODP drilling and seismic data // AGSO J. of Australian geol. and geoph., 1994, vol.15, № 1, p. 157-164

133. Cazenave A., Dominh K., Allegre C J., Marsh J.G. Global relationship between oceanic geoid and topography // J. Geophys. Res., 1986, v. 91, B, p. 1143911450

134. Clark L.A. Genetic implications of fragmental ore texture in Japanese Ku-roko deposits // CIM Bull., 1983, vol. 76, No 849, p. 105-114

135. Cochran J.R. An analysis of isostasy in the World's oceans; 2, Midoceanic ridge crests // J. Geophys. Res., 1979, v.84, B, p .4713-4729

136. Cochran S., Stow D., Auroux C. et al. Collision in the Indian ocean // Nature, 1987, v. 330, p. 319-321

137. Cordell L., Grauch V.J.S. Mapping basement magnetization zones from aeromagnetic data in the San Juan Basin, New Mexico // The utility of regional gravity and magnetic anomaly maps: Soc. Explor. Geophys., 1985, p.181-197

138. Crawford A.J., von Rad U. The petrology, geochemistry and implications of basalts dredged from the Rowley Terrace-Scott Plateau and Exmouth Plato Margins northwest Australia // AGSO J. of Australia Geology and Geophysics, 1994, v. 15, № 1, p. 43-54

139. Davis E.E., Lister C.R.B. Fundamentals of ridge crest topography // Earth and Planet Sci. Lett., 1974, v.21, p.405-413

140. Dorman L.M., Lewis B.T.R. Experimental isostasy. 1. Theory of determination of the Earth's isostatic response to a concentrated load // J. Geophys. Res., 1970, v. 75, B, p. 3357-3365

141. Exon N. An introduction to the geology of the outer Margin of Australian North West Shelf// AGSO J. of Australian Geology and Geophysics, 1994, vol. 15, № 1, p. 3-10

142. Exon N.F., Colwell J.D. Geological history of the outer northwest Shelf of Australia: a synthesis // AGSO J. of Australian Geology and Geophysics, 1994, vol. 15, № i,p. 177-190

143. Francis T.J.G., Shor G.G. Seismic refraction measurements in the northwest Indian Ocean //J. Geoph. Res., 1966, v. 71, p. 427-449

144. Gracham D.W., Jenkins W.J., Schilling J.-G. et al. Helium isotope geochemistry of mid-ocean ridge basalts from the South Atlantic // Earth. Planet. Sci. Lett., 1992, v. 110, p. 133

145. Hager B.H. Global isostatic geoid anomalies for plate and boundary layer models of the lithosphere // Earth and Planet. Sci. Lett., 1983, v.63, p. 97-109

146. Hager B.H. Global isostatic geoid anomalies for plate and boundary layer models of the lithosphere // Earth and Planet. Sci. Lett., 1983, v. 63, p. 97-109

147. Hart S.R. A large-scale isotope anomaly in the Southern Hemisphere mantle // Nature, 1984, v. 309, p. 493

148. Kaban M.K., Schwintzer P., Tikhotsky S.A. Global isostaic residual geoid and isostatic gravity anomalies // Accepted for publishing in Geophysical Journal International, 1998

149. Kostoglodov V.V., Kogan M.G., Magnitskaya E.I. Isostasy of the southern Mid-Atlantic Ridge; long-wavelength and short-wavelength effects // J. Geophys. Res., 1981, v. 86, B, p. 7825-7841

150. Malahoff A., McMurtry G., Wiltshire J., Yen H.-W. Geology and chemistry of hidrothermal deposits from active submarine volcano Loihi, Hawaii // Nature, 1982a, v. 338, № 5871, p. 234-239

151. Manheim F.T. Marine cobalt resources // Science, 1986, v. 232, № 4750, p. 600-608

152. Massive sulfide deposition and sediment alteration in the Escanaba trough. Gorda ridge. North East Pacific ocean // Abst. 28th Intern. Geol. Congr. Wash. (D.C.), 1989

153. McKenzie D.P. Some remarks on heat flow and gravity anomalies // J. Geo-phys. Res., 1967, v. 72, B, p. 6261-6273

154. McKenzie D.P., Bowin C. The relation between bathymetry and gravity in the Atlantic Ocean//J. Geophys. Res., 1976, v.81, B, p. 1903-1915

155. Mining development scenario for cobalt-rich manganese crusts in the Exclusive Economic Zones of the Hawaiian Archipelago and Johnston Island. Resource assessment / Johnson C.J. et al Honolulu: Dept. of planning and economic development, 1987, p. 19-78

156. Mirlin E.G., Uglov B.D. The dynamics of the ocean lithosphere (in accordance with new data on the transocean geotransects) // L.P. Zonenshain Memorial Conference on Plate Tectonics. Abstracts M.: IO AN USSR, GEOMAR, 1993, p. 106

157. Müller R.D., Roest W.R., Royer J.-Y., Gahagan L.M., Sclater J.G. A digital age map of the ocean floor // 1993, Scripps Inst, of Oceanography, SIO Reference Series No. 93-30, Univ. of California, San Diego

158. Price R.S., Kennedy A.K., Riggs-Sneeringer M. et al. Geochemistry of basalts from the Indian ocean triple junction: implications for the generation and evolution of Indian ocean ridge basalts // Earth. Planet. Sei. Lett., 1986, v. 78, p. 379396

159. Probable modern analogue of Kuroko-type massive sulphide deposits in the Okinawa Trough back-arc basin / Halbach P., Nacamura K., Wahsner M. et al // Nature, 1989, v. 338, p. 496-499

160. Rabinowitz P.D., Labrecque J.L. The isostatic gravity anomaly: key to the evolution of the ocean-continent boundary at passive continental margins // Earth and Planet. Sei. Lett. 1977, v. 35, p. 145-150

161. Ramsay D.C., Exon N.F. Structure and tectonic history of the northern Ex-mouth Plateau and Rowley Terrace: outer North West Shelf // AGSO J. of Australian Geology and Geophysics, 1994, vol. 15, № 1, p. 55-70

162. Rao D.G., Krishna K.S., Pilipenko AJ. et al. Tectonic and sedimentary history of the Argo Abissal Plain, eastern Indian ocean // AGSO J. of Australian Geology and Geophysics,. 1994, vol.15, № 1, p. 165-176

163. Sawkins F.G. Some thoughts on the genesis of Kuroko-type deposits // Geol. Real. Worlds. Kingsley Durham Reunion, 14-17 Apr., 1985, London, 1986, p. 387394

164. Schilling J.-G., Thompson G., Kingsley R. et al. Hotspot-migrating ridge interaction in the South Atlantic //Nature, 1985, v. 313 № 5999, p. 187-191

165. Schlich R. The Indian Ocean: aseismic ridges, spreading centers and oceanic basins // Ocean basins and margins, v. 6. Indian Ocean N.Y.: Plenum Press, 1982, p. 51-147

166. Sclater J.G., Francheteau J. The implications of terrestrial heat flow observations on current tectonic and geochemical models of the crust and upper mantle of the Earth // Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 1970, v. 20, p. 509-542

167. Singh D.D. Recent results on the structure of bay of Bengal and Indian ocean from the surface wave dispersion studies // Current Science, 1992, v. 62, № 1-2, Special Issue, p. 155-162

168. Turcotte D.L., Oxburgh E.R. Finite amplitude convective cells and continental drift // J. Fluid Mech., 1967, v. 28, p. 29-42

169. Uglov B.D. Structure of the ocean lithosphere reflected in the Geological-Geophysical Atlas of the Angola-Brazilian and Mascarene-Australian transocean geotransects // 31-st International Geological Congress. Abstract Rio de Janeiro, 2000

170. Weissel J.K., Anderson R.N., Geller C.A. Deformation of the Indo-Australian plate //Nature, 1980, v. 287, p.284-291

171. Yu-Shen Zang, Tanimoto T. Ridges, hotspots and their interaction as observed in seismic velocity maps // Science, 1992, v.355, p. 45-49

Информация о работе

Углов, Борис Дмитриевич
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.11

Диссертация

Геолого-геофизические основы минерагенического районирования дна Мирового океана - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы