Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Гидротермальное сульфидное рудообразование в северной части Срединно-Океанического Хребта Атлантического океана

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Гидротермальное сульфидное рудообразование в северной части Срединно-Океанического Хребта Атлантического океана"

На правах рукописи

ЧЕРКАШЁВ Георгий Александрович

ГИДРОТЕРМАЛЬНОЕ СУЛЬФИДНОЕ РУДООБРАЗОВАНИЕ В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКОГО ХРЕБТА АТЛАНТИЧЕСКОГО ОКЕАНА

25.00.11 — геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Санкт- Петербург 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана» (ФГУП ВНИИОкеангеология).

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Батурин Глеб Николаевич;

доктор геолого-минералогических наук, профессор ГричукДмитрий Викторович; доктор геолого-минералогических наук, профессор Казанский Вадим Иван ович.

Ведущая организация: Тихоокеанский Океанологический Институт им. В.И Ильичёва ДВО РАН, г. Владивосток

Защита состоится 21 декабря 2004 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 002.122.02 в Институте Геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, в конференц-зале. Адрес: 119017 Москва Старомонетный пер., 35

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЕМ РАН

Автореферат разослан 19 ноября 2004 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба направлять учёному секретарю Совета.

Факс (095)-230-21-79

Учёный секретарь диссертационного совета, д. г.-м. н.

И.В. Викентьев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В 2003 году исполнилось 25 лет событию, которое по праву называют одним из крупнейших в океанологии и морской геологии XX века, — открытию горячих источников на морском дне. В 1978 году были обнаружены зоны гидротермальной активности, в пределах которых происходит излияние высокотемпературных (более 35О°С) восстановленных флюидов, смешение их с холодной морской водой и, как результат, образование твердой фазы в форме сульфидных минералов. Вследствие этого процесса на морском дне накапливаются рудные залежи, ресурсы которых настолько значительны, что позволяют рассматривать их в качестве перспективных полезных ископаемых. При этом механизм субмаринного сульфидообразования близко соответствует условиям формирования древних колчеданных руд. Поэтому изучение подводных гидротермальных систем — современных «природных лабораторий» — позволяет проводить реконструкцию процессов формирования их палеоаналогов — колчеданных месторождений Урала, Алтая, Кипра, Японии, Португалии и других районов.

В ряду известных полезных ископаемых океана (железо марганцевые конкреции (ЖМК), кобальтмарганцевые корки (КМК), фосфориты и др.) сульфидные руды занимают особое положение в силу особенностей своей геологической позиции, состава и генезиса. Данные глубоководного бурения свидетельствуют о том, что мощность отдельных сульфидных залежей превышает 100 м, а их ресурсы достигают 10 млн. тонн руды (Zierenberg et al., 1998), что соответствует масштабам промышленно-значимых месторождений на суше.

Важной характеристикой гидротермальных сульфидных руд является высокая скорость накопления (в особенности в сравнении с формирующимися в течение миллионов лет ЖМК и КМК), что позволяет говорить о возобновляемом характере минеральных ресурсов этого типа. По мнению ряда специалистов (Glasby, 2000; 2002 и др.) массивные сульфиды будут первыми из разрабатываемых глубоководных океанских руд. В настоящее время получены первые лицензии на их добычу.

Проблема изучения сульфидных руд наряду с другими полезными ископаемыми океана (ЖМК, КМК, газовых гидратов) входит в состав приоритетных в рамках Федеральной Целевой Программы (ФЦП) «Мировой океан». Развитие этого направления морской отрасли МПР России определяется также такими государственными документами как «Морская доктрина» (2001), «Долговременная программа действий МПР России в части разведки и использования природных ресурсов и обеспечения охраны окружающей среды» (2001), ФЦП «Экология и Природные ресурсы России» (2000). В ежегодных пообъектных планах МПР России проблеме изучения океанских сульфидных руд отводится значительная роль; предусматривается проведение геологоразведочных

ких изысканий.

БИБЛЦОТКСА

СП* 08

По инициативе России в 1998 году в Международном Органе по Морскому Дну при ООН вслед за ЖМК начата процедура оценки потенциала других полезных ископаемых в международных водах Мирового океана. В первую очередь, начались слушания по проблеме сульфидных руд. Очевидно, в недалеком будущем будет начат процесс оформления национальных заявок на участки дна с сульфидным оруденением.

Тем временем, процесс освоения месторождения сульфидных руд уже начался: Австралийская горнорудная компания (Nautilus Mineral Corporation) получила лицензию на разработку сульфидов и начала широкомасштабные работы в юго-западной части Тихого океана (в пределах исключительной экономической зоны Папуа-Новой Гвинеи). Имеются планы разработки японскими компаниями сульфидной залежи Санрайз с ресурсами 9 млн. тонн в кальдере подводного вулкана, входящего в Идзу-Бонинскую островную дугу.

Таким образом, многие страны стоят на пороге начала разработки залежей сульфидных руд. В соответствии с долговременными программами развития морской геологической отрасли наша страна также планирует начало добычных работ в ближайшие десятилетия.

В связи с этим, изучение нового высококачественного потенциального источника минерального сырья на перспективу (в особенности, в связи с постепенным истощением континентальных месторождений) — является основной народно-хозяйственной задачей, на решение которой нацелена данная работа.

Цель работы — на основе анализа имеющегося материала установить особенности распространения и закономерности формирования гидротермальных систем северной Атлантики.

Основные задачи исследования при этом следующие:

1. Изучение тектонического положения всех гидротермальных полей и их типизация.

2. Анализ состава гидротермальных рудных образований, выделение наиболее характерных типов и процессов, определяющих их формирование.

3. Определение критериев прогноза крупных сульфидных залежей.

4. Прогноз гидротермальной рудоносности хребта Книповича.

5. Разработка оптимального комплекса ГРР на сульфидное оруденение.

Фактический материал, положенный в основу диссертации, получен, главным образом, в полевых работах Полярной Морской Геологоразведочной экспедиции (ПМГРЭ) в Атлантике в 1985—2004 гг. Кроме того, были использованы первые визуальные наблюдения и первые в СССР образцы массивных сульфидов Срединно-Атлантического Хребта (САХ), отобранные в 1986 году в ходе погружения ГОА «Мир» при участии автора на гидротермальное поле ТАГ в 15-ом рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» (ИО РАН им. П.П. Ширшова). Уникальный керновый материал, характеризующий внутреннее строение рудной постройки поля ТАГ, был получен

по линии международной программы глубоководного бурения (ODP). Материалы по хр. Книповича отобраны в ходе трёх рейсов (1996,1998 и 2000 гг.), организованных и проведённых в данный район под руководством автора.

Личный вклад автора. Проблемой изучения процессов гидротермального рудообразования автор занимается более 20 лет. Участвовал в десяти экспедициях (включая международные) в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах по гидротермальной тематике; в большей части экспедиций являлся научным руководителем проводимых работ. В двух экспедициях Института Океанологии РАН им. П.П. Ширшова принимал участие в погружениях на глубоководных обитаемых аппаратах «Мир» в районы гидротермальной активности рифтовых зон Тихого и Атлантического океанов. Являясь ответственным исполнителем трёх и участвуя в работе пяти научно-исследовательских тематических разработок, выполняемых во ВНИИОкеангеологии, автор провёл обобщение и анализ литературных и оригинальных материалов по гидротермальному рудообразованию в пределах САХ.

Принимал участие в составлении геологических заданий, приемке материалов и отчетов всех 15-ти рейсов ПМГРЭ в Атлантический океан.

Автор руководил проектами по изучению океанского гидротермального рудообразования в рамках подпрограммы «Исследование природы Мирового океана» ФЦП «Мировой океан».

Защищаемые положения

1. В пределах рифтовой долины САХ выделяются два типа гидротермальных

полей (центральный и фланговый), отличающихся характером тектонического и магматического контроля, составом гидротермальных флюидов и рудных образований. Локализация рудных полей контролируется узлами пересечения субмеридиональных и субширотных тектонических нарушений, а основным фактором, определяющим состав гидротермальных отложений, является характер вмещающих пород. Кроме того, он контролируется глубиной океана, соотношением вода/порода, начальной температурой флюида и активностью серы, наличием/отсутствием фазовой сепарации в гидротермальной системе и степенью смешения флюида с морской водой, а также связан с возрастом гидротермальных построек и интенсивностью гипергенных процессов.

2. По соотношению основных рудных компонентов (железа, меди и цинка) выделяется 5 типов руд, наиболее распространенный из которых — мед-но-цинковый. Руды Атлантики в целом обогащены Си, Zn, Аи, Ag, Cd и Со; максимальные концентрации этих металлов характерны для полей, связанных с ультраосновными породами. Наиболее перспективным по степени обогащения полезными компонентами является рудный узел Логачёв (14°45' с.ш.). В сочетании с близрасположенными полями, имеющими российский приоритет открытия, — Ашадзе (12°58' с.ш) и 16°38' с.ш. — он может рассматриваться в качестве потенциального заявочного объекта.

3. Отложения низкотемпературных гидротермальных полей (сульфатные, залегающие на базальтах и осадках, и карбонатные, связанные с ультрабази-

тами,) имеют подповерхностное продолжение (корни) в виде высокотемпературных сульфидных залежей. В северной Атлантике подобные рудные образования залегают как в осадочной толще (поле Гримсей и Южное поле хр. Книповича), так и в магматических ультраосновных (поля Салданья, Лост Сити и Менез Хом) и основных (поле Менез Гвен) породах.

4. Разработанная методика поиска зон гидротермального оруденения, основанная на предварительном структурном анализе и выборе перспективных участков с последующим комплексным изучением водной толщи и донных отложений, внедрена в производство и является эффективной, что подтверждено открытием в пределах САХ гидротермальных рудных полей Логачёв, Ашадзе и 16°38' с.ш. и выявлением на хребте Книповича участков, перспективных на гидротермальное оруденение.

5. Формирование крупных рудных тел в океане связано с долгоживущими рудномагматическими системами. В пределах САХ такие системы формируются в краевых частях рифтовых долин в зонах пересечения субмеридиональных глубинных разломов, ограничивающих днище рифтовой долины, и субширотных тектонических дислокаций. Для крупных рудных тел характерно увеличение в их составе концентраций железа и меди и формирование приповерхностной зоны, обогащенной всеми полезными компонентами. Основными методами поиска крупных рудных тел в пределах выделенных перспективных участков являются литолого-геохимический и электроразведочный.

Научная новизна. Проведено обобщение данных по гидротермальному ору-денению Атлантики, полученных организациями МПР и РАН со времени первых открытий (1985 г.) по настоящее время. На основании обобщенных данных созданы «паспорта» всех гидротермальных полей Атлантики, включающие описание тектоники, магматизма и рудообразования каждого из полей. Определены основные факторы, определяющие локалиацию, состав и масштабы гидротермальных рудных тел. Сделан прогноз гидротермальной рудо-носности хребта Книповича.

Практическое значение работы определяется возможностью использования ее результатов при планировании, организации и проведении морских ГРР на сульфидное оруденение. Это касается как методики проведения региональных и поисковых работ, так и выявления новых перспективных районов для их постановки. Об эффективности применения разработанной методики поисковых работ могут свидетельствовать открытия в пределах САХ рудного узла Логачев (14°45' с.ш., 1994 г.), гидротермальных полей Ашадзе (12°58' с.ш., 2003 г.) и «16°38' с.ш.» (2004 г.). Результаты работы использованы в учебном процессе в курсе лекций «Полезные ископаемые океана» на Геологическом факультете СПбГУ и при подготовке учебных пособий.

Апробация работы. Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались автором на многочисленных российских и международных конференциях, таких как Международные Геологические Конгрессы (2000, 2004), Международные Школы по Морской Геологии (начиная с 1982 года),

Underwater Mining Institute (2003, 2004) и многих других форумах. Начиная с 1998 года, под непосредственным руководством автора во ВНИИОкеанге-ологии ежегодно проводились международные конференции «Полезные ископаемые океана» и совещания Российского отделения международного проекта Russian Ridge, на которых автором представлялись пленарные доклады по гидротермальной тематике, непосредственно касающейся целей и задач данной диссертации.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 30 статьях, в том числе в 4-х коллективных монографиях, а также более чем в 50-ти тезисах докладов различных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом 250 стр., 25 рис., 20 табл., списка литературы — 200 наименований.

Главы посвящены соответственно характеристике распределения зон сульфидного оруденения в северной Атлантике (глава 1), анализу их тектонического положения (глава 2), вещественному составу рудных образований (глава 3), перспективам гидротермальной рудоносности хребта Книповича (глава 4), специфике условий формирования, состава и поисковых методов крупных рудных тел (глава 5).

Благодарности

Автор хотел бы поблагодарить в первую очередь тех, кто стоял у истоков изучения процессов океанского гидротермального рудообразования во ВНИИ-Океангеологии. К величайшему сожалению, все они — академик И. С. Грам-берг, А.И. Айнемер, Б.Х. Егиазаров, С.Г. Краснов — ушли из жизни. С особенной теплотой автор вспоминает работу с С.Г. Красновым — одним из лидеров данного направления в российской морской геологии и своим близким другом.

Без каждодневной помощи коллег по работе — Т.В. Степановой и И.М. По-рошиной — данная работа не была бы осуществлена.

Автор глубоко благодарен СИ. Андрееву и Э.Ф. Гринталю, руководившим подразделениями, в которых развивались работы по изучению гидротер-мали, а также СМ. Сударикову, Л.И. Аникеевой и всем другим сотрудникам отдела геологии твердых полезных ископаемых океана — за взаимопонимание и поддержку.

Плодотворные дискуссии с ведущими металлогенистами ВНИИОкеанге-ологии — ДА Додиным, В.И. Ушаковым, А.М. Ивановой, И.В. Наторхиным, ВСЕГЕИ — В.Е. Поповым, а также творческое общение с Ю.Е. Погребиц-ким, В.Л. Ивановым и другими старшими коллегами были необходимым условием формирования собственной научной позиции автора.

Долгие годы сотрудничества и совместных экспедиционных исследований связывают автора с бывшими и нынешними сотрудниками ПМГРЭ — руководством экспедиции: В.Д. Крюковым, Ю.П. Семеновым, М.Ю. Сорокиным, М.Н. Масловым и сотрудниками Океанской партии: А.М. Ашадзе,

Б.Н. Батуевым, В.Е. Бельтеневым, В.Н. Ивановым, О.В. Колосовым, А.Г. Кротовым, Л.И. Лазаревой, Б.В. Малиным, В.Ф. Марковым, А.Б. Нещеретовым, А.М. Плахотником, М.Л. Самоваровым, А.А. Шагиным.

Успешное внедрение новых методов и технологий проходило в рейсах под руководством и с участием В.Д. Каминского, Е.Д. Лисицына, А.Л. Пис-карева-Васильева, А.Ф. Кунина и других коллег.

Глубокую признательность диссертант выражает коллегам из Института Океанологии им. П.П. Ширшова — академику АП. Лисицыну, которого считает своим учителем, а также Ю.А Богданову, АЮ. Леин, Е.Г. Гурвичу и Б.В. Баранову. Руководителю программ работ на ГОА «Мир» АМ. Сагалевичу автор обязан незабываемыми погружениями на гидротермальные поля Атлантики.

Многие проблемы гидротермализма как глобального явления в океанологии плодотворно обсуждались с биологами ИО РАН — Л.И. Москалевым, А.В. Гебруком, Е.М. Крыловой и С.В.Галкиным.

Автор благодарен коллегам из других академических институтов — Н.С. Бор-тникову, И.В. Викентьеву, Н.Н. Мозговой, НА Озеровой (ИГЕМ), Л.В. Дмитриеву, СА Силантьеву и Н.М. Сущевской (ГЕОХИ) за совместное творчество и дружеские советы, Кэтлин Крейн и многим другим иностранным коллегам — за плодотворное сотрудничество в организации международных экспедиций.

Особая благодарность — СИ. Петухову, Е.В. Бурыкиной, В.В. Варламовой и А. В. Яковлеву — за высокопрофессиональное техническое содействие и исключительную доброжелательность.

Глава 1. Анализ изученности и распространения гидротермального сульфидного оруденения в северной Атлантике

Открытие горячих источников («черных курильщиков») произошло в Тихом океане (на 21° с.ш. Восточно-Тихоокеанского поднятия), и в течение семи последующих лет работы по изучению гидротермальной деятельности и связанного с ним рудообразования были ограничены, главным образом, Тихоокеанским бассейном. Выдвигалась теория, согласно которой гидротермальная активность в рифтовых зонах связана со скоростью спрединга и возникает только на высокоскоростных центрах спрединга, то есть — в Тихом океане. Однако в 1985 году в районе 26° с.ш. САХ в ходе работ по программе «Транс-Атлантический Геотраверс» было открыто первое гидротермальное поле, названное «ТАГ» в соответствии с аббревиатурой этого проекта (Копа е! а1., 1985). С этого момента исследования в Атлантике резко активизировались. Ежегодно в район САХ организовывались экспедиции таких стран как США, Великобритания, Франция, Германия. В последние годы к ним присоединились Япония, Португалия и Норвегия (к северу от Исландии). Эти исследования привели к открытию в северном сегменте хребта многочисленных районов гидротермальной активности, на семи из которых было зафиксировано сульфидное оруденение. Важнейшим этапом в изучении суль-

фидного оруденения было бурение рудных тел в пределах полей Снейк Пит и ТАГ, проведенное в рамках международного проекта глубоководного бурения ОБР (рейсы 106 и 158 в 1986 и 1994 гг. соответственно).

Изучением сульфидного оруденения, как и других твердых полезных ископаемых океана, в России традиционно занимаются организации двух ведомств — Российской Академии Наук (РАН) и Министерства Природных Ресурсов РФ (МПР России). Исследования академических институтов (ИО РАН, ГИН, ИГЕМ, ГЕОХИ, ГГМ, ОИГГМ, ТОЙ, ДВГИ и др.), а также МГУ имеют в большей степени фундаментальный характер, тогда как организации морской геологической отрасли МПР России (ВНИИОкеангеология, ПМГРЭ, Севмор-гео), проводят научно-производственные геологоразведочные работы всех циклов (региональных и поисковых) и имеют ресурсную направленность.

Экспедиционные работы ИО РАН — основной академической организации по изучению гидротермального рудообразования — базируются, главным образом, на применении глубоководных обитаемых аппаратов «МИР» (в пределах САХ — с 1987 года) и ставят своей целью детальное изучение районов сульфидного оруденения. Результаты работ ИО РАН в пределах САХ, проводимых под руководством А.П. Лисицына, Ю.А. Богданова, Е.Г. Гурвича и А.Ю. Леин, представлены в ряде монографий (1990,1992,1993, 1997, 2002) и в большом количестве статей. Значительные по объему работы проводятся и в других академических Институтах: ГИН, ГЕОХИ, ИГЕМ, ОИГГМ и др. В результате экспедиционных работ ГИН и ИГЕМ РАН, в частности, обнаружено самое южное в пределах северной ветви САХ проявление гидротермальной сульфидной минерализации в районе разлома Сьерра Леоне (6° с.ш.) (Пуща-ровский и др., 2002), а в рейсах ОИГГМ СО РАН были получены первые образцы сульфидных руд во внеосевой части САХ (Шарапов, Акимцев, 1993).

Различным аспектам изучения гидротермального рудообразования в Атлантике посвящены публикации других российских геологов — В.В. Авдонина, Г.Н. Батурина, Н.С. Бортникова, И.В. Викентьева, А.В. Ильина, Н.Н. Мозговой, ВА Симонова, В.И. Старостина, СМ. Сударикова, БД. Углова и др.

С 1985 года по настоящее время МПР России силами ПМГРЭ и ВНИИ-Океангеология проведено 15 экспедиций, в ходе которых выполнены региональные и поисковые геолого-геофизические исследования масштаба 1: 1 000 000—1:10 000 в полосе шириной 50—100 км вдоль осевой зоны САХ в пределах участков от 12° с.ш. до 19° с.ш. и от 21° с.ш. до 29° с.ш. В комплекс работ входили батиметрические, магнитометрические, гравиметрические (на участке 15°20'—19°50' с.ш.), гидрофизические и гидрохимические исследования, гидролокация бокового обзора (частотой 30 или 100 кгц), телефотопро-филирование, профилирование электроразведочными и потенциометричес-кими модулями буксируемого комплекса «Рифт», а также разнообразное геологическое опробование (включая бурение погружными станками).

В результате работ МПР России открыты новые зоны сульфидного оруденения: рудный узел «Логачев» (1994), рудные поля «24° 30' с.ш.» (1987—88),

«Ашадзе» на 12°58' с.ш. (2003) и «16°38' с.ш.» (2004); оконтурено не менее 10-ти участков, в разной степени перспективных на обнаружение новых гидротермальных полей, детально опробованы и изучены открытая ранее рудная постройка МИР гидротермального поля ТАГ, поля Снейк Пит и Брокен Спур.

Основным объектом изучения данной работы является рифтовая зона северной части Атлантического океана от экватора до хребта Книповича включительно. Выбор объекта определялся максимальным количеством имеющегося оригинального материала, а также практическими соображениями, так как именно в северной Атлантике последние 20 лет проводятся основные российские экспедиционные исследования и именно здесь открыты рудные объекты, которые в будущем могут стать предметом российской заявки в Международный орган по морскому дну при ООН.

Первое обобщение разрозненных данных по гидротермальным проявлениям в Мировом океане в целом было приведено в работе П.Роны в 1984 году (Rona, 1984) еще до открытия в Атлантике массивных сульфидных руд. В следующем году аналогичная работа (с учетом российских данных) была выполнена во ВНИИОкеангеологии (Черкашев и др., 1985). Очередной детальный обзор, уже с включенными данными о сульфидном оруденении на САХ, был опубликован в 1988 году в объяснительной записке к «Карте теплового потока и гидротермального оруденения в Мировом океане» (ред. И.С. Грамберг, АА Смыслов). В 1992 году в монографии «Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана» (С.Г. Краснов и др.), а затем в диссертации С. Г. Краснова (1993) были вновь обобщены данные по сульфидным проявлениям в Мировом океане (включая Атлантику). В упомянутых выше монографиях ЮА. Богданова (1997, 2002) было дано описание гидротермальных полей САХ на основе их наблюдений с ГОА «МИР». В 2002 году в отчете ПМГРЭ (авторы — Л.И. Лазарева и др.) было проведено обобщение, включающее, в частности, многочисленные результаты работ Полярной экспедиции до 1998 г. включительно. Во второй половине 90-х гг. , после создания международной организации ИнтерРидж (InteгRidge), объединившей исследователей Средин-но-Океанических хребтов, и внедрением в практику Интернет-технологий, на сайте ИнтерРидж www.intridge.org была размещена постоянно пополняемая база данных по глобальному распределению зон гидротермальной активности (в т.ч. в пределах САХ). Однако значительное количество нового поступающего материала (в основном, в ходе российских экспедиций) по-прежнему остается за рамками данной базы данных.

В главе 1 учтены материалы многочисленных литературных источников, а также полученные в последние годы новые неопубликованные российские данные.

Фактические данные приведены в каталоге, прилагаемом к диссертационной работе. Каталог разделен на три части: в первой приводятся данные об участках с зафиксированным сульфидным оруденением, во второй — о низкотемпературных гидротермальных полях, в третьей — о районах, где обна-

ружены только признаки гидротермальной активности, зафиксированные в осадках, породах и/или в водной толще.

К настоящему времени в пределах северной ветви Атлантического сре-динно-океанического хребта (от экватора до хр. Книповича) известно тринадцать районов, где подтверждено наличие сульфидных руд, и шесть районов, где на поверхности дна обнаружены гидротермальные постройки, сложенные нерудными низкотемпературными минералами (карбонатами, сульфатами, аморфным кремнезёмом, гидроксидами железа и марганца) (рис. 1).

Таблица

Гидротермальные поля Атлантики

Гидротермальное поле Методы обнаружения Вмещающие породы Приоритет открытия

Высокотемпературные с сульфидными рудами

Сквид Форест (68° 34' с ш ) НПАфОУ) Базальты Норвегия. 1999

Менез Гвен* (37° 50' с ш) Гидрология — ГОА Базальты Франция, США. 1994

Лаки Страйк (37° 17' сш) Гидрология — драгирование — ГОА Базальты Франция, США. 1992

Рейнбоу (36°13'сш) Гидрология — ГОА Ультрабазиты Франция, Великобритания, США 1997

Брокен Спур (29° 10' с ш) Гидрология — ГОА Базальты Великобритания. 1993

ТАГ (26° 08 с ш 1 Гидро- и геохимия — ГОА Базальты США. 1985

24° 30' с.ш. Драгирование— фототе-лепрофилирование Базальты и ультрабазиты Россия. 1988

Снейк Пит (23° 22' с ш) Фотопрофилирование — бурение — ГОА Базальты США. 1986

Пюи де Фоль (20° 30' с ш 1 Геохимия ( пщротерма-льные осадки)—ГОА Базальты Франция. 1996

16°38 5 с ш Гидрология — драгирование Базальты Россия 2004

Логачев П4°45' с ш 1 Гидрология — электроразведка — ТВ-грейфер Ультрабазиты Россия.1993-1994

Ашадзе (12°58 4'с ш) Гидрология —драгирование Ультрабазиты Россия. 2003

6 с ш Гидрология — драгирование Базальты Россия 2001

Низкотемперат урные

Колбейнсей (67° 05 5' с ш) Наблюдение пузырей на поверхности — 1ГПА Базальты Германия. 1997

Гримсей (66° 36 4' с ш 1 Запись плюма на эхолоте — ГОА Осадки Германия. 1997

Фамоус (36° 57' с ш) ГОА Базальты Франция,США 1974

Менез Хом (36° 40' с ш) Гидрология — ГОА Ультрабазиты Франция

Салданья (36° 34' с.ш.) Гидрология — ГОА Ультрабазиты Португалия. 1998

ЛостСити (30°05'сш) ГОА Ультрабазиты США. 2000

*Поле Менез Гвен сложено низкотемпературными отложениями, но в осыпях обнаружены массивные сульфиды (ЮА Богданов, устное сообщение).

В таблице 1 приводятся выборочные данные по высокотемпературным и низкотемпературным гидротермальным полям.

Анализ приведенных табличных данных позволяет сделать следующие выводы. 12

Рис. 2. Хронология открытий гидротермальных полей в Атлантике.

• Хотя открытия гидротермальных полей в Атлантике происходили неравномерно (рис. 2), в течение последних трёх лет наблюдается устойчивая тенденция ежегодного обнаружения новых полей, причём сделаны эти открытия российским геологами.

• По количеству открытых гидротермальных рудных полей страны, ведущие работы по изучению гидротермального оруденения в пределах САХ, распределяются следующим образом:

Россия, США — по 5 открытых полей Франция — 4

Великобритания — 2 Норвегия — 1

Следует отметить, что в отличие от других стран, выполнявших совместные экспедиции, все российские открытия были сделаны самостоятельно.

• Наиболее эффективным методом обнаружения гидротермальных полей по-прежнему остается поиск аномалий (плюмов) в придонных водах. При этом максимально результативным является комплексное измерение таких параметров, как содержание взвешенного вещества (или величина прозрачности), концентрации металлов (прежде всего, марганца) в растворенной и взвешенной фазах, величина газовой составляющей (метана и изотопов гелия).

После обнаружения плюма возникает задача поиска гидротермального источника (с учетом всех имеющихся данных). Заверка аномалий обычно происходит с помощью буксируемых фото-телевизионных систем и средств пробоотбора. В экспедиционных работах, проводимых ПМГРЭ и ВНИИ-Океангеологии, хорошо зарекомендовал себя опыт предварительного выделения перспективных участков по структурно-геоморфологическим признакам (см. Гл. 2). Дальнейший этап детального исследования уже обнаруженных рудных залежей весьма эффективен в случае использования глубоководных обитаемых аппаратов (Богданов, 1997; Богданов, Сагалевич, 2002 и др.). Для оценки ресурсов рудных тел необходимо применение электроразведочных методов (Черкашёв и др., 1992) и бурения.

• В условия срединных хребтов Атлантики вмещающими породами для гидротермальных отложений могут быть базальты («плюмовые» и/или «спре-динговые»), ультрабазиты и осадки

Далее в главе 1 приводится детальное описание каждого из высокотемпературных, низкотемпературных и предполагаемых гидротермальных полей СОХ Северной Атлантики.

Анализ частоты встречаемости высокотемпературных гидротермальных полей вдоль простирания САХ (и его северного продолжения) свидетельствует о неравномерном характере их распределения (табл. 2). Отчасти, данная ситуация определяется неравномерным характером изученности САХ.

Однако очевидно, что для неравномерного регионального распределения гидротермальных районов имеются более глубокие геологические (геодинамические и магматические) причины. К примеру, несомненное влияние на более частое распространение гидротермальных полей на отрезке 30°—40° с.ш. (включая семь участков с аномалиями мутности в придонных водах, которые были зафиксированы на отрезке САХ от 36° до 38° (German et al., 1996; German, Parson, 1998), оказывает Азорская «горячая точка», след которой прослеживается в продуктах вулканизма от 31° до 38° с.ш. (Дмитриев, 2000).

Изученные данные по низкотемпературным полям дают основания предположить наличие их подповерхностного продолжения (корневых частей) в

Таблица 2

Распределение гидротермальных полей с зафиксированным массивным сульфидным оруденением (жирный шрифт) и низкотемпературными отложениями на различных отрезках рифтовых хребтов в северной Атлантике

Огоезо к САХ (roaavcu с.ш.'* Хребет Колбейнсей Хр. Мона Хр. Книпо-вича

0— Ю 10—20 20—30 30-^0 4050

12*58' Ашадзе 20°30' Пюи де Фоль 30°05' Лост Сити 63°10' 72°39'

14*43'—14*45' Логачёв 23*22' Снейк Пит 36*13' Рейнбоу 66° 36.4' Гримсей

S о с 4) А 16*38.5' 24*30 36°34' Салданья 67° 05'

X л ж 26*08' ТАГ 36° 40' Менез Хом 68*34' Сквнд Форест

U 29*10' Брокен Слур 36°57' Фамоус 37*17' Лаки Сграйк 37° 50' Менез Гвен

Всего(в т.ч. низко-темпер.1 0 3 5 7(5) 0 4(3) 1 0

виде высокотемпературных сульфидных залежей. Термодинамическое обоснование данного предположения связано с процессом фазовой сепарации (кипения), в ходе которого гидротермальный флюид разделяется на более плотный обогащенный металлами рассол и парообразную распресненную фазу с пониженными концентрациями металлов. По-видимому, данная схема может быть реализована в низкотемпературных гидротермальных полях, расположенных на небольшой глубине (Менез Гвен — 800 м, Гримсей — 380—400 м, Колбейнсей — 100 м, Рейкьянес — 500 м, Мона — 500 м), где на поверхности дна зафиксированы нерудные отложения в сочетании с рас-пресненным низкотемпературным флюидом. При этом наличие осадочного чехла в качестве вмещающей толщи (поле Гримсей и более глубоководное поле южной части хр. Книповича) может создавать наиболее благоприятные условия для подповерхностного рудонакопления (аналогично рудному полю Миддл Вэлли с захороненными в осадочной толще сульфидными залежами с ресурсами в миллионы тонн (Zierenberg et al., 1998). Другим аргументом в пользу высказанного предположения о наличии подповерхностных залежей является строение древних полиметаллических месторождений, залегающих на ультраосновных массивах (типа месторождения Невеш Корво в Португалии (Barriga, 2000). В этом случае низкотемпературные отложения на серпентинитах подстилаются массивными колчеданными залежами. Данный сценарий может быть реализован для гидротермальных полей Салданья и Менез Хом.

В Приложении 3 охарактеризованы участки, для которых имеются данные об аномалиях, свидетельствующих о наличии современной и/или древней гидротермальной активности в рифтовой зоне северной части срединного хребта.

Эти данные разделяются на 4 группы (в зависимости от характера зафиксированных признаков):

1. аномалии в водной толще (гидрофизические — значений мутности/ прозрачности и гидрохимические — концентраций метана и/или марганца — основных индикаторов современной гидротермальной деятельности)

2. аномалии в составе донных осадков (геохимических — содержаний рудных элементов и/или минералогических — наличия минералов гидротермального генезиса)

3. рудные корки

4. прожилково-вкрапленная минерализация в породах

В целом выделено более сорока участков, на которых зафиксированы подобные аномалии. При этом большая их часть связана с водной толщей — 25 участков; минерализация в породах зафиксирована на 10-ти участках (следует учесть, что гидротермальная природа минерализации не всегда однозначна), аномальные осадки — на 7-ми и корки — на 6-ти участках. Распределение вдоль оси хребта участков с аномалиями неравномерно — так же, как и гидротермальных полей с зафиксированным оруденением.

Характер распределения гидротермальных проявлений в целом определяется как региональными, так и локальными факторами. В настоящее время имеется несколько предположений о региональном контроле гидротермальной активности и связанного с ней оруденения. Первое разрабатывается Л.В. Дмитриевым (2000), а также И. Фуке с соавторами (1996) и определяет связь гидротермальных проявлений с различными типами базальтового магматизма. По мнению Л.В. Дмитриева, наиболее благоприятным фактором формирования гидротермальных систем является контрастное сочетание базальтов «спредингового» и «плюмового» типов. Второе (Мазарович, 2003) — выявляет корреляцию участков гидротермального оруденения с зонами пониженной сейсмичности САХ. Л.И. Лазарева и В.Е. Бельтенёв (устное сообщение) усматривают связь распределения рудных полей с купольными структурами и вещественной гетерогенностью мантии, выявляемой по изотопно-геохимическим данным (соотношению 8г87/8г86).

Очевидно, что единый контролирующий фактор, определяющий региональное распределение гидротермальных полей, отсутствует, и можно говорить лишь об относительном «весе» каждого фактора. При этом для получения уверенного результата по их ранжированию необходимо наличие непрерывных наблюдений по каждому из параметров вдоль всей структуры СОХ Атлантики, отсутствующее на нынешнем этапе его изученности. Таким образом, в настоящее время представляется возможным провести лишь экспертную оценку названных выше факторов и попытаться на качественном уровне оценить их рудоконтролирующую значимость.

Что касается локального контроля оруденения, то, по нашему мнению, на этом уровне ведущим является морфоструктурный фактор. Чтобы доказать это, нами проведен анализ структурной обстановки каждого из известных рудных полей и наиболее перспективных участков с неподтвержденным ору-денением (Глава 2).

Выводы.

1. За двадцатилетний период исследований вдоль системы срединно-оке-анических хребтов северной Атлантики выявлено 13 высокотемпературных гидротермальных полей с сульфидным оруденением, 6 низкотемпературных полей и более 40 участков с признаками гидротермальной активности. Распространение гидротермальных полей носит неравномерный характер.

2. Главным методом обнаружения гидротермальных полей является гидрологический (с предварительным выделением перспективных участков по морфоструктурным признакам). Детальное изучение, включая оценку ресурсов рудных зон, должно проводиться комплексными геолого-геофизическими методами, включая использование буксируемых и обитаемых подводных аппаратов, электроразведочных комплексов и бурения.

3. Вклад российских геологов в открытие и изучение гидротермальных полей в Атлантике является ведущим. Для пяти рудных объектов имеется российский приоритет открытия.

4. Изученные данные по низкотемпературным полям дают основания предположить наличие их подповерхностного продолжения (корневых частей) в виде высокотемпературных сульфидных залежей.

5. Характер распределения гидротермальных проявлений определяется региональными и локальными факторами, связанными с особенностями геодинамики и магматизма.

Глава 2. Геологическое строение гидротермальных районов

В данной главе дается характеристика структурной позиции гидротермальных полей в пределах северной ветви срединного хребта в Атлантике. Основное внимание уделено гидротермальным полям с зафиксированным сульфидным оруденением. Помимо этого здесь же представлены материалы по районам, где обнаружены низкотемпературные образования, а также наиболее убедительные признаки гидротермальной активности, полученные по результатам изучения придонных слоев воды, донных осадков и магматических пород. При описании дается краткая характеристика сегментов второго порядка (или нетрансформных смещений, разделяющих сегменты), в пределах которых расположен рудный объект, а также описание его локальной позиции.

Проведенный ранее анализ геологического положения гидротермальных полей Атлантики привёл к выводу, что по положению внутри рифтовой зоны их можно разделить на два основных типа — центральные и краевые (фланговые) (Cherkashev et в1, 2002). Почти одновременно специалисты Полярной экспедиции предложили выделять четыре (Батуев и др., 2002), а затем — три (Л.И. Лазарева, устное сообщение) структурно-морфологические позиции гидротермальных рудоносных полей.

Основываясь на нашей типизации, поля центрального типа связаны с осевыми неовулканическими поднятиями днища рифтовой долины. При этом локальное положение рудных зон контролируется пересечением меридионально ориентированных магмоподводящих разломов и поперечных тектонически ослабленных зон. Вмещающие породы представлены исключительно эффузивными базальтами. К гидротермальным рудным полям этого первого типа (с установленным сульфидным оруденением) можно отнести Сквид Форест, Лаки Страйк, Брокен Спур, Снейк Пит и Пюи де Фоль.

Поля краевого (флангового) типа в соответствии со своим названием расположены в бортовых частях рифтовой долины. Зоны оруденения приурочены к крупным тектоническим дислокациям, формирующим краевые уступы риф-товой долины. В отличие от центрального типа, краевые гидротермальные поля залегают как на базальтах (ТАГ, 24°30' — Северное, 16° 38' с.ш.), так и на ультраосновных породах (поля Логачев, Рейнбоу, 24°30' — Южное и Ашадзе).

Типизация гидротермальных полей на основе их структурной позиции и характера вмещающих пород приведена в таблице 3.

Таблица 3

Типизация гидротермальных полей

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ ПОЛЯ

ЦЕНТРАЛЬНОГО ТИПА КРАЕВОГО ТИПА

На базальтах На ультрабазитах

Высокотемпературные Низкотемпературные Высокотемпературные Низкотемпературные

(сульфиды) (сульфаты) (сульфиды) (карбонаты)

Сквид Форест Колбейнсей ТАГ Рейнбоу Лост Сити

Лаки Страйк Гримсей 24°30 Северное 24°30' Южное Салданья

Брокен Спур Менез Гвен 16°38' Логачев Менез Хом

Снейк Пит Ашадзе(12°58')

Пюи де Фоль

Гидротермальное поле Логачев Гидротермальное поле Снейк Пит

Дно рифтовой долины Впадины

Неовулканические поднятия Бортарифтовой долины Склоны

Вершинные поверхности и гребни

Основные разломы Небольшие уступы ////// Субширотные дислокации

Вулканы центрального типа О Кратеры вулканов А Рудные постройки

Рис 3 Структурно-тектоническое положение гидротермальных полей Логачев и Снейк Пит

Наиболее типичные примеры гидротермальных полей центрального (Снейк Пит) и краевого типа (Логачев) приведены на рис. 3.

Далее в главе 2 приводится детальное описание структурной позиции всех гидротермальных полей Северной Атлантики в соответствии с предлагаемой типизацией с использованием как оригинальных, так и опубликованных материалов других исследований.

Приведенные в главе многочисленные данные о структурном положении всех выявленных полей свидетельствуют об их приуроченности к двум принципиально отличным геоструктурным обстановкам: осевым поднятиям и не-трансформным смещениям. Данные структурные элементы ориентированы меридионально или субмеридионально и являются первым фактором, благоприятным для формирования гидротермальных систем. Кроме того, налицо второй рудоконтролирующий структурный фактор — субширотные, ортогонально ориентированные к простиранию рифтовой зоны тектонические нарушения. Анализ имеющихся материалов свидетельствует о том, что практически все гидротермальные поля связаны с узлами пересечения названных структур. Эти данные по структурному контролю оруденения позволяют выделять наиболее перспективные участки в пределах хребта, повышая эффективность поисковых ГРР на сульфидное оруденение. Успешный опыт применения прогнозных построений на основе морфоструктурного анализа определяет необходимость применения данного критерия в методике поисковых работ.

Выводы.

1. Проведенный анализ геологического положения гидротермальных полей северной Атлантики свидетельствует, что по положению внутри рифто-вой зоны их можно разделить на два основных структурно-геологических типа — центральный (осевой) и краевой (фланговый).

2. Два выделенных типа отличаются характером тектонического и магматического контроля их локализации.

3. Гидротермальные поля обоих типов локализуются в зоне пересечения ортогонально ориентированных структур: фланговые — тектонических, осевые — вулканических и тектонических.

Глава 3. Минералогия и геохимия сульфидных руд

В качестве основы анализа вещественного состава рудных образований служит база данных, созданная во ВНИИОкеангеологии под руководством Т.В. Степановой. Большая часть аналитических данных представлена результатами обработки коллекции образцов сульфидных руд, полученных в совместных рейсах Полярной морской геологоразведочной экспедиции и ВНИИ-Океангеологии. В процессе полевых работ с различной степенью детальности опробованы десять рудных объектов: Снейк Пит, Лаки Страйк, Рейнбоу, Логачев-1, Логачев-2, Ашадзе, Активная и реликтовая (Мир) постройки поля ТАГ, рудопроявления 24°30' и 16°38' с.ш. Собственные аналитические данные

дополнены материалами из литературных источников. Всего в базе данных имеется информация более чем по 1000 пробам массивных сульфидных руд, в которых сумма основных металлов (Ре, Си, Zn и РЬ) превышает 25%. В данной главе анализируются данные по поверхностному опробованию рудных тел. Вопросы их внутреннего строения и вертикальной зональности рассмотрены в Главе 5.

В результате подсчета коэффициентов концентрации по соотношению средних содержаний химических элементов к их кларкам, по А.П. Виноградову (1980), установлено, что примерно половина элементов накапливается относительно кларков и практически все они являются халькофильными и сидерофильными. В десятки раз превышают кларки Со, РЬ, Се, 1п, Аи, нй, Мо, 8Ь; в сотни — Аз, Zn, Б1, 8; в тысячу — Си, 8е, Cd и Ай (рис. 4). Лито-фильные элементы, если и накапливаются, то в незначительных, близких к кларкам концентрациях.

Учитывая столь значительное концентрирование некоторых элементов в исследованных рудах, был проведен анализ соответствия их содержаний промышленным кондициям для континентальных руд (Минеральное сырьё.., 1999). При этом автор, учитывая специфику океанских рудных образований, отдаёт себе отчет в определенной условности данных сравнений.

В результате проведённого анализа установлено, что 13 элементов достигают в рудах промышленных содержаний, в том числе — Си, Zn, Аи, Ag, Cd, Ge, Se, Ы, Mo, & и S. Ведущими цветными металлами в рудах, определяющими их специализацию, являются медь и цинк. Их содержания в рудах САХ варьируют очень значительно. В имеющейся коллекции руд эти элементы распределены логнормально. В отличие от руд ВТП (Гидротермальные..., 1992), медь и цинк в рудах САХ распределены менее контрастно:

...гГ "Г" тг Т: * ' • ■

^— Л1

-

Рис. 4. Логарифмы отношений к кларкам средних содержаний элементов в сульфидных рудах САХ.

на гистограммах их распределения не отмечается бимодальности. Исходя из этого, в качестве условных границ между геохимическими типами руд были выбраны средние логарифмические содержания меди и цинка равные, соответственно, 2.6% и 0.7%.

Таблица 4

Распределение геохимических типов руд в изученных полях САХ

Cu-Zn Zn-Fe Fe Cu-Fe Сц

Брокен Сггур XX XX X X

Снейк Пит XX XX XX X ед

Лаки Страйк XX X X XX ед

Рейнбоу XXX XX ед X

Логачев-1 XX eд ед X XXX

Логачев-2 XXX

24° 30' XXX ед

Ашадзе XX XX X X X

ТАГ (холм Активный) XX ед XX XXX ед

ТАГ (холм Мир) XX XX X XXX ед

16° 38' ед XXX X ед

Примечание: ххх — > 5 хх — 10-50%; х — <10 %; ед — единичные пробы; — отсутствует.

Таким образом, в рудах САХ выделены пять основных геохимических типов массивных сульфидных руд (табл. 4), в различной степени представленных в коллекции (в %):

1. медно-цинковый (Cu-Zn): (Cu>2.6%; Zn>0.7%; Fe>Cu) — 32%

2. цинково-колчеданный (Zn-Fe): (Cu< 2.6% Zn>0.7%) — 23.5%

3. серно-колчеданный (Fe): (Cu<2.6%: Zn<0.7%) — 20%

4. медно-колчеданный (Cu-Fe): (Cu>2.6%; Zn<0.7%) - 18.5%

5. медный (Cu): (Cu>2.6%; Zn>0.7%; Cu>Fe) - 5%

Все изученные рудопроявления были сгруппированы по их структурно-

геологической позиции (в соответствии с типами, выделенными в гл. 2): рудопроявления центрального (осевого) типа на базальтах (Брокен Спур, Лаки Страйк и Снейк Пит), краевые рудопроявления на базальтах (поле ТАГ) и краевые — на ультрабазитах (Рейнбоу, Логачев, 24°30' с.ш.). Дополнительно анализировались особенности состава рудных образований полей, приуроченных к Азорской горячей точке (Рейнбоу и Лаки Страйк).

Ниже приводится описание руд самого распространенного (32% от изученных проб) медно-цинкового типа.

Медно-цинковые руды встречаются в каждом из изученных объектов. Наиболее широко представлены в рудных полях Логачев-2 и 24°30' с.ш., слагая их почти нацело; чрезвычайно широко распространены и в пределах постройки Мир (поле ТАГ).

Медно-цинковые руды встречаются как на поверхности гидротермальных построек, так и во внутренних их частях. Трубы медно-цинкового состава отчетливо зональны: как правило, наружные их части обогащены сфалеритом (с пиритом и марказитом), а центральные — халькопиритом с примесью борнита. Руды поверхностных частей построек характеризуются высокой пористостью, а также ажурным и дендритовым строением. Халькопирит и сфалерит обрастают и выполняют промежутки между дендритами сульфидов железа. Перекристаллизованные, уплотненные руды внутренних частей построек обычно характеризуются пятнистой/пятнисто-полосчатой текстурой и зернистой структурой. К этому типу часто относятся сульфидные брекчии, состоящие из более плотных, обогащенных халькопиритом фрагментов, сцементированных более поздним сфалеритовым материалом.

Ведущими рудными минералами являются сфалерит и халькопирит. В некоторых рудных образцах полей Рейнбоу и Снейк Пит к ним добавляется изокубанит. Достаточно распространенными минералами являются пирит и марказит (за исключением рудопроявлений, связанных с ультрабазита-ми). Практически повсеместно присутствуют борнит и ковеллин. Пирротин и дигенит также иногда образуют значительные концентрации. Для полей Логачев-1 и Рейнбоу отмечается наиболее разнообразный комплекс сульфидов меди.

В этом типе руд обнаружены такие редкие минералы как самородное золото, сульфиды никеля и кобальта (в основном, приуроченные к «ультраба-зитовым» полям), галенит, блеклые руды, молибденит. В рудах поля Лога-чев-2 найден уранинит.

Самым распространенным нерудным минералом является опал. Ангидрит характерен для труб полей, приуроченных к Азорскому сегменту. На рудном поле Лаки Страйк обилен барит. Арагонит прослеживается в брекчиях поля Логачев-1 и постройки Мир.

По химический составу (табл. 5) медно-цинковые руды сравнительно с другими типами максимально обогащены Аи, Ое, Со и 1п, в меньшей степени (до 1,5 раз) — многими элементами-спутниками как цинка и свинца, так и меди: Аб, Мо, В1, Щ, Сё, Оа, Ag и 8е.

Медно-цинковые руды характерны для всех структурно-геологических типов оруденения и в целом являются:

Примечания к таблице 5: 1. Элементы расположены по группам, выделенным по результатам корреляционного анализа. Основной элемент группы выделен жирным шрифтом. 2. N — количество проанализированных проб. 3. Жирным шрифтом выделены максимальные содержания во всех проявлениях. 4. Жирным курсивом выделены максимальные содержания в отдельных проявлениях 22

Таблица 5

Средний состав медно-цинковых руд в гидротермальных рудопроявлениях САХ,

приуроченных к различным геологическим обстановкам

Рудопроя-вления Центрального типа Краевого типа

на базальтах на ультрабазитах на базальтах

«горячая точка»

Брокен Спур Снейк Пит Лаки Страйк Рейн-боу Логачев-1 Логачев-2 24°30' с.ш. Ашад-зе ТАГ Мир

Ге % 26,9 32,04 7,20 30,47 22,97 17,56 19,09 35,57 29,22 27,80

Со г/т 170 502 120 7644 610 552 20 1335 198 5

N1 г/т 13 26 25 176 82 20 48 195 120 4

Мо г/т 42 60 73 15 149 97

33,76 16,60 34,74 28,10 23,89 21,33 30,85 36,21 30,62

Си % 8,43 13,38 4,90 12,73 23,50 14,72 20,78 9,62 13,34 11.13

Бе г/т 189,4 1655 4,5 1,8

В1 г/т 4,0 0,6 56,6 18,0 0,9

Аиг/т 0,95 0,85 3,21 9,47 23,80 9,06 5,65 0,41 157

Agг/т 80,9 97,3 178,0 79,3 92,0 48,0 26,7 69,4 119,7

1п % 4,65 5,63 18,00 15,59 7,53 25,40 3,70 6,95 2,14 3,01

Сс1 г/т 178,2 740,0 454,6 137,8 740,0 127,5 120,0 52,3 113,7

РЬ г/т 70,0 279,6 80,0 261,1 405,0 722,0 191,4 116,0 540,2 1585

ЭЬ г/т 31,4 47,3 22,9 9,9 15,7 47,6

Аб г/т 327,6 230,0 192,5 464,0 522,0 71,3 80,3 152,0

ваг/т 43,3 59,3 10,4 43,0 28,1 5,8 50,8

Эпг/т 29,3 57,9 150,0 13,0 10,4

Е^г/т 7,4 0,8 3,0 6,9

Сгг/т 37,3 19,2 33,6 20,0 30,3 35,5 37,4 9,2

Уг/т 19,3 21,5 300,7 11,8 14,2 16,5 195,8

вс г/т 12,1 4,6 4,7 2,7 5,7 2,8 0,3

3,50 9,50 0,80 4,20 455 8,09 1,82 5,44 9,78

А! % 0,11 1,84 0,15 0,73 0,19 0,46 0,21 0,18 0,16

Б% 0,01 0,02 0,08 0,21 0,08 0,005 0,028 0.01 0,01

Хтт/т 267,33 150,83 5,00 98,00 457,33 50,80 5,00 5,00

Мп г/т 200,0 574,6 230,0 117,5 660,0 80,0 253,0 180,0 71,7 115,3

Са % 0,28 1,05 0,57 2,32 0,37 0,31 1,05 1,48 0,90

Ваг/т 310 138 217000 600 4698 50 436 670 302 57

Эгг/т 227,8 200,0 177,3 100,0 58,3 443,4 285,9

ТЬ г/т 0,4 0.8 1,0 0,7

иг/т 0,8 4.2 5,0 0,6

N 3 96 6 25 14 5 12 33 20 85

— весьма богатыми Си

— богатыми Аи и 1п

— рядовыми по содержанию 2п, Ое, 8е, Сё и Со

— бедными Аб, Мо и Ag

Далее в главе 3 представлен раздел, посвященный распределению 11-ти металлов, представляющих промышленный интерес: Си, 2п, Аи, Сё, 8е, Со, 8, Мо, 1п, Ое и Ag. Первые шесть элементов из этого ряда образуют богатые и весьма богатые концентрации; для них и приведены следующие данные:

Медь в геохимических типах руд распределена контрастно. Руды медьсодержащих типов являются весьма богатыми, даже уникальными, т.к. содержания меди составляют десятки процентов. Серно- и цинково-колчеданный типы являются бедными рудами на медь. При рассмотрении средних составов элементов в отдельных рудопроявлениях было определено, что медь является единственным элементом, образующим богатые концентрации во всех объектах. Наиболее обогащены медью руды полей, приуроченных к ультра-базитам.

Цинк в геохимических типах также распределен контрастно. Промышленный интерес представляют два типа — медно-цинковый и цинковый, в остальных типах содержания — ниже кондиционных. Рудопроявления, средние содержания цинка в которых достигают богатых концентраций, приурочены к Азорской горячей точке (Рейнбоу, Лаки Страйк) и к части «ультраба-зитовых» полей (Логачев-2, Ашадзе).

Максимальное содержание золота характерно для руд медного типа — 4.88 г/т; несколько более низкие значения отмечены в рудах медно-цинкового (2.56 г/т) и цинково-колчеданного (1.11 г/т) типов. Концентрации золота в рудах резко различаются в зависимости от структурно-геологической позиции гидротермального поля. В рудопроявлениях центрального типа, связанных с базальтами, его содержания минимальны; более высокие содержания характерны для построек краевого типа (на базальтах) — 1—2 г/т, а максимальные — для рудных тел краевого типа, связанных с ультрабазитами. Рудные тела этого типа по содержаниям в них золота подразделяются на две группы. К первой группе относятся наиболее богатые золотом руды (>10 г/т). Они зафиксированы в полях Логачев-1,-2 и 24°30' с.ш., где содержания меди превышает 10%. Для второй группы содержания золота несколько ниже (2—3 г/т); такие руды с содержаниями меди ниже 10% отмечены для полей Рейнбоу и Ашадзе.

Кадмий представляет практический интерес во всех типах руд за исключением серно-колчеданного. Цинково-колчеданный тип является богатой (378 г/т) рудой на кадмий, медно-цинковый — рядовой (192 г/т), остальные являются бедными рудами. Среди рудопроявлений наиболее богаты кадмием приуроченные к горячей точке рудные поля Лаки Страйк и Рейнбоу. Очень высоко содержание этого элемента и в рудах поля Логачёв-2. Кадмием обогащены цинковый и медно-цинковый типы руд поля Снейк Пит. Самые бедные руды отмечаются в краевых постройках на базальтах.

Высокие содержания селена весьма характерны для изученных руд; при этом следует учесть, что его концентрации определены не во всех образцах, поэтому полной картины распределения этого элемента по рудопроявлени-ям пока представить невозможно. Усредненные медный (145 г/т) и медно-цинковый (108 г/т) типы являются богатыми рудами на селен; остальные типы — рядовыми. Руды сравнительно более низкотемпературных краевых полей на базальтах (ТАГ) бедны селеном. Исключение составляет медный тип в рудах Активной постройки поля ТАГ. В остальных обстановках содержания селена варьируют; он концентрируется, главным образом, в высокотемпературных типах, обогащенных медью. Например, его содержание в медном типе руд поля Логачев-1 (892 г/т) почти в 7 раз превышает самые высокие кондиции (120 г/т).

Кобальт приурочен к медно-цинковому геохимическому типу руд, где его среднее содержание составляет 0,11%. Меньшие концентрации (0,05%) характерны для медно-колчеданного типа. Рудопроявления, в которых кобальт достигает промышленных концентраций, четко приурочены к ультрабазитам (Логачев 1,2; Рейнбоу, Ашадзе). В этих полях им обогащены все типы руд за исключением серно-колчеданного, где, наоборот, его содержания минимальны сравнительно с другими объектами. Особенно богаты кобальтом медно-кол-чеданные (0,7%) и медно-цинковые (0,8%) руды поля Рейнбоу. Бедные промышленные концентрации кобальта отмечаются также в медно-колчедан-ных и медно-цинковых рудах полей центрального типа, залегающих на базальтах, — Брокен Спур и Снейк Пит.

На основании изучения распределения ценных элементов в рудах отдельных полей характеристики возможных заявочных рудопроявлений (с российским приоритетом открытия) можно представить следующим образом:

Логачев-1 (14° 45' с.ш.). Рудные залежи в среднем являются весьма богатыми на медь (32%), золото (11.8 г/т) и селен (829 г/т). Промышленный интерес будут также представлять 2п, Мо, А?, Сё и Со.

Логачев-2 (14°43' с.ш.). Рудные тела весьма богаты медью (15%), цинком (25.4%), золотом (23.8 г/т) и кадмием (740 г/т). Элементы-примеси представлены германием (43 г/т), серебром и кобальтом.

24°30'с.ш. Также весьма богатые медью руды (15%). Содержат высокие концентрации золота (5.3 г/т) и селена (165 г/т); роль 2п, Сё и Мо в них понижена.

Ашадзе (12°58' с.ш.). Руды весьма богаты цинком (16.4%), медью (5.0%) и кобальтом (0.1%). Для них характерны, прежде всего, повышенные содержания кадмия (250 г/т) и золота (2.02 г/т), в меньшей степени — А?. Следует отметить, что наиболее богатые концентрации кобальта приурочены к рудам, обогащенным медью.

16°38' с.ш. Руды содержат весьма богатые концентрации меди (25 %), но только в пока слабо представленных медьсодержащих разновидностях. Устойчиво повышенные концентрации золота (в среднем 2.3 г/т) характерны

для всех выделенных типов руд. В рудах медного типа концентрации золота ещё более повышаются (до 6.5 г/т). Для данного рудопроявления отмечены самые высокие содержания золота в рудах серно-колчеданного типа.

Постройка «Мир» поля ТАГ. Руды обогащены медью (9,7%) и золотом (1,3 г/т), по сравнению с вышеназванными рудо проявлениями — в меньшей степени. Отмечены повышенные содержания Ge (30 г/т) и ряда других элементов ^п, Fe, Mo, Cd и Ag).

Подводя итог, следует отметить, что вещественный состав руд САХ характеризуется значительным разнообразием. Основной общей особенностью сульфидных образований САХ является их высокая обогащенность медью и повышенная — золотом, вплоть до весьма богатых их концентраций. Распределение остальных элементов сильно варьирует и определяется различными причинами, главная из которых — приуроченность рудопроявлений к определенным структурно-геологическим условиям. Установлено, что руды различных структурно-геологических типов обладают набором определенных типоморфных элементов (табл. 6), связанных, по нашему мнению, с составом подстилающих пород. Так, руды, приуроченные к ультрабазитам, обогащены Аи, № и Со. Гидротермальные образования краевых построек на базальтах содержат повышенный Мо. Так как изученные постройки этого типа (постройки Активная и Мир поля ТАГ) расположены в непосредственной близости друг от друга, то, вероятно, эта особенность связана со спецификой состава базальтов именно этого сегмента. Руды полей, приуроченных к Азорской горячей точке, отчетливо обогащены Zn и Cd, что может являться следствием особенностей состава вмещающих их обогащенных базальтов «плюмового типа».

Зависимость состава гидротермальных отложений от характера вмещающих пород характерна и для низкотемпературной минерализации. Так, отложения низкотемпературных полей, залегающих на базальтах, сложены сульфатами (ангидритом и баритом) — (Менез Гвен, Гримсей), а залегающих на ультрабазитах — карбонатами (арагонитом) — (Лост Сити, Салданья, Менез Хом).

На основании проведенных исследований можно считать, что основными параметрами физико-химических условий, регулирующих состав руд уже на уровне выделенных структурно-геологических типов, являются начальная температура флюида и активность серы. Так, рудопроявления центрального типа характеризуются высокими температурами и высокой активностью серы, что подтверждается обилием колчеданной составляющей и высокотемпературных (пирротин) минералов. В краевых рудопроявлениях на базальтах начальная температура ниже, а активность серы падает к конечным сравнительно низкотемпературным стадиям, о чем свидетельствуют, особенно в рудах холма Мир, вариации составов пирита и сфалерита. В краевых полях на уль-трабазитах температура флюида высока, но активность серы низкая. Для них типичны высокожелезистые сфалериты и обилие малосернистых сульфидов меди (Т.Степанова, устное сообщение). Разумеется, эти параметры варьируют и на отдельных полях внутри каждой группы.

Таблица 6

Типоморфные элементы руд различных структурно-геологических обстановок

Тип оруденения Центральный (на базальтах) Краевой (на базальтах) Краевой (на ультрабазитах) Связанный с горячей точкой

Медно-колчеданный Ы?8еСи А МоОа N1 Аи Со СИ 2п Си

Медный Ы? Мо N1 Аи Со

Медно-цинковый Мо Аи Со 8п сагп

Цинковый 8с8е МоЛи N1 Си 2п Мп Ва Со СИ 2п Л? СЬ

Колчеданный Бе 8 Ы? тъ и И Сг Сё

Примечания: 1. Жирным шрифтом обозначены максимальные содержания во всех изученных рудопроявлениях только одной группы. 2. Обычным шрифтом обозначены максимальные содержания в отдельных рудопроявлениях

Дополнительными факторами, определяющими особенности состава сульфидных руд, являются глубина (давление в гидротермальной системе), фазовая сепарация флюида, подповерхностное и поверхностное смешивание с морской водой, а также зрелость (возраст) постройки и степень гипергенных изменений.

Влияние этих факторов несомненно, но не всегда находит отражение в особенностях состава гидротермальных отложений. Например, подповерхностное смешивание с морской водой, устанавливаемое на Активной постройке поля ТАГ, приводит к обогащению руд ангидритом в отличие от постройки Мир, где в условиях спокойного кондуктивного охлаждения при отсутствии смешивания отлагался обильный кремнезем. Фазовая сепарация, как показывают наблюдения за составом флюидов, отчетливо проявлена в рудопро-явлениях, связанных с ультрабазитами. Можно предположить, что именно она определяет их сугубо медную или медно-цинковую специализацию. Но, возможно, обогащение медью или цинком связано с различным возрастом построек (Глава 5). Наиболее интенсивно проявлены гипергенные процессы в рудах поля Логачев. Здесь впервые сделано предположение о том, что на поверхности более древней юго-восточной части рудного тела в результате интенсивных гипергенных процессов формируется зона вторичного сульфидного обогащения с широким развитием вторичных сульфидов меди, самородной меди и самородного золота. Кроме того, здесь же наблюдается зональность, подобная корам выветривания на древних колчеданных месторождениях (Урал и др.): сверху развита зона окисления (оксидные корки), затем зона выщелачивания (кластогенные руды) и зона вторичного сульфидного обогащения. Резкое увеличение концентраций рудных элементов отмечено и в других рудных залежах, в частности, золота в гипергенных сульфидах поля ТАГ (до 16 г/т - Ыапп^оп, 1988).

Таким образом, сочетание всех перечисленных факторов приводит к наблюдаемому разнообразию состава руд.

Выводы:

1. Сульфидные руды САХ по сравнению с кларковыми значениями обогащены Со, РЬ, Ое, 1п, Аи, Щ, Мо и 8Ь — в десятки раз; Аб, 2п, Б1 и 8 — в сотни раз; Си, 8е, Сё и Ag — в тысячи раз. По анализу соответствия содержаний компонентов руд промышленным кондициям континентальных месторождений Си, 2п, Аи, Сё, 8е, Со образуют богатые и весьма богатые концентрации.

Обогащенность медью и золотом — характернейшая особенность сульфидных руд САХ.

2. Вещественный состав сульфидных руд САХ весьма разнообразен. По соотношению основных рудных компонентов (железа, меди и цинка) выделено 5 типов руд в разной степени представленных в изученных рудных телах. Наиболее распространенный тип — медно-цинковый.

3. Основным фактором, определяющим состав гидротермальных отложений, является состав вмещающих пород. Для каждого из выделенных геолого-структурных типов оруденения характерны типоморфные элементы. При этом руды, приуроченные к ультраосновным породам, наиболее обогащены полезными компонентами. Кроме состава вмещающих пород, на состав руд внутри выделенных групп влияют и другие факторы, главные из которых — начальная температура флюида и активность серы, степень проницаемости вмещающих пород (соотношение вода/порода в гидротермальной системе), фазовая сепарация флюида, подповерхностное и поверхностное смешивание с морской водой, а также возраст оруденения и интенсивность гипергенных изменений.

4. Наиболее перспективным объектом по степени обогащения полезными компонентами является рудный узел Логачёв (14°45' с.ш.). В сочетании с близрасположенными полями, имеющими российский приоритет открытия, — Ашадзе (12°58' с.ш) и 16°38' с.ш. — он может рассматриваться в качестве потенциального заявочного объекта.

Глава 4. Перспективы гидротермальной рудоносности хребта Книповича

Степень изученности хребта Книповича резко уступает изученности отрезков срединного хребта к югу, где были сделаны основные открытия сульфидных руд Атлантики. С другой стороны, по ряду особенностей строения хр. Книповича его перспективы на гидротермальное оруденение оцениваются весьма высоко. Таким образом, сочетание высоких перспектив, слабой изученности и наличия оригинальных данных (проведено три экспедиции с участием автора) определило выбор хребта Книповича в качестве одного из основных объектов исследования.

Хребет Книповича является северным продолжением Срединно-Атланти-ческого хребта, располагаясь между Гренландией и архипелагом Шпицберген.

На юге он почти под прямым углом сочленяется с хребтом Мона, а на севере ограничивается зоной разломов Моллой (рис. 5).

Общая длина хребта ~ 550 км (от 73°45' до 78°35' с.ш.). В отличие от САХ, хребет Книповича занимает не центральное положение между материками, а смещен в сторону архипелага Шпицберген. К другим особенностям хребта Книповича относится также сверхмедленная скорость спрединга (0,7 см/год), асимметричное наращивание коры на противоположных флангах и «косое» простирание рифтовой долины по отношению к направлению спрединга.

Существуют различные мнения относительно возраста и природы хребта Книповича. Причина этого — отсутствие отчетливых магнитных аномалий, позволяющих восстановить историю его развития. В главе представлены различные точки зрения на эти вопросы.

В ходе экспедиционных работ применялась методика комплексного изучения водной толщи и донных отложений. В результате были получены

Рис. 5. Положение и батиметрия хребта Книповича.

разнообразные данные, свидетельствующие о наличии гидротермальной деятельности в пределах хребта Книповича. Их можно разделить на две группы: гидрологические и геологические. В обобщенном виде данные по «сигналам» гидротермальной активности представлены на рисунке бив таблице 7.

К гидрологическим признакам гидротермальной активности, использованным в ходе работ, относятся аномалии температуры, прозрачности/мутности, величины рН и микробиологической активности (РТА), а также концентраций в придонных водах метана и растворимого марганца. Опыт многочисленных поисковых работ свидетельствует о том, что наиболее информативными параметрами являются растворимый Mn (TDM — Total Dissolvable Manganese), прозрачность и метан. Температурные аномалии весьма сложны для однозначной интерпретации в силу многочисленности факторов, влияющих на их появление, а данные по рН и микробиологической активности с точки зрения «поисковой эффективности» пока недостаточно изучены.

В процессе изучения водной толщи были получены следующие результаты:

1. На придонном профиле вдоль оси хребта зафиксировано, по меньшей мере, пять температурных аномалий. Их генезис (и возможная связь с гидротермальными процессами) требует дополнительных исследований.

2. На этом же профиле обнаружена крупная аномалия содержания взвеси в придонных водах южной части хребта, сопоставимая по размерам с аномалиями над известными гидротермальными полями САХ. В результате по-

л* тта.дри—i rCTsn

сто тг И С1 5 10» <— - Диои—шиит ummm» IT rC fr DU ПХИСТ1 ГШ !9 № m 2M0

bJ у L Ak \ —fftt Д 14 ( I j?

m»-1 li —Л г r

if I тг i rwjm»

IMmmu* Опкулкями* 'Анмм* AiNMUT

Рис.6. Распределение станций вдоль хребта Книповича и положение выделенных гидрологических аномалий.

Таблица 7

Признаки гидротермальной активности на хребте Книповича

Участок хребта Книповича Признаки гидротермальной активности

Гидрологические Геологические

Северный TDM, метан (ст. 19) Гидротермальные осадки (ст 17)

Центральный (поднятие Логачев) Температура, метан, TDM Гидротермальные осадки (ст. 27 и 3785), Fe корки

Южный Мутность, TDM, метан, рН, РТА (ст 33), TDM (ст. 3 4) Проботбор не проводился

вторных зондирований на этом же участке (ст. CTD-33) были получены аномальные содержания метана, TDM, рН и бактериальной активности (РТА).

3. Значительная метановая аномалия была отмечена также в придонных водах северной части хребта (ст. CTD-19).

4. В придонных водах над поднятием Логачев зафиксированы аномалии содержаний растворимого марганца.

В ряду геологических признаков особое внимание уделялось аномалиям в составе донных осадков. На хребте Книповича всего было отобрано 6 колонок осадков: две из них приурочены к северной части хребта, остальные четыре — к вулканическому поднятию Логачев, расположенному в центральной части хребта (рис. 6).

Вертикальные профили распределения содержаний основных рудных компонентов — индикаторов гидротермального привносав осадках — свидетельствуют, прежде всего, о низких концентрациях железа (в среднем — 5%), в большей части не превышающих значения, характерные для обычных пелагических осадков. В связи с этим все изученные осадки по стандартным критериям (суммарному содержанию абиогенных Fe и Мп, значениям титанового и алюминиевого модулей) не могут быть отнесены к разряду металлоносных. Однако средние значения и характер распределения других элементов гидротермального генезиса (Zn, Си, РЬ, Аи, Ag, Hg, Мп и Ва) свидетельствуют о значительном влиянии на их состав гидротермального фактора. Данное обогащение, позволяющее определить осадки как металло-содержащие, проявлено в разрезах практически всех колонок, где зафиксированы прослои, обогащенные рудными компонентами. Наиболее отчетливо они начинают проявляться в горизонтах осадков с возрастом моложе 15 тыс. лет и продолжаются до современного периода. Следует отметить, что разные рудные элементы асинхронно обогащают различные прослои. Исключение составляют два уникальных прослоя в колонке 17 на севере (интервал 7—9 см) и в колонке 27 (интервал 28—31 см) в центре хребта, содержащие аномально высокие концентрации практически всех проанализированных рудных элементов. Особенно высоки (до 5% на абиогенную часть1) концентрации цинка.

Таким образом, рудный материал характеризуется изменчивостью химического состава вдоль простирания хребта и по разрезу, что, вероятно, связано с существованием нескольких очагов разгрузки и различных механизмов накопления рудного вещества.

Определение подобных механизмов проводилось путем анализа следующих данных:

1. На северном участке обогащенные рудным веществом плейстоценовые осадки колонки 17 на всю мощность содержат избыточные рудные компоненты Zn, Ва, Au, Hg, РЬ и Мп. Такое равномерное обогащение и отсутствие слоистых текстур скорее всего объясняется отложением вещества инфильтрационнымпутемприпросачиваниирудоносныхрастворов сквозь толщу осадка.

2. В разрезе колонки 3785 обогащение рудным веществом фиксируется в инт. 0—150 см. В осадках накапливается комплекс элементов, отличный от материала инфильтрационного генезиса — Си, Ag и Мп. В самых верхах плейстоцена (90—150 см) отложения обогащены также Бе, Mg и "П, вероятно, за счет примеси вулканогенного материала. Послойное залегание этих металло-содержащих осадков свидетельствует обосадочноммеханизме накопленияруд-ного вещества путем его выпадения из гидротермального плюма.

3. В голоценовых осадках колонок 17 и 27 обоих участков максимальное отложение рудного вещества фиксируется в уже упомянутых рудоносных прослоях (7—9 см и 28—31 см соответственно). Предполагается, что обломочный рудный материал, обнаруженный в этих прослоях, поступал в осадки в процессеразрушения близрасположенныхгидротермальныхпостроек. Причины эпизодичного, но синхронного (см. ниже) характера подобных процессов остаются неясными.

Таким образом, можно выделить три механизма (фактора) накопления гидротермального рудного вещества в осадках:

• Плюмовый (гидротермально-осадочный)

• Инфильтрационный

• Обломочный (детритовый)

При этом в изученных колонках имеются осадки, состав которых определяется как одним из названных факторов, так и их совместным влиянием. В результате проведенного анализа характера накопления рудного материала выделяются следующие типы металлосодержащих осадков:

1. Плюмовые (А) (Зафиксированы в инт. 90—150 см ст. 3785).

2. Плюмовые (Б) (инт. 0—90 см ст. 3785).

3. Инфильтрационные (инт. 90—300 см ст. 17).

4. Инфильтрационно-плюмовые (инт. 0—90 см ст. 17 и 0—45 см ст. 27).

5. Инфильтрационно-плюмово-детритовые (инт.7—9 см ст. 17 и 28—30 см ст. 27)

Ниже приводится характеристика каждого из выделенных типов, основанная на анализе рядов накопления элементов относительно фона и рассчитанных значений их избыточного накопления относительно алюминия (Гурвич, 1998). Геохимическая характеристика выделенных типов осадков проиллюстрирована также на рис. 7.

Плюмовые (А). Содержания большего количества исследованных элементов в осадках этого типа, пересчитанные на абиогенный материал, незначительно превышают фоновые (средние) значения. Наиболее значимо обогащение марганцем (в 3 раза), медью и серебром. В этом типе осадков отмечено некоторое накопление железа (1.13 раза) при обеднении цинком (ниже фона). Избыточное накопление титана и магния связано, как уже указывалось, с примесью вулканогенного материала. Обогащение кобальтом и никелем могло быть следствием их сорбции на осаждающихся гидроксидах марганца. Отмечено небольшое накопление бария и золота — элементов гидротермального генезиса.

Рис 7. Отношение концентраций рудных элементов к фону в разных типах осадков

Плюмовые (Б). Как и в предыдущем случае, осадки данного типа обогащены Си, Мп и Ag, но их избыточное накопление гораздо сильнее. Народу с ними накапливается и Zn, причем его избыточное накопление составляет больше 50%. Эти данные послужили основанием для разделения плюмовых осадков на две группы — (А) и (Б).

Инфильтрационные. Набор накапливающихся относительно фона элементов здесь меньше. Максимальное накопление испытывает цинк, увеличивается доля бария и золота. Марганец и медь накапливаются в меньших количествах, чем в плюмовых осадках, но особенно показательно поведение серебра, максимальная его концентрация в плюмовых осадках сменяется обеднением (в сотни раз меньше фона) в инфильтрационном типе. Железо практически равно фону.

Инфильтрационно-осадочные. В ряду избыточного накопления, как и в предыдущем случае, преобладают Zn, Аи, Ва и Мп. Не только серебро, но и медь переходит в разряд элементов, практически не накапливающихся в данном типе осадков.

Инфильтрационно-осадочно-детритовые. Характеризуются максимальным накоплением рудных компонентов — в десятки, а для цинка — в сотни раз превышающим фон Избыточное (относительно алюминия) накопление рудных элементов также максимально в этих прослоях. В этом случае наблюдается наложение двух факторов накопления руД1и

плюмового. Почти все рудные элементы практически полностью являются избыточными относительно литогенной матрицы. Рудный материал, вероятно, в значительной мере представлен сульфидами, о чем свидетельствует высокая (2,5%) концентрация серы.

На основании особенностей изменения состава металлосодержащих осадков вдоль простирания хребта по степени удаления от зон разгрузки выделены дистальные (удаленные от источника) и проксимальные (приближенные к источнику) разновидности, а с учетом имеющихся датировок осадков проведена реконструкция эволюции гидротермальной деятельности:

За исключением небольшого эпизода 72 тыс. лет назад, гидротермальная деятельность в пределах Северного и Центрального участков хребта началась в самых верхах плейстоцена — примерно 25 тыс. лет назад. Ее проявление фиксируется в дистальных осадках колонки 3785 в интервале 90—150 см. Осадки обогащены Си, А и особенно Мп. Наряду с рудными здесь же накапливался комплекс элементов, свойственный вулканогенному материалу (М? и Т1). Значительное накопление испытывают Со и N1, что может указывать на гидрогенный механизм осаждения всех рудных элементов. В голоцене отмечается значительное усиление гидротермальной активности. Дистальные осадки колонки 3785 обогащены тем же комплексом элементов (к которым присоединяется цинк), что и плейстоценовые, но уровень их накопления значительно выше.

Проксимальные голоценовые металлосодержащие осадки представлены разновидностями, накопление рудных элементов в которых происходит при просачивании гидротермальных флюидов сквозь толщу осадка вблизи очага разгрузки. Подобные осадки встречены в колонках 17 и 27, где они прослеживаются на всю мощность разреза, свидетельствуя о том, что в пределах каждого участка существует свой очаг разгрузки. В нижней (плейстоценовой) части разреза накапливаются 2п, Мп, Аи, Щ, РЬ и Ва, избыточное накопление которых составляет около 50%. В верхней части колонок за счет перераспределения и осаждения из водной толщи возрастают содержания марганца и золота.

К верхам разреза (возраст 0.5—1 тыс. лет) приурочены и уникальные рудные прослои, которые по уровню накопления рудного вещества (не железа) сопоставимы с сульфидными рудоносными илами Красного моря и соответствуют периоду максимального усиления гидротермальной активности. В их составе резко повышены все изученные рудные элементы, среди которых доминирует цинк. Их образование, вероятно, связано не только с инфильт-рационным процессом, но и с осаждением материала из плюмов, а также и с разрушением построек. Присутствие значительных содержаний серы и непосредственное обнаружение сульфидов позволяет предположить, что основная часть рудного материала представлена сульфидными фазами. Кроме того, рентгено-структурным анализом пелитовой фракции было установлено присутствие как сфалерита-вюртцита, так и гидроксида цинка.

Распределение выделенных типов осадков на хр. Книповича, представленное на рис.8, свидетельствуёт близости состава рудных прослоев и вре-

Центральный участок

Д истая ькые Проксимальные осадки

осадки 3785 ^^

Северный участок

П роке и м а льны е

* X ........|

1 ГБ(Мя) !

1 П 1

1 16*П |

1 с ГЕг.1Г»1ГГ

Пропел ожд В1 аю гидротермального •

»еимегм

I • осадочное (плюмоаое)

II • инфипьгрвииомное II) ♦ детрмтовов

10 тыс. лчт

Рис. 8. Распределение типов осадков на Центральном и Северном участках хр. Книповича.

мени их образования на Северном и Центральном участках, что свидетельствует о синхронном характере гидротермальных процессов на значительном (около 200 км) отрезке хребта.

На основании специфики состава металлосодержащих осадков хребта Кни-повича и особенностей его строения был сделан ряд предположений о причине их своеобразия. Во-первых, это может быть связано с наличием в гидротермальной конвективной ячейке материала континентальной коры. При драгировании западного борта рифтовой долины северной части хребта Кни-повича на широте 77°50'с.ш. были подняты породы, представленные темными аргиллитами и мраморами (Черкашёв и др., 2001). В одном из образцов наблюдается контакт базальта и аргиллита с зоной закалки в аргиллите, что свидетельствует о более молодом возрасте базальтов. Кроме того, учитывая относительно небольшой возраст (поздний олигоцен) аргиллитов (Гусев, Баранов, Черкашёв, 2003), можно сделать предположение об относительной молодости заложения рифтовой зоны и возможном сохранении под нею блоков континентальной коры. Породы, имеющие континентальную природу, в сравнении с океанскими базальтами обеднены железом, поэтому можно предположить, что при их проработке железо в гидротермы поступало в значительно меньшем, чем в стандартном для гидротермальных систем САХ количестве. Кроме того, в сравнении с базальтами САХ оказались обедненными железом и базальты, опробованные в пределах рифтовой долины хребта (Сущевская и др., 2000). Наличие материала континентальной коры может объяснить и преобладание цинка в металлосодержащих отложениях, так как известно, что гидротермальные проявления задуговых обстановок, где в рециклинг вовлечены породы континентальной коры, характеризуются преобладанием цинка над медью.

Выводы:

1. В результате трех проведенных экспедиций получены новые данные, развивающие представления о структуре и истории развития хребта Книпо-вича, а также о перспективах его гидротермальной рудоносности.

2. Анализ аномалий в составе придонных вод свидетельствуют о наличии трёх районов (Северном, Центральном и Южном) с высокими перспективами обнаружения современной гидротермальной активности и связанного с ней сульфидного оруденения.

3. Изучение состава донных осадков позволяет сделать ряд выводов и предположений о характере гидротермальной деятельности во временном и генетическом аспектах:

• За исключением небольшого более древнего эпизода (72 тыс. лет назад) интенсивная гидротермальная деятельность в пределах хребта началась в верхнем плейстоцене примерно 25 тыс. лет назад, причем в голоцене отмечается значительное ее усиление.

• Проксимальные осадки ст. 17 и 27 с продуктами разрушения сульфидных построек свидетельствуют о наличии рудных полей в центральном и северном районах хребта.

• Особый характер аномалий в составе осадков и базальтов может свидетельствовать о наличии в конвективной ячейке материала континентальной коры, вовлекаемой в процесс гидротермальной циркуляции. Это предположение подтверждается также полученными материалами об относительной молодости заложения рифтовой зоны и возможном сохранении под нею блоков континентальной коры.

Глава 5. Крупные рудные тела океанских рудообразующих систем: специфика условий формирования, состава и поисковых методов

Наиболее значимыми в «практической» (по выражению ЮА. Богданова) геологии являются сульфидные залежи, предварительные ресурсы которых оцениваются в десять и более млн. т. Подобные ресурсы оценены для рудных тел, расположенных в различных геодинамических обстановках. Выявление факторов, приводящих к формированию подобных скоплений, — задача данного направления.

У данной проблемы есть два принципиальных аспекта: первый связан с определением критериев формирования крупных рудных тел, второй — с анализом эволюции состава рудных построек тел по мере их разрастания.

Следует отметить, что данному вопросу формирования крупных рудных тел в теории океанского рудогенеза уделялось немного внимания. Одними из немногих публикаций о критериях формирования крупных скоплений океанских сульфидных руд являются работы Ю.А. Богданова (2004), И. Фуке (Боидие^ 1997) и М. Ханнингтона с соавторами (1995). Тему эволюции состава рудных тел в процессе их «взросления» и разрастания разрабатывал в своих последних работах С.Г. Краснов (1993). В то же время для континентальных условий тема формирования и поисковых критериев крупных и уникальных месторождений более чем популярна (Рундквист, 1996, 1997; Хаин, Кравченко, 1999; Авдонин, 2000; Додин, Коробейников, 1998; Красный, 2003 и др.).

Определенные выводы по данному вопросу для океанских условий можно сделать, исходя из анализа материалов по крупнейшим из известных к настоящему времени рудных полей — впадины Атлантис-И в Красном море, ТАГ и 16°38' с.ш. в пределах САХ, внеосевой горы вблизи 13°с.ш на ВТП, Миддл Вэлли на хребте Хуан де Фука и Санрайз в Идзу-Бонинской острово-дужной системе (табл. 8).

Во-первых, крупные рудные тела формируются в различных геодинамических обстановках — в рифтах спрединговых зон, на подводных горах вблизи СОХ, в пределах островных дуг. Во-вторых, вмещающие оруденение породы могут также иметь различный состав — базальтовый (ТАГ), риолитовый (Санрайз), осадочный (Миддл Вэлли).

К числу благоприятных факторов формирования крупных рудных тел относится:

Таблица 8

Характеристика крупнейших рудных полей

(по данным Petersen et al, 2000, Zierenberg et al, 1998, Iizasa et al, 1999, Батурин и др , 2002, Beltenev et al, 2004 с дополнениями)

Рудное поле Характеристика оруденения Размеры построек Ресурсы Возраст (максимальный) Геолого-тектоническое положение и вмещающие породы

АтлантисII Красное море Рудоносные илы 90 млн т 100 тыс лет Осевая часть рифта Рудоносные илы залегают на базальтах и перекрыты рассолами, сформировавшимися в результате растворения миоценовых эвапоритов в бортах рифтовой долины

ТАГ Срединно-Атлантический хребет 3 рудных постройки Активная - высота 50 м, диаметр 200 м 3 9млн.т МИР - высота 60 м, диаметр - 400 м 9975 000 т АЛВИН-8млн т Активная постройка -20-50 тыс лет Постройка Мир-100 тыс лет АЛВИН-нет данных Тектоническая ступень в борту рифтовой долины Зона пересечения субмеридиональных и субширотных тектонических дислокаций Базальты

16° 38* с.ш. Срединно-Атлантический хребет 6 рудных тел Самое крупное размерами 300x225 м 8 6 млн т (ресурсы могут быть увеличены в 1 5-2 раза) По косвенным данным поле имеет возраст не менее 50 000 лет Зона пересечения глубинного краевого разлома с тектоническими нарушениями субширотного простирания Базальты

Миддл Вэлли Хребет Хуан де Фука 2 группы построек 8 8 млн т каждая (без учета штокверка) Нет данных Рифтовая долина, заполненная терригенными осадками Осадочная толща мощностью до 450 м на базалы овом основании

Санрайз Идзу-Бонинская островная дуга 1 рудная залежь 400х400х30м 9 млн т Нет данных Кальдера подводного вулкана Рудная залежь контролируется кольцевой разломной зоной, вдоль которой произошло обрушение и дальнейшее излияние кислых лав

13°с.ш. Восточно-Тихоокеанское Поднятие Рудная залежь 800 х 200 х 70 м 5 -10 млн т Нет данных Кальдера подводного вулкана Базальты

• Повышенная проницаемость вмещающих пород

• Стабильное долговременное функционирование гидротермальной системы

• Наличие геологических ловушек

Очевидно, что накоплению рудного материала способствует наличие мощной осадочной толщи, резко повышающей эффективность рудонакопления. Подобный процесс увеличения эффективности рудонакопления происходит и по мере роста рудных построек за счет смены преимущественно струйного характера миграции растворов внутри залежи на диффузный. То есть, преодолев определенный этап роста, скорость наращивания массы рудных построек значительно увеличивается. К сожалению, количественное определение этих изменений пока не проводилось, но в любом случае, эффективность «диффузного» рудоотложения превышает 2% эффективности «струйного» — действия «черных курильщиков» — в отношении формирования ими массивных сульфидных руд (Hekinian et al, 1983).

Датировки периодов гидротермального рудообразования можно проводить двумя методами: прямым (определение возраста сульфидных руд) и косвенным (определение возраста рудоносных прослоев в колонках осадков вблизи гидротермальных полей). Оба метода успешно применялись во ВНИИОкеангеология в сотрудничестве с лабораторией геохронологии СпбГУ (руководитель работ — Кузнецов В.В). В результате были проведены датировки обширной коллекции осадков и сульфидных руд, свидетельствующие о том, что для наиболее крупных тел характерна «многоэтапность» активизации гидротермальных процессов. В частности, в пределах поля Логачёв выделяется не менее трёх, а поля ТАГ — не менее пяти этапов гидротермальной активности, сформировавших в результате одни из наиболее крупных рудных построек в условиях САХ.

Данные по возрасту крупнейших залежей, к сожалению, имеются не для всех гидротермальных полей (табл. 8), однако сравнительные данные по рудным полям САХ очевидно свидетельствуют, что этот параметр является ведущим: чем долговременнее функционирует рудогенерирующая система, тем больший объём рудного материала накапливается в гидротермальных постройках (табл. 9).

Продолжительность функционирования рудогенерирующей системы, по-видимому, определяется, прежде всего, устойчивостью тектономагматичес-кого режима, обеспечивающего генерацию, долговременный перенос и накопление рудного вещества в сульфидной залежи на поверхности или в непосредственной близости от дна.

Таким образом, главным критерием формирования крупных рудных тел является устойчивость тектоно-магматического режима рудообразующей системы.

Для условий САХ данный режим будет обеспечиваться в случае наличия стабильного доступа к глубинным магматическим очагам через систему

Таблица 9

Сравнительная характеристика возраста, размеров и геохимической специализации рудных образований САХ

Гидротермальные поля ТАГ 16° 38' Рейнбоу Логачев Ашадзе Снейк Пит Брокен Спур

Холм Мир Холм Активный

Логачев-1 Логачев-2

Возраст (тыс. лет) 100.0 20.0-50.0 >50.0 22.0-23.0 (запад) 2.2-3.9 (центр) 50.0-66.5 Си-зона 3.1-32.2 Бе (Си-гп) зона 3.9 9.0 5.0 1.0

Ресурсы (тыс. т.) 9 975 3 900 >8600 750 1750 250 1250 1000 400

Специализация Си-гп Си-гп (гп-Си) Си гп-Си (Со, №) гп-Си (Со, N1) Си гп-Си Си-гп гп-Си

долгоживущих разломов. Подобные зоны разломов ограничивают днище риф-товой долины. Дополнительным условием функционирования системы, очевидно, является наличие субширотных тектонических дислокаций. В этом случае именно зона пересечения глубинных разломов с ортогональными нарушениями является наиболее благоприятной для образования крупных рудных скоплений.

Таким образом, поиски крупных рудных тел следует проводить в краевых частях рифтовых долин в узлах пересечения их субширотными тектоническими нарушениями. Имеющаяся статистика среди открытых рудных районов в пределах САХ пока невелика, однако последние открытия (поля Ашад-зе, 16°38' с.ш.) данное положение доказывают.

Что касается состава крупных рудных тел, то он определяется целым рядом факторов и процессов:

• Сменой струйного режима флюидных излияний на диффузный

• Степенью гидротермальной переработки вмещающих пород

• Развитием процессов «зонной чистки»

• Развитием гипергенных процессов (включая механизм подсоса придонных вод внутрь построек)

Первый фактор, как указывалось выше, является важным для эффективности рудоотложения. При этом состав отлагающегося материала всё в большей степени соответствует составу рудоносного флюида, что, прежде всего, отражается на увеличении содержаний железа в гидротермальных постройках (Краснов, 1993).

По мере усиления гидротермальной переработки вмещающих базальтов в рудообразующих растворах происходит смена цинковой специализации на медную (Краснов, 1990; Краснов и др., 1990; Гричук, 2000). Аналогичная тенденция 40

характерна и для рудных отложений: наиболее «зрелые» (и, соответственно, самые крупные) постройки в сравнении с более молодыми отличаются повышением отношения медь/цинк в целом (табл. 9) и преобладанием высокомедистых сульфидных минералов, в частности (Мозгова и др., 2004).

Развитие пострудных процессов — как в силу перераспределения вещества внутри построек (механизм «зонной чистки»), так и гипергенных процессов (в том числе формирование зоны вторичного сульфидного обогащения на поле Логачёв-1) — приводит к формированию приповерхностной зоны с наиболее высокими концентрациями всех металлов. На это указывают, в частности, данные внутреннего строения Активного холма гидротермального поля ТАГ (Черкашёв и др., 1999; Petersen et al., 2000).

Таким образом, для состава наиболее крупных тел характерно увеличение содержаний меди относительно цинка (на фоне возрастания абсолютных концентраций железа) и формирование приповерхностной зоны, резко обогащенной халькофильными элементами.

Поисковые методы обнаружения крупных гидротермальных систем имеют свою специфику. В данном случае приоритетными становятся методы, позволяющие фиксировать ореолы рассеяния рудного вещества не только (и не столько) в водной толще, свойственные современной активной гидротермальной деятельности (имеются в виду гидрологические методы), но обнаруживающие более древние (в т.ч. ныне затухающие) рудообразующие гидротермальные системы. В условиях САХ на сегодняшний день наиболее надёжным методом, фиксирующим литохимические ореолы рассеяния, является изучение состава осадочных колонок, отобранных в пределах рифто-вой долины, и датировка выделенных аномальных горизонтов.

Кроме этого, приобретает особую значимость электоразведочные методы, позволяющие непосредственно фиксировать любые крупные (в т.ч. неактивные) рудные тела. Очевидно, что электроразведочные методы следует использовать на более поздних стадиях работ на участках с уже выделенными литохимическими аномалиями. После обнаружения рудных тел по аномалиям естественного поля (ЕП-модификация) следующим этапом является оценка их мощности по величине значений вызванной поляризации (ВП-модифи-кация). Следует отметить, что подобная методика в опытном порядке уже успешно используется: на основании зафиксированных аномалий ЕП был открыто поле Логачёв-1, а с использованием ВП-модуля была оценена мощность одной из залежей в пределах этого рудного узла.

Вывод.

Формирование крупных рудных тел связано с долгоживущими рудномаг-матическими системами. В пределах САХ такие системы формируются в краевых частях рифтовых долин в зонах пересечения субмеридиональных глубинных разломов, ограничивающих днище рифтовой долины и субширотных тектонических дислокаций. Для состава крупных рудных тел характерно увеличение содержаний железа и меди, а также формирование приповерхност-

ной зоны, обогащенной всеми полезными компонентами. Основными поисковыми методами крупных рудных тел является изучение аномалий в составе донных осадков и электроразведочное профилирование с измерением параметров ЕП.

Заключение

Большое количество накопленного материала за двадцатилетний период изучения процессов гидротермального рудообразования в северной Атлантике позволяет провести типизацию геологических обстановок формирования гидротермальных систем и выявить их минерагенические особенности. В настоящее время можно выделить причины и следствия георазнообразия гидротермальных систем. К основным причинам, определяющим георазнообразие, следует отнести изменчивость (вариабельность) следующих параметров гидротермальных систем:

1. Глубину моря в районе гидротермального поля и температуру изливающегося флюида (Р-Т параметры системы).

2. Тип (состав) вмещающих пород и степень их проницаемости (соотношение вода/порода в гидротермальной системе).

3. Наличие и характер тектонического контроля.

4. Возраст (степень зрелости) гидротермальной системы.

5. Характер и степень гипергенных процессов.

Из числа прочих причин, определяющих наблюдаемое разнообразие гидротермальных систем, следует обратить особое внимание на проблему влияния мантийных флюидов, так как данный фактор ещё недостаточно изучен.

Основными следствиями георазнообразия можно считать изменчивость следующих параметров гидротермальных систем:

1. Состава гидротермального флюида и оруденения

2. Масштабов оруденения и структуры залежи (соотношение массивных и штокверковых руд и др.).

Данные выводы, будучи разработанными на материалах по Атлантике, могут быть применены к океанским гидротермальным системам в целом.

В заключение автору хотелось бы обозначить нерешённые к настоящему времени вопросы и направления дальнейших исследований гидротермальных систем Атлантики. К ним можно отнести:

• Детальное изучение внутренних и корневых частей рудных залежей.

• Дополнительное исследование связи оруденения с выходами ультраосновных пород и построение модели подобной системы рудообразования.

• Проведение прецизионных аналитических исследований (включая изотопные) и применение новых методических приёмов для определения доли мантийной составляющей в гидротермальных рудоносных флюидах.

• Изучение немногочисленных (к настоящему времени) рудопроявлений, зафиксированнных вне рифтовой долины САХ.

• Выявление причин отсутствия зон оруденения на многих хорошо изученных сегментах САХ.

• Совершенствование методики и разработка новых технологий для поисковых работ в океане.

• Анализ взаимоотношений процессов рудообразования, формирования углеводородов и органического вещества в океанских гидротермальных системах; развитие идей нафтометаллогенеза (Красный, 2003).

Список основных публикаций по теме диссертации (соавторы в скобках)

1. Гидротермальные и гидротермально-осадочные рудные образования в Мировом океане. М.: ВИЭМС. 1985. 66 с. (С.Г. Краснов, Б.Х. Егиазаров, А.И. Айнемер, А.М. Ашадзе, А. Ю. Опекунов).

2. Литологические и геохимические индикаторы гидротермальной активности в океане. - Тезисы докладов III Съезда советских океанологов. Ленинград. 1987. с.169-171.

3. Результаты изучения океанского сульфидного рудообразования в связи с разработкой генетических моделей колчеданных месторождений. // Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций. Новосибирск, Наука, 1988, с. 118-126. (В.Е.Попов, С.Г.Краснов).

4. Использование геохимической зональности в металлоносных осадках для поисков зон гидротермальной активности в океане. // Геология океанов и морей. (Тез. докл. VIII школы морской геологии). Л., ПГО «Севморгеоло-гия», 1988, с. 87-89.

5. Физические и механические свойства океанских массивных сульфидных руд. -Литология и полезные ископаемые, 1988, N5, с. 128-130 (ГЯ.Новик, В.САплонов, С.Г.Краснов, И.Ю.Буров, АС.Иванов, Н.И.Хелмицкий, К.П.Ровенский).

6. Новые данные по минералогии сульфидных илов впадины Атлантис-П в Красном море. Доклады АН СССР, 1988, т. 301, N5, с. 1186-1190 (Л.МЛе-бедев, А.И.Цепин).

7. Методы исследования глубоководных полиметаллических сульфидных руд на дне Мирового океана. М., ВИЭМС, 1988,54 с. (АИАйнемер, С.Г.Краснов А.С.Лукошков, С.М.Судариков, Г.Г.Ткаченко).

8. Карта теплового потока и гидротермального оруденения в Мировом океане (1:20 000000). Объяснительная записка. Л., ВСЕГЕИ, 1988, 152 с. (И.С.Грамберг, А.А.Смыслов — ред.)

9. Окисные фации сульфидообразующих гидротерм в Мировом океане и их древние аналоги // Кремнисто- железистые отложения колчеданоносных районов. Свердловск, 1989, с. 30-45 (В.Е.Попов).

10. Изучение гидротермального источника в Атлантическом океане из аппаратов «Мир». Доклады АН СССР, 1990, т.ЗИ, N6, с. 1462-1467 (АЛЛиси-цын, А.М.Сагалевич, Н.Л. Шашков).

11. Высокотемпературные гидротермальные образования поля ТАГ. //Гидротермальные образования Срединно-Атлантического хребта (поле ТАГ-наблюдения с глубоководных обитаемых аппаратов). М, Наука, 1992, с. 125-154 (А.П.Лисицын, ЮАБогданов, К.М.Муравьев).

12. Новые данные о гидротермальной активности и сульфидном орудене-нии на отрезке ВТП 12 40' - 12 50' с.ш., полученные с помощью геофизического комплекса РИФТ. - Доклады АН СССР, 1992, т. 323, N5, с.865-867 (И.С.Грамберг, В.Д.Каминский, Е.Д. Лисицын, А.Ф.Кунин, АЛ.Пискарёв, М.Ю.Яневич).

13. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана. -С.-Петербург. Недра, 1992, 278 с. (С.Г.Краснов, А.И.Айнемер, Э.Ф.Гринталь и др.).

14. Строение гидротермальных ореолов рассеяния Тихого и Атлантического океанов. - Доклады РАН, 1993, т.ЗЗО, N6, с.757-759 (С.М.Судариков).

15. Massive sulphide deposits discovered and sampled at 14° 45"N, Mid Atlantic Ridge. (B. Batuev, A.Krotov, V.Markov, S.Krasnov, E.Lisitsyn).- BRIDGE Newsletter, 1994. N6, p.6-10.

16. Hydrothermal input into sediments ofthe Mid-Atlantic Ridge. - In: Hydrothermal vents and processes. (London: Geological Society Special Publication). 1995. N 87. pp. 223-229.

17. Detailed studies of hydrothermal fields in the Atlantic- In: Hydrothermal vents and processes. (London: Geological Society Special Publication). 1995. N87. p. 43-64. (Krasnov S., Stepanova T. et al).

18. Geological settings of high-temperature hydrothermal activity and massive sulphide formation on fast- and slow-spreading ridges.- In: Hydrothermal vents and processes. (London: Geological Society Special Publication). 1995. N 87. p.17-32. (Krasnov S., Poroshina I.).

19. Новое гидротермальное поле в осевой зоне Срединно-Атлантическо-го хребта (14°45' с.ш.). - Доклады РАН, 1995. т.343, N1, с.75-79. (Б.Н.Батуев, АХ.Кротов, В.Ф.Марков, С.Г.Краснов, Е.ДЛисицын).

20. Гидротермальная рудоносность Атлантики. // В сб. Литосфера океанов: состав, строение, развитие, прогноз и оценка минеральных ресурсов. 1995, ч.2, СПб, ВНИИОкеангеология, с.197-243 (С.Г.Краснов, Б.Н.Батуев, И.М.Порошина и др.).

21. Initial chronology of a recently discovered hydrothermal field at 14°45"N, Mid-Atlantic Ridge. - Earth and Planetary Science Letters, 1996. N144, p.483-490. (C. Lalou, J.-L Reyss, E. Brichet, S.Krasnov, T.Stepanova, V. Markov).

22. Mineralogy, chemical composition and structure of the MIR mound, TAG hydrothermal field. - Geophysical Research Letters, 1996, N23, p.3515-3518. (T. Stepanova, S. Krasnov).

23. Geological studies at sites of presumed hydrothermal activity between 25 °30 and 28°50"N, Mid-Atlantic Ridge. //FARA-IR Mid-Atlantic Ridge Symposium. Journal of Conference Abstracts. 1996. Vol.1, p.773-774. (I.Poroshina).

24.15° N, Mid-Atlantic Ridge - LOGATCHEV Hydrothermal field. // FARA-IR Mid-Atlantic Ridge Symposium. Journal of Conference Abstracts. 1996. Vol.1, p.809-810. (S.Krasnov, I.Poroshina, Y.Fouquet, D.Prier, AAshadze).

25. Научный прогноз и перспективы развития морских геологоразведочных работ по изучению сульфидного оруденения. - Разведка и Охрана Недр. 1996 № 12 с.11-15. (И.С. Грамберг, С.ИАндреев, А.МАшадзе, Б.Н.Батуев, А.Н.Вишневский, ВАДоценко, С.Г. Краснов, ВАКулындышев).

26. Первые данные о гидротермальной активности на хребте Книповича. // Геология морей и океанов: Тезисы докладов XII Международной школы морской геологии. М. Наука. 1997. т.2, с.190-191. (И.М.Порошина, В.В.Шилов, К.Крейн, С.Херрингтон).

27. Distribution of hydrothermal phenomena on the Knipovich ridge. // EOS Transactions. Spring meeting AGU. 1997. p.S188 (I.Poroshina, V.Shilov, K.Crane, S.Herrington).

28. Строение, минеральные ассоциации и благородные металлы океанской рудной постройки МИР гидротермального поля ТАГ (Срединно-Атлан-тический хребет, 26° с.ш.). // Геология Рудных Месторождений, 1998, N3. с.256-277. (Н.Н.Мозгова, С.Г.Краснов, Ю.С.Бородаев, К.Лалу, М.С. Самоваров).

29. The Knipovich Ridge: tectonics, volcanism and elusive hydrothermal activity: preliminary results from MIR submersible dives.// EOS transactions, Spring meeting AGU. 1998,45, p.877. (K.Crane, I.Poroshina, R.Pedersen, Yu.Bogdanov, AGebruk, E.Andersen, D.Joseph).

30. Morphotectonic setting of the areas of hydrothermal activity on the Knipovich Ridge. // 6th Zonenshain Conference on Plate Tectonics. Moscow. 1998, p.22. (I.Poroshina, E.Daniel, K.Crane).

31.Особенности распределения благородных металлов и ртути в сульфидах гидротермального поля Логачев (Срединно-Атлантический хребет, 14°45' с.ш.). - Тезисы докладов XIII Международной школы морской геологии. Москва. 1999. Т.2, 179-180. (Ю.С.Бородаев, Н.Н. Мозгова, Т.В.Степанова).

32. Зональность и история формирования океанских сульфидных рудных тел (по материалам глубоководного бурения). - Тезисы докладов международной конференции «Модели вулканогенно-осадочных рудообразующих систем». Санкт-Петербург. ВСЕГЕИ, ВНИИОкеангеология, ГСФ «Минерал». 1999, 141-142. (Е.А.Жирнов, Т.В. Степанова, Н.Н.Мозгова).

33. Mineralogy and chemistry ofmassive sulfides from the Logatchev hydrothermal field (14° 45' N Mid Atlantic Ridge). - Explor. Mining Geol., 1999. vol. 8, Nos. 3 and 4, pp.379-395. (N.N.Mozgova, AV.Efimov, Yu.S.Borodaev, S.G.Krasnov, T.V.Stepanova, AM.Ashadze).

34. Распределение изотопов урана и тория в металлоносных отложениях гидротермальной зоны Северной Атлантики. - Радиохимия. 2000. т.42, № 6, с.565-568. (В.Ю.Кузнецов, Х.А.Арсланов, В.В.Шилов, Ф.Е.Максимов).

35. Tholeitic magmas within the Mid-Atlantic Ridge segments at 25°- 30 °N: composition, generation conditions, and relation to modern ore formation. -Geochemistry International. 2000. N 1, p. S13-S19. (N.M.Sushchevskaya, V.S. Kamenetsky, K.G. Murav'ev, T.I.Tsekhonya, B.V.Belyatsky).

36. Ассоциации сульфидов меди в современных океанских рудах гидротермального поля Логачев (Срединно-Атлантический хребет, 14°45' с.ш.). -Геология рудных месторождений, 2000, т.42, № 4, с. 329-349. (И.Ф.Габлина, Н.Н.Мозгова, Ю.С.Бородаев, Т.В.Степанова, М.И.Ильин).

37. Noble metals in massive sulfides of the Mid-Atlantic Ridge. - Abstracts of XXXI International Geological Congress, 2000. (N.N.Mozgova, Yu.S.Borodaev, T.V.Stepanova).

38. Магматизм хребтов Мона и Книповича - спрединговых зон полярной Атлантики. -Российский журнал наук о Земле. 2000. т.2, № 3, с.243-267. (Н.М.Сущевская, Т.И.Цехоня, Н.Н.Кононкова, ЮАБогданов, Б.Н.Беляц-кий).

39. Благородные металлы в сульфидных ассоциациях глубоких частей активной постройки ТАГ (Срединно-Атлантический хребет, 26°08' с.ш.). - Литология и полезные ископаемые. 2000. N 1. с.5-24. (Н.Н.Мозгова, Ю.С.Бородаев, Т.В. Степанова, Е.АЖирнов).

40. New fields with manifestations of hydro thermal activity in the Logatchev area. - InterRidge News. 2000. Vol. 9 (2), p. 26 - 28. (A.M. Ashadze, A.V. Gebruk, E.M. Krylova).

41. Благородные металлы в сульфидных ассоциациях построек гидротермального поля Логачев (Срединно-Атлантический хребет, 14° 45' с.ш.). - Вестник МГУ сер.4 Геология 2000, с. 40 - 49. (Ю.С.Бородаев, Н.Н.Мозгова, Т.В.Степанова).

42. Исследование рифтовой зоны хребта Книповича: экспедиция «Кни-пович-2000». -Доклады РАН, 2001, т,378, №4, с.518-521. (К.Тамаки, Б.В.Баранов, КГерман, ЕАГусев, А.В.Егоров, ЕАЖирнов, К.Крейн, Д.Куревиц, К.Окино, Х.Сато, Н.М.Сущевская).

43. Новый район гидротермальной активности в рифтовой зоне Средин-но-Атлантического хребта. - Доклады РАН, 2001, том 381, N5, с. 1-5. (С.М.Су-дариков, М.П.Давыдов, В.В.Губенков, ОАПивоварчук, В.Ф.Казаченок, А.Л.Михайлов).

44. Изотопные соотношения свинца в рудных постройках Срединно-Ат-лантического хребта. - Геология и геофизика срединно-океанических хребтов. (Материалы совещания Российского отделения проекта InterRidge). ВНИ-ИОкеангеология, С-Петербург, 2001. с. 67. (Б.В.Беляцкий, А.Ю.Леин, Ю.АБогданов, Н.М.Сущевская).

45. Минералогия и геохимия сульфидных руд на подводных гидротермальных полях, связанных с серпентинитовыми протрузиями. - « Российский журнал наук о Земле», 2001 Т.З. N 5. с.371-393. (А.ЮЛеин, Н.В.Ульянова, А.А.Ульянов, Т.В.Степанова).

46.23OTh-excess and 14C dating ofpelagic sediments from the hydrothermal zone of the North Atlantic. - Geochronometria. 2002. vol. 21, pp. 33-40. (V.Kuznetsov, K.Arslanov, V.Shilov, A.Chernov).

47. Hydrothermal systems in Atlantic: geological setting and deposits composition.- 18th General meeting of the IMA - "Mineralogy for the new millennium". Programme with Abstracts, 2002 p. 280. (I.Poroshina, T.Stepanova, N.Mozgova).

48. Изокубанит из сульфидных руд гидротермального поля Рейнбоу (Сре-динно-Атлантический хребет, 36°14'). - Геология Рудных месторождений. 2002. том 44. №5.412-424. (Н.Н. Мозгова, Ю.С.Бородаев, И.Ф.Габлина, Т.В.Степанова, ЕАЖирнов).

49. Uranium, its minerals and parageneseses in massive sulphides of the Logatchev-2, MAR ore field. - InterRidge News, 2002, vol. 11(2). p. 32-34. (M.Torokhov, T.Stepanova, E.Zhirnov).

50. New data on hydrothermal activity in the area of 12057' N, MAR: initial results of the R/V Professor Logatchev cruise 20. - InterRidge News 2002. Vol. 11 (1). pp. 38-40. (V.Beltenev, I.Rozhdestvenskaya, A.Nescheretov, S.Sudarikov, A.Rumyantsev, V.Markov, AKrotov, EAZhirnov).

51. Минеральные ресурсы Мирового океана. Труды итоговой конференции по результатам I этапа реализации ФЦП «Мировой океан». 2002. Москва. Изд. РАН. С.105-113. (С.ИАндреев).

52. New discoveries at 12*58' N and 44'52' W, MAR: initial results from the Professor Logatchev-22 cruise. - InterRidge News, 2003,12 (1), p. 13-15. (V.Beltenev, A.Nescheretov, V.Shilov, V.Ivanov, AShagin, T.Stepanova, G.Cherkashev, B.Batuev, M.Samovarov, I.Rozhdestvenskaya, I.Andreeva, I.Fedorov, M.Davydov, L.Romanova, A.Rumyantsev, V.Zaharov, N.Luneva, OArtem'eva).

53. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия. - Геохимия, 2003. N 3, 266-274. (А.Ю.Леин, ААУльянов, Н.В.Ульянова, Т.В.Степанова, АМ.Сагалевич, ЮАБогданов, Е.Г.Гурвич, М.П.Торохов).

54. A new hydrothermal field at 16038.4' N, 46'28.5' W, on the Mid-Atlantic Ridge. - InterRidge News, 20043, 13, p.5-6. (V.Beltenev, A.Shagin, V.Markov, I.Rozhdestvenskaya, T.Stepanova, I.Fedorov, A.Rumyantsev, I Poroshina).

55. Новое гидротермальное рудное поле в осевой зоне Срединно-Атлан-тического хребта. Доклады РАН, 2004. том 397. №1. с.1-5. (В.Е.Бельтенев, АВ.Нещеретов, В.Н.Иванов, В. В.Шилов, И.И.Рождественская, АА.Шагин, Т.В.Степанова, ИААндреева, Ю.П.Семенов, М.Б.Сергеев, Б.Н.Батуев, МЛ.Самоваров, АГ.Кротов, В.Ф.Марков).

Подписано к печати 23.11.2004. Печ. л. 2,0. Уч.-изд. л. 2,0. Формат 60x90/16. Тираж 100 экз. Заказ № 123.

Отпечатано в секторе оперативного тиражирования ФГУП «ВНИИОкеангеология» 190121 Санкт-Петербург, Английский пр., 1.

>25<?75

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Черкашёв, Георгий Александрович

Введение

Защищаемые положения

Глава 1. Анализ изученности и распространения гидротермального сульфидного оруденения в северной Атлантике

1.1. Анализ изученности и характеристика фактического материала

1.2. Высокотемпературные гидротермальные поля

1.3 Низкотемпературные гидротермальные поля

1.4 Предполагаемые гидротермальные поля

1.5. Анализ распределения гидротермальных полей вдоль оси хребта

Выводы

Глава 2. Геологическое строение гидротермальных районов

2.1. Типизация гидротермальных полей Атлантики по геологическим признакам

2.2. Гидротермальные поля центрального типа

2.2.1. Высокотемпературные гидротермальные поля с сульфидным оруденением

2.2.2. Низкотемпературные гидротермальные поля

2.3. Гидротермальные поля краевого типа

2.3.1. Гидротермальные поля, связанные с базальтовым вулканизмом

2.3.2. Гидротермальные поля, связанные с ультраосновным магматизмом

2.3.2.1. Высокотемпературные гидротермальные поля

2.3.2.2. Низкотемпературные гидротермальные поля

2.4. Предполагаемые гидротермальные поля

Выводы

Глава 3. Минералогия и геохимия сульфидных руд

3.1. Общая характеристика состава сульфидных руд

3.2. Медно-цинковые руды

3.3. Цинково-колчеданные руды

3.4. Серно-колчеданные руды

3.5. Медно-колчеданные руды

3.6. Медные руды

3.7. Распределение металлов, представляющих промышленный интерес, и характеристика наиболее перспективных рудных полей

3.8. Факторы, определяющие состав руд

Выводы

Глава 4. Перспективы гидротермальной рудоносности хребта Книповича

4.1. Обоснование выбора объекта, изученность и методы исследования

4.2. Геологическое строение и история развития

4.3. Признаки гидротермальной активности

4.3.1. Гидрологические признаки гидротермальной активности

4.3.2. Ореолы рассеяния гидротермального материала в донных осадках и особенности их образования

4.4. Реконструкция процессов гидротермального рудообразования в пределах хребта Книповича

Выводы

Глава 5. Крупные рудные тела океанских гидротермальных рудообразующих систем: специфика условий формирования, состава и поисковых методов

Вывод

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидротермальное сульфидное рудообразование в северной части Срединно-Океанического Хребта Атлантического океана"

Актуальность проблемы. В 2003 году исполнилось 25 лет событию, которое по праву называют одним из крупнейших в океанологии и морской геологии XX века, — открытию горячих источников на морском дне. В 1978 году были обнаружены зоны гидротермальной активности, в пределах которых происходит излияние высокотемпературных (более 350° С) восстановленных флюидов, смешение их с холодной морской водой и, как результат, образование твердой фазы в форме сульфидных минералов. Вследствие этого процесса на морском дне накапливаются рудные залежи, ресурсы которых настолько значительны, что позволяют рассматривать их в качестве перспективных полезных ископаемых. При этом механизм субмаринного сульфидообразования близко соответствует условиям формирования древних колчеданных руд. Поэтому изучение подводных гидротермальных систем — современных «природных лабораторий» — позволяет проводить реконструкцию процессов формирования их па-леоаналогов — колчеданных месторождений Урала, Алтая, Кипра, Японии, Португалии и других районов.

В ряду известных полезных ископаемых океана (железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальтмарганцевые корки (КМК), фосфориты и др.) сульфидные руды занимают особое положение в силу особенностей своей геологической позиции, состава и генезиса. Данные глубоководного бурения свидетельствуют о том, что мощность отдельных сульфидных залежей превышает 100 м, а их ресурсы достигают 10 млн. тонн руды (Zierenberg et al., 1998), что соответствует масштабам промышленно-значимых месторождений на суше. 4

Важной характеристикой гидротермальных сульфидных руд является высокая скорость накопления (в особенности в сравнении с формирующимися в течение миллионов лет ЖМК и КМК), что позволяет говорить о возобновляемом характере минеральных ресурсов этого типа. По мнению ряда специалистов (Glasby, 2000; 2002 и др.) массивные сульфиды будут первыми из разрабатываемых глубоководных океанских руд. В настоящее время получены первые лицензии на их добычу.

Проблема изучения сульфидных руд наряду с другими полезными ископаемыми океана (ЖМК, КМК, газовых гидратов) входит в состав приоритетных в рамках Федеральной Целевой Программы (ФЦП) «Мировой океан». Развитие этого направления морской отрасли МПР России определяется также такими государственными документами как «Морская доктрина» (2001), «Долговременная программа действий МПР России в части разведки и использования природных ресурсов и обеспечения охраны окружающей среды» (2001), ФЦП «Экология и Природные ресурсы России» (2000). В ежегодных пообъектных планах МПР России проблеме изучения океанских сульфидных руд отводится значительная роль; предусматривается проведение геологоразведочных (экспедиционных) и научно-исследовательских изысканий.

По инициативе России в 1998 году в Международном Органе по Морскому Дну при ООН вслед за ЖМК начата процедура оценки потенциала других полезных ископаемых в международных водах Мирового океана. В первую очередь, начались слушания по проблеме сульфидных руд. Очевидно, в недалеком будущем будет начат процесс оформления национальных заявок на участки дна с сульфидным оруденением.

Тем временем, процесс освоения месторождения сульфидных руд уже начался: Австралийская горнорудная компания (Nautilus Mineral Corporation) получила лицензию на разработку сульфидов и начала широкомасштабные работы в юго-западной части Тихого океана (в пределах исключительной экономической зоны Папуа-Новой Гвинеи). Имеются планы разработки японскими компаниями сульфидной залежи Санрайз с ресурсами 5

9 млн. тонн в кальдере подводного вулкана, входящего в Идзу-Бонинскую островную дугу.

Таким образом, многие страны стоят на пороге начала разработки залежей сульфидных руд. В соответствии с долговременными программами развития морской геологической отрасли наша страна также планирует начало добычных работ в ближайшие десятилетия.

В связи с этим, изучение нового высококачественного потенциального источника минерального сырья на перспективу (в особенности, в связи с постепенным истощением континентальных месторождений) — является основной народно-хозяйственной задачей, на решение которой нацелена данная работа.

Цель работы — на основе анализа имеющегося материала установить особенности распространения и закономерности формирования гидротермальных систем северной Атлантики.

Основные задачи исследования при этом следующие:

1. Изучение тектонического положения всех гидротермальных полей и их типизация.

2. Анализ состава гидротермальных рудных образований, выделение наиболее характерных типов и процессов, определяющих их формирование.

3. Определение критериев прогноза крупных сульфидных залежей.

4. Прогноз гидротермальной рудоносности хребта Книповича.

5. Разработка оптимального комплекса ГРР на сульфидное оруденение.

Фактический материал, положенный в основу диссертации, получен, главным образом, в полевых работах Полярной Морской Геологоразведочной экспедиции в Атлантике в 1985—2004 гг. Кроме того, были использованы первые визуальные наблюдения и первые в СССР образцы массивных сульфидов Срединно-Атлантического Хребта (САХ), отобранные в 1986 году в ходе погружения ГОА «Мир» при участии автора на гидротермальное поле ТАГ в 15-ом рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» (ИО РАН им. П.П. Ширшова). Уникальный керновый материал, характеризующий внутреннее строение рудной 6 постройки поля ТАГ, был получен по линии международной программы глубоководного бурения (ODP). Материалы по хр. Книповича отобраны в ходе трёх рейсов (1996, 1998 и 2000 гг.), организованных и проведённых в данный район под руководством автора.

Личный вклад автора. Проблемой изучения процессов гидротермального рудообразования автор занимается более 20 лет. Участвовал в десяти экспедициях (включая международные) в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах по гидротермальной тематике; в большей части экспедиций являлся научным руководителем проводимых работ. В двух экспедициях Института Океанологии РАН им. П.П. Ширшова принимал участие в погружениях на глубоководных обитаемых аппаратах «Мир» в районы гидротермальной активности рифтовых зон Тихого и Атлантического океанов. Являясь ответственным исполнителем трёх и участвуя в работе пяти научно-исследовательских тематических разработок, выполняемых во ВНИИОкеангеологии, автор провёл обобщение и анализ литературных и оригинальных материалов по гидротермальному рудообразова-нию в пределах САХ.

Принимал участие в составлении геологических заданий, приемке материалов и отчетов всех 15-ти рейсов ПМГРЭ в Атлантический океан.

Автор руководил проектами по изучению океанского гидротермального рудообразования в рамках подпрограммы «Исследование природы Мирового океана» ФЦП «Мировой океан».

Защищаемые положения

1. В пределах рифтовой долины САХ выделяются два типа гидротермальных полей (центральный и фланговый), отличающихся характером тектонического и магматического контроля, составом гидротермальных флюидов и рудных образований. Локализация рудных полей контролируется узлами пересечения субмеридиональных и субширотных тектонических нарушений, а основным фактором, определяющим состав гидротермальных отложений, является характер вмещающих пород. Кроме того, он контролируется глубиной 7 океана, соотношением вода/порода, начальной температурой флюида и активностью серы, наличием/отсутствием фазовой сепарации в гидротермальной системе, степенью смешения флюида с морской водой, а также связан с возрастом гидротермальных построек и интенсивностью гипергенных процессов.

2. По соотношению основных рудных компонентов (железа, меди и цинка) выделяется 5 типов руд, наиболее распространенный из которых — медно-цин-ковый. Руды Атлантики в целом обогащены Си, Zn, Аи, Ag, Cd и Со; максимальные концентрации этих металлов характерны для полей, связанных с ультраосновными породами. Наиболее перспективным по степени обогащения полезными компонентами является рудный узел Логачёв (14° 45' с.ш.). В сочетании с близрасположенными полями, имеющими российский приоритет открытия, — Ашадзе (12° 58' с.ш) и 16° 38' с.ш. — он может рассматриваться в качестве потенциального заявочного объекта

3. Отложения низкотемпературных гидротермальных полей (сульфатные, залегающие на базальтах и осадках, и карбонатные, связанные с ультрабазита-ми,) имеют подповерхностное продолжение (корни) в виде высокотемпературных сульфидных залежей. В северной Атлантике подобные рудные образования залегают как в осадочной толще (поле Гримсей и Южное поле хр. Книповича), так и в магматических ультраосновных (поля Салданья, Лост Сити и Менез Хом) и основных (поле Менез Гвен) породах.

4. Разработанная методика поиска зон гидротермального оруденения, основанная на предварительном структурном анализе и выборе перспективных участков с последующим комплексным изучением водной толщи и донных отложений, внедрена в производство и является эффективной, что подтверждено открытием в пределах САХ гидротермальных рудных полей Логачёв, Ашадзе и 16° 38'с.ш. и выявлением на хребте Книповича участков, перспективных на гидротермальное оруденение.

5. Формирование крупных рудных тел в океане связано с долгоживущими рудномагматическими системами. В пределах САХ такие системы формируются в краевых частях рифтовых долин в зонах пересечения субмеридиональных 8 глубинных разломов, ограничивающих днище рифтовой долины, и субширотных тектонических дислокаций. Для крупных рудных тел характерно увеличение в их составе концентраций железа и меди и формирование приповерхностной зоны, обогащенной всеми полезными компонентами. Основными методами поиска крупных рудных тел в пределах выделенных перспективных участков являются литолого-геохимический и электроразведочный.

Научная новизна. Проведено обобщение данных по гидротермальному ору-денению Атлантики, полученных организациями МПР и РАН со времени первых открытий (1985 г.) по настоящее время. На основании обобщенных данных созданы «паспорта» всех гидротермальных полей Атлантики, включающие описание тектоники, магматизма и рудообразования каждого из полей. Определены основные факторы, определяющие состав и масштабы гидротермальных рудных тел. Сделан прогноз гидротермальной рудоносности хребта Книповича.

Практическое значение работы определяется возможностью использования ее результатов при планировании, организации и проведении морских ГРР на сульфидное оруденение. Это касается как методики проведения региональных и поисковых работ, так и выявления новых перспективных районов для их постановки. Об эффективности применения разработанной методики поисковых работ могут свидетельствовать открытия в пределах САХ рудного узла Логачев (14°45'с.ш., 1994 г.), гидротермальных полей Ашадзе (12° 58' с.ш., 2003 г.) и «16° 38' с.ш.» (2004 г.). Результаты работы использованы в учебном процессе в курсе лекций «Полезные ископаемые океана» на Геологическом факультете СПбГУ и при подготовке учебных пособий.

Апробация работы. Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались автором на многочисленных российских и международных конференциях, таких как Международные Геологические Конгрессы (2000, 2004), Международные Школы по Морской Геологии (начиная с 1982 года), Underwater Mining Institute (2003,2004) и многих других форумах. Начиная с 1998 года, под непосредственным руководством автора во ВНИИОкеангеологии ежегодно проводились международные конференции «Полезные ископаемые океана» и 9 совещания Российского отделения международного проекта Russian Ridge, на которых автором представлялись пленарные доклады по гидротермальной тематике, непосредственно касающейся целей и задач данной диссертации.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 30 статьях, в том числе в 4-х коллективных монографиях, а также более чем в 50-ти тезисах докладов различных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом стр., рис., табл., список литературы наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Черкашёв, Георгий Александрович

Данные выводы, будучи разработанными на материалах по Атлантике, могут быть применены к океанским гидротермальным системам в целом.

Главные результаты проведённой работы сформулированы в конце каждой из пяти глав и в защищаемых положениях. Хотелось бы надеяться, что данное исследование будет способствовать решению основных задач металлогении (в приложении к объекту исследования): познанию особенностей распространения и закономерностей формирования океанских сульфидных руд.

В заключение автору хотелось бы обозначить нерешённые к настоящему времени вопросы и направления дальнейших исследований гидротермальных систем Атлантики. К ним можно отнести:

Детальное изучение внутренних и корневых частей рудных залежей

Дополнительное исследование связи оруденения с выходами ультраосновных пород и построение модели подобной системы рудообразования

Проведение прецизионных аналитических исследований (включая изотопные) и применение новых методических приёмов для определения доли мантийной составляющей в гидротермальных рудоносных флюидах

Изучение немногочисленных (к настоящему времени) рудопроявлений, зафиксированнных вне рифтовой долины САХ

Выявление причин отсутствия зон оруденения на многих хорошо изученных сегментах САХ

Совершенствование методики и разработка новых технологий для поисковых работ в океане

Анализ взаимоотношений процессов рудообразования, формирования углеводородов и органического вещества в океанских гидротермальных системах; развитие идей нафтометаллогенеза (Красный, 2003).

Заключение

Большое количество накопленного материала за двадцатилетний период изучения процессов гидротермального рудообразования в северной Атлантике позволяет провести типизацию геологических обстановок формирования гидротермальных систем и выявить их металлогенические особенности.

В настоящее время можно выделить причины и следствия наблюдаемого георазнообразия океанских гидротермальных систем.

К основным причинам, определяющим георазнообразие, следует отнести изменчивость (вариабельность) следующих параметров гидротермальных систем:

1. Глубину моря в районе гидротермального поля и температуру изливающегося флюида (Р-Т параметры системы).

2. Тип (состав) вмещающих пород и степень их проницаемости (соотношение вода/порода в гидротермальной системе).

3. Наличие и характер тектонического контроля.

4. Возраст (степень зрелости) гидротермальной системы.

5. Характер и степень гипергенных процессов.

Из числа прочих причин, определяющих наблюдаемое разнообразие гидротермальных систем, следует обратить особое внимание на проблему влияния мантийных флюидов, так как данный фактор ещё недостаточно изучен.

Основными следствиями георазнообразия можно считать изменчивость следующих параметров гидротермальных систем:

1. Состава гидротермального флюида и оруденения

2. Масштабов оруденения и структуры залежи (соотношение массивных и штокверковых руд и др.).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Черкашёв, Георгий Александрович, Санкт-Петербург

1. Опубликованная:

2. Базилевская Е.С., Сколотнев С.Г., Степанец М.И. Железо-марганцевые корки океана индикаторы среды рудоотложения.// ДАН СССР, 1991, т.321, №4, с.804-809.

3. Батуев Б.Н., Кротов А.Г., Марков В.Ф, Черкашев Г.А., Краснов С.Г, Лисицын Е.Д. Новое гидротермальное поле в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (14°45' с.ш.). // Доклады РАН, 1995. т.343, N1, с.75-79.

4. Батуев Б.Н., Ашадзе А.М., Бельтенёв В.Е., Кротов А.Г., Лазарева Л.И., Малин Б.В. Глубоководные полиметаллические сульфиды северной части Срединно-Атлантического хребта.//Разведка и охрана недр. 2002. №1.с.44-50.

5. Батурин Г.Н. Руды океана. М. Наука. 1993.

6. Бельтенев В.Е., Ашадзе A.M., Рождественская и др. Гидротермальная активность в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта. // Разведка и охрана недр. 2002. № 1. с.50-55.

7. Богданов Ю.А., Сагалевич A.M., Черняев Е.С., Ашадзе A.M., Гурвич Е.Г., Лукашин Н.В., Иванов Г.В., Пересыпкин В.И., Гидротермальное поле 14°45 с.ш. Срединно-Атлантического хребта // Доклады РАН, 1995, т.343, N3, с.353-357.

8. Богданов Ю.А. Гидротермальные рудопроявления Срединно-Атлантического хребта, 1997, Москва, Научный мир, 165с.

9. Богданов Ю.А. Гидротермальный рудогенез океанского дна.// Известия секции наук о земле РАЕН. 2002, вып.9, с.134-160.

10. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана/ Краснов С.Г., Черкашев Г.А., Айнемер А.И. и др., С-Пб.: Недра., 1992., 278 с.

11. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки мирового океана. М. Научный мир., 1998. 340 с.

12. Дмитриев Л.В. Магматизм и гидротермы Атлантики.//Вестник АН СССР, 1986, №4,123-130

13. Дмитриев Л.В. Вариации состава базальтов срединно-океанических хребтов как функция геодинамической обстановки их формирования.// Петрология, 1998, т. 6, №4, с. 340-362.

14. Дмитриев Л.В., Соколов С.Ю., Мелсон В.Дж., О'Хирн. Плюмовая и спрединговая ассоциации базальтов Срединно-Атлантического хребта и их отражение в петрологических и геофизических параметрах.// Российский журнал Наук о Земле, 1999, т. 1, № 6 ,457-476

15. Дмитриев Л.В., Соколов С.Ю. Геодинамика трех контрастных типов магматизма океана и их отражение в данных сейсмотомографии Петрология, 2003, т. 11 №66 655-672.

16. Карта теплового потока и гидротермального оруденения в Мировом океане (1: 20 ООО ООО). Объяснительная записка. (И.С.Грамберг, А.А.Смыслов -ред.)Л., ВСЕГЕИ, 1988, 152 с.

17. Краснов С.Г., Гричук Д.В., Степанова Т.В. Океанское гидротермальное минералообразование.// Зап. ВМО. 1990. т. 119. №6. с.23-32.

18. Краснов С.Г. Гидротермальная деятельность и сульфидное рудообразование (Автореф. дисс. докт. г.-м. наук). СПб. ВНИИОкеангеология. 1993. 45 с.

19. Краснов С.Г. Крупные сульфидные залежи в океане.// Природа. 1995. №2. с. 3-14.

20. Красный Л.И. Эволюция тектонических идей от середины XIX столетия до современности.// Первые научные чтения памяти академика РАН И.С.Грамберга. СПб. 2003. ВНИИОкеангеология. 28с.

21. Леин А.Ю., А.А.Ульянов, Н.В.Ульянова, Черкашёв Г.А., Т.В.Степанова, А.М.Сагалевич, Ю.А.Богданов, Е.Г.Гурвич, М.П.Торохов. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия.// Геохимия, 2003. N 3, 266-274.

22. Леин и др., Новый тип гидротермального поля на Срединно-Атлантическом хребте (поле Лост Сити 30° с.ш.).// - Доклады РАН, 2004. т 394. №3, с.380-383

23. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Сагалевич A.M. Гидротермальные проявления Срединно-Атлантического хребта на 26° с.ш. (гидротермальное поле ТАГ) // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1989. N 12. с. 3-20.

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

25. Лисицын А.П. Современные гидротермальные системы мирового океана. // Смирновский сборник-2000. с.32-75.

26. Мазарович А.О., Соколов С. Тектонический контроль распределения гидротермальных поле на Срединно-Атлантическом хребте. // Литология и полезные ископаемые. 1998. 33(4), 391-394.

27. Минеральное сырье. Краткий справочник/под ред. В.П. Орлова, М.:ЗАО «Геоинформмарк», 1999, 302 с.

28. Миронов Ю.В., Ельянова Е.А., Зорина Ю.Г., Мирлин Е.Г. Вулканизм и океанское колчеданообразование. 1999. М. Научный Мир. 176 с.

29. Пущаровский Ю.М., Бортников Н.С., Пейве А.А. и др. Массивная тектоновкрапленная сульфидная минерализация в САХ в районе Сьерра-Леоне в связи с особенностями его геологического строения//ДАН, 2002, т.384,№1, с.83-88.

30. Симонов С.А., Колобов В.Ю, Пейве А.А. Петрология и геохимиягеодинамических процессов в Центральной Атлантике. Новосибирск, СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999, 224 с.

31. Судариков С.М., Давыдов М.П.,.Черкашев Г.А, Губенков В.В., Пивоварчук

32. А., Казаченок В.Ф., Михайлов А.Л. Новый район гидротермальной активности в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта. // ДАН. 2001. Т. 381. №5, С. 1-5.

33. Черкашёв Г.А., Краснов С.Г., Егиазаров Б.Х., Айнемер А.И., Ашадзе A.M.,.Опекунов А.Ю. Гидротермальные и гидротермально-осадочные рудные образования в Мировом океане.//М.: ВИЭМС. 1985. 66 с.

34. Шарапов В.Н., Акимцев В.А. Рудопроявления горы Поспелова (Срединно-Атлантический хребет). Новосибирск, (препр. ОИГТМ СОРАН). №56. 26 с.

35. Batuev, B.N., Krotov, A.G., Markov, V.F., Cherkashev, G.A.,Krasnov, S.G., and Lisitsyn, Ye.D. Massive sulfide deposits discovered and sampled at 14°45TSf, Mid-Atlantic Ridge.// BRIDGE Newsletter, 1994. No. 6, p. 6-10.

36. Beltenev V., A.Nescheretov, V.Shilov, V.Ivanov, A.Shagin, T.Stepanova, G.Cherkashev, B.Batuev, M.Samovarov, I.Rozhdestvenskaya, I.Andreeva,

37. Fedorov, M.Davydov, L.Romanova, A.Rumyantsev, V.Zaharov, N.Luneva, O.Artem'eva. New discoveries at 12°58' N and 44°52' W, MAR: initial resultsfrom the Professor Logatchev-22 cruise.//InterRidge News. 2003. Vol.12 (1), p. 1315

38. Beltenev V., A.Shagin, V.Markov, I.Rozhdestvenskaya, Cherkashov G., T.Stepanova, I.Fedorov, A.Rumyantsev, I Poroshina).A new hydrothermal field at 16°38.4' N, 46°28.5' W on the Mid-Atlantic Ridge.// InterRidge News. 2004. Vol.13, p.5-6.

39. Blackman D., Karson J., Kelley D., and shipboard scientific party. Seafloor mapping and sampling of the MAR 30°N oceanic core complex MARVEL (Mid-Atlantic ridge vents in extending lithosphere) 2000. // Interridge news, 2001, v. 10, N 1, p. 33-36.

40. Brown J.R., Karson J.A. Variation in axial processes on the Mid-Atlantic Ridge: the median valley of the MARK area. // Mar. Geophys. Res., 1988, v. 10, N 1-2, p. 109-138.

41. Cann J.R., Strens M.R. Black smokers fuelled by freezing magma. //Nature, 1982, v. 298, N 5870, p. 147-149.

42. Cannat M., Mevel C.,Maia M. et al. Thin crust, ultramafic exposures, and rugged faulting patterns at the Mid-Atlantic Ridge (22°-24°N). //Geology, 1995, v. 23, N l,p. 49-52.

43. Cannat, M., Lagebrielle, Y., Bougault, H., Casey, J., de Coutures, N., Dmitriev, L., Fouquet, Y. Ultramafic and gabbroic exposures at the Mid-Atlantic Ridge: geological mapping at 15°N region.//Tectonophysics. 1997. 279, 193-213.

44. Charlou J.L., Dmitriev L., Bougault H., Needham H.D. Hydrothermal CH4 between 12N and 15N over the Mid-Atlantic Ridge.// DeepSea Research, 1988, v.35,# 1, 121-131

45. Cherkashov G, Crane K, Egorov A, German C, Koike Y, Naganuma T, Stepanova T, Tamaki К & Zhirnov E: New Evidences of Hydrothermal Activity on the Knipovich Ridge, Norwegian-Greenland Basin. Abstracts of EUG meeting. 2001.

46. G.Cherkashov, I.Poroshina, T.Stepanova, N.Mozgova. Hydrothermal systems in Atlantic: geological setting and deposits composition.//^111 General meeting of the IMA "Mineralogy for the new millennium". Programme with Abstracts, 2002 p. 280.

47. Cherkashev G.A., Ashadze, A.M., Gebruk, A.V., Krylova, E.M. New fields of hydrothermal activity in the Logatchev area (14° N, Mid-Atlantic Ridge). InterRidge News. 2000. 9(2), 26-27.

48. Cherkashov G., Glasby G.P. Submarine hydrothermal activity and mineralization at the Azores hot spot: Influence of the mantle plume.// Abstracts of Ridge-Hotspot Interaction meeting. Brest. 2003.

49. Chin, C. S., Klinkhammer G. P., and Wilson C. Detection of hydrothermal plumes on the northern Mid-Atlantic Ridge: results from optical measurements.// Earth Planet. Sci. Lett., 162,1-13, 1998.

50. Fouquet, Y., Wafik, A., Cambon P., C. Mevel, G. Meyer, and P. Gente. Tectonic setting and mineralogical and geochemical zonation in the Snake Pit deposit (Mid-Atlantic Ridge at 23°N). // Econom. Geol., 1993. 88,2018-2036.

51. Fouquet Y. Where are the large hydrothermal deposits in the ocean?//Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 1997 #355. 427-441

52. Gente P., Geuleneer G., Dauteuil O. et al. On and off-axis submersible investigation on a highly magmatic segment of the Mid-Atlantic Ridge (21°40'N): the TAMMAR cruise. // Interridge news, 1996, v. 5, N 2, p. 27-317.

53. German C.R., Briem J., Chin C. et al., Hydrothermal activity on the Reykjanes Ridge: the Steinaholl vent-field at 63 03 N.//Earth Planet. Sci. Lett., 121, 647-654, 1994.

54. German C.R., Parsons L.M., HEAT Scientific Team. Hydrothermal exploration near Azores Triple Junction: tectonic control of venting at slow-spreading ridges.// Earth Planet. Sci. Lett. 1996. 138, 93-104.

55. German C.R., Parsons L.M. Distribution of hydrothermal activity along the Mid-Atlantic Ridge: interplay of magmatic and tectonic controls. // Earth Planet. Sci. Lett., 1998. 160, 327-341.

56. Hannington M.D., Thompson G., Rona P.A., and Scott S.D. Gold and native copper in supergene sulfides from the Mid-Atlantic Ridge.// Nature, 1988, v.333, p. 64-66.

57. Herzig P. M., Petersen S., Hannington M. D. Geochemistry and Sulfur-Isotopic Composition of the TAG Hydrothermal Mound, Mid-Atlantic Ridge, 26°N. /Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 1998. v. 158 p.47-70

58. Hoffert, M., A. Perseil, R. Hekinian, P. Choukroune, H. D. Needham, J. Francheteau and X. Le Pichon, Hydrothermal deposit sampled by a diving saucer in Transform Fault "A" near 37°N on the Mid-Atlantic Ridge, Famous area.// Oceanol. Acta 1978. 1. 73-86.

59. Humphris, S.E., Fornari, D.J., Scheirer, D.S., German, C.R., Parson, L.M. Geotectonic setting of hydrothermal activity on the summit of Lucky Strike Seamount 37°N 17' on the Mid-Atlantic Ridge.// G 3, 2002. No 8, 2001GC000248

60. Karson J.A., Brown J.R. Geological setting of the Snake Pit hydrothermal site: an active vent field on the Mid-Atlantic Ridge. // Mar. Geophis. Res., 1988, v. 10, N 1-2, p. 91-107.

61. Kleinrock M.C., Humphris S.E. Structural asymmetry of the TAG rift valley: evidence from a near-bottom survey for episodic spreading. // Geophys. Res. Letters, 1996. v. 23, N 23, p. 3439-3442

62. Kong L., Detrick R., Fox P. et al. The morphology and tectonics of the MARK area from sea beam and sea MARC I observation (Mid-Atlantic Ridge 23°N). // Geophis. Res., 1988, v. 10, N 1-2, p. 59-90.

63. Kong L., Solomon S.C., Purdy G.M. Microearthquake characteristics of a mid-ocean ridge along-axis high.// J. Geophis. Res., 1992, v. 97, p. 1659-1685.

64. Krasnov S., Grichuk D., Stepanova T. Evolutionary trends in composition of oceanic massive sulfide deposits. // Resource Geology Special isuue. 1993. #17. p.173-179.

65. Magmatism in the Ocean Basins. A.D.Sounders & M.J.Norry eds. Geol. Soc. Spec. Publ., London, 1989.

66. Mevel C., Auzende J.-M., Cannat M. et al. La ride du Snake Pit (dorsale Medio-Atlantique, 23022'N) resultats preliminaires de la campagne HYDROSNAKE. // C. R. Acad, sci., Paris, 1989, t. 308, serie II, p. 545-552.

67. Mevel C., Cannat M., Gente P. et al. Emplacement of deep crustal and mantle rocks on the west median valley wall of MARK area (MAR, 23°N). // Tectonophisics, 1991, v. 190, p. 31-53.

68. Meyer P.S., Bryan W.B. Petrology of basaltic glasses from the TAG segment: implication for a deep hydrothermal heat source. // Geophis. Res. letters, 1996, v. 23, N 23, p. 3435-3438

69. Murphy, P.J. and Meyer, G., 1998. A Gold-Copper Association in Ultramafic-Hosted Hydrothermal Sulfides from the Mid-Atlantic Ridge. Economic Geology, 93:1076-1083.

70. Nygaard Т., Bjerkgaard, Kelley D., Thorseth I., Pedersen R. Hydrothermal chimneys and sulphide mineralised breccias from the Kolbeisey and the Mohns Ridge. Geophysical Research Abstracts, Vol.5, 11863,2003.

71. Ondreas H., Fouquet Y., Costa I. et al. Volcanic and morphological features at the Mid-Atlantic Ridge axis south of the Azores (37°N 39°N): a study at the submersible scale. //J. Conf. Abs., 1996, v. 1, N 2, p. 839.

72. Pedersen R., Kelley D., Thorseth I., Torsvik Т., Hamnes G., Stensby В., Pedersen L. ROV exploration of the Kolbeinsey Ridge: Preliminary results of thr SUBMAR-99 cruise. 1999 InterRidge News 8 (2), 32-34.

73. Pedersen R., Thorseth I., Torsvik T. et al. Crustal accretion, hydrothermal activity and microbial colonization along the Mohns and the Knipovich ridges: preliminary results from the SUBMAR-2000 and2001 cruises. -InterRidge News 2001, Vol. 10(2), 54-56.

74. Petersen S., P.M.Herzig, M.D.Hannington. Third dimension of a presently forming VMS deposit: TAG hydrothermal mound, Mid-Atlantic Ridge, 26°N.// Mineralium Deposita. 2000. 35, 233-259.

75. Petersen, S., Herzig, P.M., Hannington, M.D., Jonasson, I.R. and Arribas Jr. A Submarine Gold Mineralization near Lihir island, New Ireland Fore-Arc, Papua New Guinea.//Econ. Geol., 2002. 97: 1795-1814

76. Rona P.A. Hydrothermal mineralization at seafloor spreading centers. Elsevier. 1984. 104.

77. Rona P.A., Klinkhammer G., Nelson T.A., Trefry J.H., Elderfield H. Black smokers, massive sulfides, and vent biota at the Mid-Atlantic Ridge // Nature. 1986. V. 321. N 6065. P. 33-37.

78. Rona P.A., Hannington M.D., Raman C.V., Thompson G., Tivey M.K., Humphris S.E. Active and relict sea-floor hydrothermal mineralization at the TAG hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge// Econ. Geol. 1993. V.88. P. 1989-2017

79. Rona P.A., Bougault H., charlou J.-L. etal. Mafic- and ultramafic-hosted hydrothermal sistems at the TAG (26°N) and fifteen twenty fracture zone area of the Mid-Atlantic Ridge rift valley. // J. Conf. Abs., 1996, v. 1, N 2, p. 850.

80. Scientific Party, Ocean Drilling Program. Leg 106 1986. Drilling the Snake Pit hydrothermal sulfide deposit of the Mid-Atlantic Ridge, latitude 23° 22'N. Geology 14, 1004-1007.

81. Stefansson, in Hydrothermal Processes at Seafloor Spreading Centers. NATO Conference Series IV, Plenum Press, New York, 321-360 1983;

82. Thompson G., Humphris S., Schroeder В Sulanowska, M., Rona, P.A. Active vents and massive sulfides at 26N (TAG) and 23N (Snakepit) on the Mid-Atlantic ridge. //Canadian Mineralogist, 1988. v.26. №3. p.691-711.

83. Torokhov, M.P., Cherkashev, G.A., Stepanova, T.V., Zhirnov, E.A. 2002. Uranium, its minerals and parageneseses in massife sulphides of the Logatchev-2, MAR ore field. InterRidge News 11(2), 32-33.

84. Wolfe C., Purdy G.M., Toomey D.R., Solomon S.C. Microeaithquake characteristics and crustal velocity structure at 29°N on the Mid-Atlantic Ridge: the architecture of a slow-spreading segment. // J. Conf. Abs., 1996, v. 1, N 2, p. 867.

85. Zierenberg R., Fouquet Y., Miller D. et al. The deep stucture of a sea-floor hydrothermal deposits.//Nature. 1998. Vol.392. 485-488.

86. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Lisitsin A.P. et al. Tectonics of the Mid-Atlantic rift valley between the TAG and MARK areas (26°-24°N): evidence for vertical tectonism. // Tectonophysics,' 1989, v. 159, p.1-23.1. Фондовая:

87. Алакин А.П. и др. Региональные работы по оценке перспектив рудоносности северной тропической зоны Срединно Атлантичевкого хребта (рейс №3 НИС «Геолог Ферсман»). // Фонды ПМГРЭ, Ломоносов, 1994.

88. Ашадзе A.M., Батуев Б.Н., Самоваров M.JI. Опытно-методические поисковые работы в осевой зоне САХ (северная часть рудного узла «Полярный») рейс №Ю НИС «Профессор Логачев» // ПМГРЭ, Ломоносов, 1996г.

89. Батуев Б.Н. и др. Региональные работы по изучению перспектив рудоносности северной тропической зоны Срединно-Атлантического хребта и опытно-методические работы на ГПС в 1990 году (рейс № 3 НИС «Севморгеология») // Фонды ПМГРЭ, Ломоносов, 1991.

90. Колосов О.В. и др. Опытно-методические работы по отработке элементов методики региональных исследований ГПС в Атлантическом океане. // Фонды ПМГРЭ, Ломоносов, 1988.

91. Лазарева Л.И. и др. Сравнительная характеристика проявлений ГПС сегмента 10°-30°с.ш. осевой зоны САХ по вещественному составу руд и геологическим условиям (отчет по теме), г. Ломоносов, фонды ГП ПМГРЭ, 2002.

92. Марков В.Ф. и др. Отчет: Региональные работы на глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС) в пределах Срединно-Атлантического хребта (район между 15° и 17°с.ш.). Фонды ГП ПМГРЭ, г. Ломоносов, 2002.

93. Самоваров М.Л. и др. Опытно-методические поисковые работы в осевой зоне САХ (Северная часть рудного узла «Полярный»), рейс № 10 НИС «Профессор Логачев», г. Ломоносов, 1996.

94. Самоваров М.Л. и др. Региональные и поисковые работы на ГПС на сегменте 15°-25°с.ш. осевой зоны САХ. Рейсы НИС «Профессор Логачев», г. Ломоносов, фонды ГП ПМГРЭ, 2001.

95. Шагин А.А., Самоваров М.Л. и др. Опытно-методические работы по оценке масштабов рудоносности гидротермальных полей тропической зоны САХ в 1992-94 г.г. (рейсы №6 и №7 НИС «Профессор Логачев»).

96. САХ Брокен Спур 29° 10' 3050 Неовулканическое поднятие в осевой части рифтовой долины, сложенное базальтами Поле площадью 0,2 км1. Десять рудных построек высотой до 20 м. Высоко- и низкотемпературная. 1993 Великобритания Murton et al., 1994

97. САХ Снейк Пит 23° 22' 3460-3490 Неовулканическое поднятие в осевой части рифтовой долины, сложенное базальтами. Несколько построек высотой до 6 м. Высокотемпературн ая 1986 США Brown, Karson, 1988

98. САХ Пюи де Фоль 20° 30' Вулкан центрального типа в осевой части рифтовой долины. Базальты Три сульфидные залежи. Размеры не определены. Неактивны 1996 Франция Gentetal., 1996

99. САХ 16° 38.5' Восточная прибортовая часть рифтовой долины. Поднятие, сочленяющееся с со склоном. Базальты. Фрагменты массивных сульфидов, поднятые драгой. Аномалии в водной толще. Источники не выявлены. Россия, 2004 Beltenev et al., 2004

100. Логачёв -2 14°43' 2670 2740 Небольшой протрузионный субширотный хребет на восточном склоне рифтовой долины. 0,015 км2 десятки рудных построек Не определено 1998 Россия

101. САХ Ашадзе 12°58.4' 44°51.8' 4100-4200 Тектоническая ступень западного склона рифтовой долины. 0.075 kmz Поле размерами 250 х 300 м Аномалии в водной толще 2003 Россия Beltenev et al., 2003 Бельтенёв и др., 2004

102. САХ 6° 4000 Впадина Маркова Неактивно Слабые аномалии в водной толще 2001 Россия

103. Характеристика гидротермальных полей с низкотемпературными отложениямип/п Район Координаты Глубина (м) Геологическое положение Минерализация и гидротермальная активность Источник данных

104. Хребет Мона Середина южного сегмента 500 Рифтовая долина Неактивное поле с постройками неизвестного состава Pedersen, 2001

105. Хребет Рейкьянес 63° 10.5' 24° 26.5' 500 Осевая зона хребта. Базальты. Отложения гипса, ангидрита, нонтронита и оксидов Мп. Активные гидротермальные источники. Olafsson et al., 1991

106. Поле Фамоус 36° 57' 33°04' 2700 Зона трансформного разлома, ограничивающего сегмент Фамоус с севера. Базальты. Поле гидротермальных отложений 600 м2: Fe-Mn корки, нонтронит. Аномалии метана в инт. 2250-2600м Hoffert et al., 1978

107. Поле Менез Хом 36°40' Ультрабазиты в зоне нетансформного смещения Поле гидротермальных отложений с низкотемпературными источниками Y.Fouquet, устное сообщение

108. Характеристика районов с зафиксированными признаками гидротермальной активностип/п Район Координаты (с.ш./з.д.) Глубина(м) Геологическое положение Признаки гидротермальной активности Источник данных

109. Хребет Книповича Южная часть 74° 48 08° 26 2800 Вулканическое поднятие в рифтовой долине. Аномалии в водной толще (метан, взвесь, бактериальная активность, рН). Черкашёв и др., 2001

110. Хребет Мона 72° 39.33' 02° 40.87' Краевой разлом рифтовой долины. Базальтовая брекчия с интенсивной сульфидной (халькопирит и пирит) минерализацией Pedersen et al., 2001 Nygaard et al., 2003

111. Хребет Мона Центральная часть рифтовой долины Аномалии в водной толще Ю.Богданов, устное сообщение

112. Хребет Колбейнсей 66° 58 18° 43 -300 Нет данных Слабые метановые аномалии. Аномальные отражающие горизонты, выделенные по сейсмическим данным, от предположительных гидротермальных построек. Не подтверждены. Scholten et al., InterRidge News 8(2), 1999.

113. Хребет Рейкьянес Гидротермальное поле Стейнахолл 63° 06 24° 32 250-350 Вершина осевого неовулканического поднятия Записи «пузырей» на эхолоте, аномалии метана, водорода, Мп и Si02 в водной толще German et al., 1994.

114. Хребет Рейкьянес 58° 25 31° 35 1700 Нет данных Гидротермальные корки на осадках и базальтах Кузнецов и др., 1984

115. САХ 51° 43° Зона трансформного разлома Чарли-Гиббс Аномалии в водной толще Jenkins, Clarke, 1976

116. САХ 45°10' 27° 50'-30° 00' 2600 Осевая и фланговая часть хребта Осадки, обогащенные Fe и Мп Cronan, 1972 Grousset & Donard, 1984

117. САХ 40° 10 Южная часть сегмента, прилегающего к зоне разлома Курчатова Аномалия метана в инт. 2200 м Charlou et al., 1996

118. САХ 39°40' Аномалии метана, марганца и гелия в водной толще Bougault et al., 1996

119. САХ Сегмент 38° 20'. Центральная часть 38° 20' 31° 55' 800 Вершина вулканической постройки (горы Осевой) в рифтовой долине. Окремнение и ожелезнение образцов вулканических пород. Осадки, обогащенные Ва. Charlou et al., 2000 Auffret et al., 1996

120. Сегмент Лаки Страйк Южная часть 37° 03'32°31'-37° 03' 32°36' Нет данных Аномалии в водной толще (мутность, метан, растворимый марганец, гелий). German etal., 1996

121. Сегмент ФАМОУС Северная часть 36° 59' 32° 57' -36° 57' 33° 00' Нет данных Аномалии в водной толще (мутность, метан, растворимый марганец, гелий). German et al., 1996

122. Сегмент АМАР 36° 29' 33° 41' -36° 25' 33°42' Центральная часть рифтовой долины. Высокие аномалии мутности в придонных водах German et al., 1996 Klinkhammer et al., 1993

123. Сегмент АМАР 36° 16' 2000 Центральная часть рифтовой долины. Аномалия метана Charlou et al., 1996

124. Сегмент Южный АМАР 36° 05'34° 04'-36° 04' 34° 05' Центральная часть рифтовой долины. Слабые аномалии мутности в придонных водах German et al., 1996

125. Сегмент Южный АМАР 36° 00' 34° 11'-35° 57' 34°12' Центральная часть рифтовой долины. Слабые аномалии мутности в придонных водах German et al., 1996

126. Сегмент Северный Океанограф 35° 14' 3000 Нет данных Аномалия метана в инт. 2000 м Charlou et al., 1996

127. Сегмент Хейз 33° 59' 4064 Нет данных Аномалия метана в инт. 2800 -3200 м Charlou et al., 1996

128. САХ 30°02' Нет данных Аномалии мутности в придонных водах German, Parson, 1998

129. САХ 28° 40'-28° 48' 43° 2 Г -43° 30' 3700-4100 Краевая часть рифтовой долины в зоне сочленения с восточным склоном Аномалии в придонных водах и прожилково-вкрапленная минерализация в базальтах Алакин и др., 1994ф Cherkashev, Poroshina, 1996

130. САХ 27° 05'-27° 10' 44° 17'-44° 22' 3700-3900 Краевая часть рифтовой долины в зоне сочленения с восточным склоном Аномалии в придонных водах и сульфидные минералы в осадках Алакин и др., 1994ф Cherkashev, Poroshina, 1996

131. САХ 27° 00' Нет данных Аномалии мутности в придонных водах German, Parson, 1998

132. САХ 24° 12' 3200 Восточный борт рифтовой долины Прожилково-вкрапленная минерализация сульфидов Fe (Си) в хлоритизированных базальтах Rona, 1984

133. САХ 22° 30' 45° 00' 2535 -2820 Восточный борт рифтовой долины Прожилково-вкрапленная минерализация сульфидов Fe в хлоритизированных породах Rona, 1984

134. САХ 16° 47.7' 46° 22.8' 3200 3300 Восточный борт рифтовой долины Мп корки Rona,1984

135. САХ 15° 05' Угловая гора Прожилково-вкрапленная минерализация в породах

136. САХ 14° 55' Рифтовая долина Аномалии в водной толще и в осадках Алакини др., 1994

137. САХ 14° 05' 45° 01' 3000 Вершина подводной горы Аномалии в водной толще (метан, марганец, температура) Дмитриев, 1986 Charlou et al., 1988

138. САХ 13°47' 44° 59' 3900 Нет данных Аномалии в водной толще (метан, марганец, температура) Дмитриев, 1986, Charlou et al., 1988

139. САХ 12°48' 44° 47' 2205-2440 Восточный борт рифтовой долины Прожилково-вкрапленная минерализация сульфидов Fe в хлоритизированных базальтах Rona,1984

140. САХ 8° Нет данных Аномалии метана в придонных водах С.Сколотнев, устное сообщение

141. САХ Район разлома Сьерра Леоне 6° Впадина Маркова Мп корки Базилевская и др., 2002