Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Состав, строение и условия формирования железомарганцевых корок Японского и Охотского морей

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

Автореферат диссертации по теме "Состав, строение и условия формирования железомарганцевых корок Японского и Охотского морей"

Российская Академия Наук Дальневосточное отделение Дальневосточный геологический институт

На правах рукописи

МИХАЙЛИК Павел Евгеньевич

СОСТАВ, СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ

Специальность: 25.00.11 - геология, поиски И'разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Владивосток 2009

003471631

003471691

Работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук Чудаев Олег Васильевич

Официальные оппоненты

доктор геолого-минералогических наук Щека Сергей Акимович

Кандидат геолого-минералогических наук Можеровский Анатолий Викторович

Ведущее предприятие

ВНИИОкеангеология, Санкт-Петербург

Защита состоится 5 июня 2009 г. в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 002.048.01 Дальневосточного геологического института ДВО РАН по адресу: г. Владивосток-22, проспект 100-летия Владивостока, 159.

Факс: (4232)317847 e-mail: of'fice@fegi.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного отделения РАН (адрес тот же)

Автореферат разослан « <М » сырякА 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.г.-м.н.

1Б.И. Семеняк/

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В настоящее время железомарганцевые руды дна Мирового океана достаточно хорошо изучены в пределах акватории Тихого и Атлантического океанов. Данные по железомарганцевым образованиям (ЖМО) в окраинных морях единичны. Чаще всего приводятся сведения о наличии ЖМО, и без должного обоснования, присваивается им гидротермально-осадочная природа. Следовательно, общая картина формирования ЖМО в морских бассейнах будет неполная без знания процессов, приводящих к образованию их в окраинных морях. В связи с этим проведены детальные исследования железомарганцевого оруденения в Японском и Охотском морях, где марганцеворудные корки локализованы на подводных горах, в том числе и находящихся в исключительной экономической зоне (ИЭЗ) России.

Цель и задачи исследования. Целью работы является выяснение состава, строения и условий формирования Бе-Мп корок Японского и Охотского морей.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Проанализировать распространение литологических типов Бе-Мп корок в морфоструктурных элементах дна Японского и Охотского морей.

2. Выяснить минеральный и химический состав Бе-Мп корок.

3. Определить условия отложения рудного вещества на подводных горах Японского и Охотского морей.

Фактический материал и методы исследований. Образцы Бе-Мп корок и пород субстрата были переданы для изучения Е.П. Леликовым и А.Н. Дерка-чевым (ТОЙ ДВО РАН). Автор принимал участие в рейсах (6-06 часть 2 и 6-07 часть 1) на НИС «Геленджик» (Магеллановы горы) в период с ноября 2007 г. по апрель 2008 г. Основной задачей рейса была оценка перспектив рудоности гайотов западного звена Магеллановых гор. За время экспедиции был получен сравнительный материал по железомарганцевым коркам. При изучении каменного материала использовались приемы литогенетической типизации, предложенные Н.С. Скорняковой (1984) и С.И. Андреевым (1994). Минеральный состав определялся рентгенофазовым и электронно-микроскопическим методами. С помощью методов 1СР-М8 и ГСР-ОЕБ определялись концентрации А1, Са, Мп, Ре, М^ Я, Ве, Со, №, Си, Ъп, У, Ва, РЬ, ТЬ, и, Мо, в г, Ав, 1л, V, Сг, Бс, йа, БЬ, Щ, Ш), Сб, Сс1, В1, Ag, Бе, Се, Вг, I, Т1,1п и редкоземельные элементы (РЗЭ); анализ проводился гравиметрическим методом; Р - фотометрическим; Ыа и К - методами атомной абсорбции.

В работе использованы результаты изучения 103-х образцов Бе-Мп корок и пород субстрата. Были исследованы 37 шлифов и аншлифов, а также в 70 пробах определен химический состав, включая РЗЭ.

Научная новизна работы. При изучении железомарганцевых корок Японского и Охотского морей были получены следующие новые данные:

- в Охотском море установлены железомарганцевые корки толщиной до 15 см на подводных горах невулканического (тектонического) происхождения;

- выявлены марганцеворудные брекчии в базальных слоях корок на подводных вулканах Японского моря;

- обнаружено в Fe-Mn корках Японского моря присутствие хорошо окристаллизованного пиролюзита, указывающего на возможный гидротермальный генезис ЖМО;

- определены концентрации полного спектра РЗЭ и иттрия в железомар-ганцевых корках подводных вулканов Японского моря и подводных гор тектонического происхождения Охотского моря, установлено, что распределение РЗЭ и Y в Японском море близко к характеру накопления их в гидротермальном флюиде. В Охотском море характер распределения редких земель и иттрия в железомарганцевых корках совпадает с распределением их в рудных корках гайотов Магеллановых гор (Тихий океан).

Практическая ценность. Обнаружение на горах тектонического происхождения гидрогенных рудных корок толщиной до 15 см свидетельствует о масштабности железомарганцевого рудогенеза в Охотском море, который можно сопоставить с тихоокеанским. Новые данные о вещественном составе Fe-Mn образований могут быть использованы при отработке промышленной технологии извлечения металлов, и оценке перспектив железомарганцевого оруденения в изученных морях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 2-й, 3-й и 4-й международных конференциях по «Минеральным ресурсам Мирового Океана» в г. Санкт-Петербурге в 2004, 2006 и 2008 гг., на 34 - 36-ом международных симпозиумах «Underwater Mining Institute» в Лондоне (2004 г.), Монтерее (2005 г.) и в Киле (2006 г.), а также на 1-й и 2-й региональной конференциях молодых ученных «Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России» во Владивостоке (2006 и 2008 гг.) и, кроме того, на Ученом совете ДВГИ ДВО РАН.

По теме диссертации опубликовано 9 работ, среди которых 1 статья в журнале, входящем в перечень ВАК.

Исследования железомарганцевых корок проводились автором в ДВГИ ДВО РАН, начиная с 2000 г. и были поддержаны в 2002-2003 годах грантом ДВО РАН № 03-3-Ж-08-045, в 2006 г. грантом ДВО РАН № 05-Ш-Г-08-086. В качестве исполнителя автор работал по программе ФЦП «Мировой океан» (проект 634/2007-ДВГИ), гранты ДВО РАН № 05-1-П14-060 и № 06-1-П17-079.

Объём работы. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Общий объём 114 страниц текста, 6 таблиц, 59 рисунков. Список литературы содержит 176 наименований.

Благодарности. Автор благодарен научному руководителю О.В. Чудаеву. В процессе работы автор консультировался и обсуждал полученные результаты с Н.Н. Бариновым, Ю.Г. Волохиным, В.И. Гвоздевым, В.В. Голозубовым,

Е.В. Михайликом, В.Г. Хомичем, Е.П. Леликовым, А.Н. Деркачевым, П.Я. Тищенко, В.Т. Съединым, B.C. Пушкарем, М.В. Черепановой. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своим коллегам, осуществлявшим аналитическую обработку материала и техническое оформление работы: Н.В. Груде, Т.М. Михайлик, НЛО. Цейтлину, Н.В. Мирошниченко, А.С. Шабленко, Н.В. Зарубиной, В.Ф. Заниной, В.Н. Залевской и многим другим, чьи консультации помогли при написании работы и обсуждении дискуссионных вопросов.

Основные защищаемые положения:

1. Крупнослоистые железомарганцевые корки, а также впервые установленные рудные брекчии, слагающие базальные слои корок, распространены в привершинных участках на подводных вулканах Японского и Охотского морей. Тонкослоистые железомарганцевые корки локализуются на подводных возвышенностях невулканического (тектонического) происхождения в Охотском море.

2. По минеральному составу выделено две группы железомарганцевых корок. К первой группе относятся корки, которые сложенные тодорокитом, бёрнесситом, манганитом и пиролюзитом. Последний был определен впервые. Характерной особенностью этой группы является высокое содержание Мп и Ва. Корки второй группы состоят из вернадита и отличаются от корок первой группы повышенными содержаниями Fe, Ni и РЗЭ.

3. Корки первой группы формируются в результате выпадения оксоги-дроксидов марганца и железа из гидротермальных флюидов и по генетическим признакам относятся к гидротермально-осадочным. Корки второй группы образуются при отложении вещества из придонных вод и классифицируются как гидрогенные.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ МИРОВОГО ОКЕАНА, ВКЛЮЧАЯ ЯПОНСКОЕ И ОХОТСКОЕ МОРЯ

Исследованию железомарганцевых образований Мирового океана посвящено огромное количество работ (Buser, Grutter, 1956; Mero, 1965; Страхов и др., 1968; Goodel et al., 1971; Bonatti et al., 1972; Железомарганцевые.., 1976; 1986; 1989;Чухровидр., 1979; 1989; Базилевская, 1981;Кронен, 1982; Toth, 1982; Halbach et al., 1984; Hein et al., 1985; 1987; 1988; Aplin, Cronan, 1985; Glasby, 1986; Рой, 1986; Богданов и др., 1987; Скорнякова и др., 1987; Успенская и др., 1988; 1989; Варенцов и др., 1989; 1990; Батурин, 1989; 1993; Лисицын и др., 1990, 1993; Андреев, 1994; Кобальтбогатые.., 2002; Михайлик и др., 2003, 2004; Ожогина и др., 2004; Мельников, 2005; Дубинин, 2006 и мн. др.). Полученные данные позволили выявить минеральный и химический состав ЖМО в акватории Мирового океана, а также условия их формирования.

Изучением железомаргаицевых образований Японского моря занимались JI.M Грамм-Осипов и др.(1975); И.К. Пущин и др. (1977); Ю. Б. Евланов и др. (1979); Л.Е. Штеренберг и др. (1984, 1986); Н.С. Скорнякова и др. (1987); A.B. Можеровский и др. (1989); Н.В. Астахова, И.А. Введенская, (2003); Н.В. Астахова, (2007). Среди железомаргаицевых образований, драгированных с подводных вулканов в Японском море, выделены: 1 - широко распространенные корки на обломках вулканических пород; 2 - в небольшом количестве образцы жерловых брекчий, пропитанных гидрооксидами марганца и железа; 3 - единичные конкреции (0,3-20 мм) (Пущин и др., 1975). Изучение ЖМО в Японском море показало, что железомарганцевые корки сложены минералами характерными, для гидротермальных образований. Химический состав изучен недостаточно полно. Приведены сведения в большей степени по концентрациям основных металлов: Mn, Fe, Ni, Си, Со и в меньшей степени - по распределению микроэлементов.

Строение и состав железомаргаицевых образований Охотского моря изучен детальнее (Орлов, 1982; Гавриленко, Храмов 1986; Штеренберг и др., 1984; Бондаренко и др., 1994; Деркачев и др., 2002; Астахова, Саттарова 2005; Аникеева и др., 2005; Glasy et al., 2006; Астахова, 2007). Наиболее полно проанализированы образцы, драгированные с подводных вулканов Курильской островной дуги (Успенская и др., 1989; Аникеева и др., 2008). Этими работами пока-зано, что подавляющее большинство ЖМО имеют гидротермальную природу. Однако железомарганцевые корки с подводных гор центральной части Охотского моря изучены в значительно меньшем объеме. Высказано предположение о гидротермальном генезисе этих рудных накоплений (Астахова, 2007).

Таким образом, обзор литературы по морским железомарганцевым образованиям показал, что основная часть работ проводилась в открытой части Мирового океана, в большей степени в Тихом океане. Окраинноморские железомарганцевые образования изучены значительно слабее.

Глава II ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРОЯВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВОГО ОРУДЕНЕНИЯ ЯПОНСКОГО И

ОХОТСКОГО МОРЕЙ

В главе кратко охарактеризовано геологическое строение дна Японского и Охотского морей и показано, что железомарганцевые образования приурочены к привершинным участкам, как подводных вулканов, так и подводных гор невулканического (тектонического) происхождения.

В Японском море железомарганцевые корки были драгированы только с подводных вулканов. В качестве примера рассмотрено геологическое строение двух подводных вулканов (Беляевского и Медведева), сложенных трахибазаль-товым комплексом среднемиоцен - плиоценового возраста (Геологическая ...,

1984). При драгировании склонов этих структур были подняты железомар-ганцевыс корки, которые впоследствии изучались автором. Исследованиями В.Т. Съедина с соавторами (Съсдин и др., 1989) показано, что магматические породы, служащие субстратом железомарганцевых корок классифицируются ими как окраинноморские толеиты.

В Охотском море большая часть образцов железомарганцевых корок драгирована со склонов подводных вулканов вблизи Курильской островной дуги, меньшая - была поднята в южной (вулканические посторойки Курильской котловины) и центральной (банка Кашеварова, возв. Академии наук, возв. Института Океанологии и др.) частях. Недавно были выявлены подводные горы в троге Кашеварова (Düllo et al., 2004), сложенные осадочными (конгломераты), метаморфическими (биотитовые роговики, тектонические брекчии с включениями биотитовых роговиков) и интрузивными (гранодиориты) породами. На одной из возвышенностей в дражных пробах присутствовали железомарганцевые корки, которые послужили материалом для исследований проведенных автором.

Анализ литературных данных показал, что в Японском и Охотском морях железомарганцевые корки приурочены только к привершинным участкам подводных вулканов. Кроме того, в Охотском море установлены структуры невулканического (тектонического) происхождения, породы которых в привершинной части покрыты корками.

Глава III. МОРФОЛОГИЯ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ

На подводном вулкане Беляевского подняты корки, где нижние части образцов характеризуются обломочной текстурой. В сущности это Мп-рудпая брекчия, заполняющий материал которой также выполнен рудным веществом. Кроме того, в матриксе отмечены единичные Fe-Mn микроконкреции, с характерной тонкой концентрически-слоистой структурой. Обломочная часть занимает около 80%. Верхние части образцов характеризуются тонкослоистой текстурой, размеры слойков до 0,5 мм. Здесь наблюдается чередование слоев различных по цвету: от серого, стально-серого до черного. Слои повторяют (конформны) поверхность нижних частей корок. Строение железомарганцевых корок с подводного вулкана Медведева подобно верхним частям марганцево-рудных корок подводного вулкана Беляевского.

Изучение аншлифов показало, что распределение основных Fe-Mn агрегатов весьма сложное. Наблюдаются переходы одного в другой. Характерна колломорфная структура основной массы, а также встречаются натечные формы чередующихся слоев минералов. Ажурные слои начинаются агрегатом с минимальной отражательной способностью (20%), затем постепенно сменяются слоем, характеризующимся более высокой отражательной спо-

собностыо (25%). Выше происходит резкая смена агрегатов. Затем все повторяется вновь. Однако толщина слойков с каждым разом возрастает. Там, где мощность их достаточно большая, видны створки диатомовых водорослей и их детрит.

Железомарганцевые корки с подводной горы в троге Кашеварова представлены образцами толщиной до 15 см светло-коричневого цвета с волнистой бугорчатой поверхностью. Это самые мощные из известных рудных образований, поднятых в Охотском море. Наряду с глыбами отмечены более темные коричневые корки толщиной от 3 до 8 см. На поперечных срезах образцов видно, что накопление железомарганцевого вещества корок происходит неравномерно, наблюдаются линзы и прослои осадочного материала. Поверхность корок кавернозная, участками изрезана продолговатыми субпараллельными бороздками глубиной до 0,5 см. Текстура обеих разностей - тонкослоистая. Слоистость обусловлена примесью глинистого вещества. На поверхности корок отмечены трубочки полихет и спикулы губок.

Микроскопическое изучение показало, что структура слоистая, участками слабоволнистая. Слои сложены железомарганцевым агрегатом с отражательной способностью 10-12%. Толщина слоев варьирует в пределах 0,05-0,17 мм, в среднем 0,1 мм. В некоторых образцах наблюдается органогенная структура, обусловленная многочисленными створками и фрагментами диатомей. Отмечены обломки нерудных минералов разной степени окатанности, а также редкие очень мелкие (< 1 мкм) вкрапленники сульфидов, в основном, пирита.

Данные по изучению морфологических и текстурно-структурных характеристик образцов железомарганцевых корок свидетельствуют о резком различии корок с подводных вулканов Беляевского и Медведева в Японском море от образцов с подводной горы в троге Кашеварова Охотского моря.

Глава IV. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО

МОРЕЙ

Рентгенофазовые исследования железомарганцевых корок подводных вулканов Беляевского и Медведева показали, что марганцевые минералы представлены бёрнесситом и тодорокитом, а также небольшим количеством вернадита. Одним из редких минералов для Мп корок является пиролюзит. Он встречается в малых количествах, в смеси с другими Мп минералами, часто слабоокристализованный. Этот минерал часто распространен в гидротермальных жильных месторождениях Марокко (Тьоуин), Армении (Севкар-Саригюх), США (Ринкон-Морган, шт. Нью-Мексико) и Германии (Эйзенбах) (Рой, 1986). Автором был установлен хорошо окристаллизованный чистый пиролюзит (рис.' 1, 2, М1кИаШк е1 а1., 2004). Эта находка является первой для япономор-ских Мп корок. Также отмечено присутствие манганита, который находится в

Рис. 1. Дифрактограмма пиролюзита

Рис. 2. Кристаллы пиролюзита

смеси с тодорокитом. Нерудные минералы представлены кварцем, полевым шпатом, нонтронитом и иллитом.

В большинстве образцов минеральный состав закономерно меняется от основания корки к её верхней части. Нижний массивный темно-серый слой

представлен хорошо раскристаллизованным бёрнесситом. Выше в срастании с бёрнесситом появляется слабо раскристаллизованный тодорокит, который становится преобладающим в верхней части корки.

Такую тодорокит-бёрнесситовую ассоциацию имеют гидротермальные корки Галапагосского поднятия (Лазур и др., 1986; Moorby et al., 1983 и др.), хребта Эксплорер (Grill et al., 1981), рудного поля ТАГ (Thompson et al., 1985), островодужной системы Тонга-Кермадек (Moorby et al., 1984), рифта Таджура (Горшков и др., 1987) и др. По валовому минеральному составу корки японо-морского региона скорее можно отнести к бёрнесситовым. Этот минерал нередко встречается в обогащенных марганцем океанических Fe-Mn конкрециях. Однако он не образует в них больших скоплений и является главным образом результатом старения рудного вещества, первоначально сложенного бузеритом-I (Успенская и др., 1987). Тодорокит в конкрециях седиментационно-диагенетического генезиса встречается очень редко (Железомарганцевые.., 1989). Наличие пиролюзита отмечено в гидротермальных корках Индийского океана (Богданова и др., 2008), однако известно, что он является продуктом старения бёрнессита (Рой, 1986). Наличие нонтронита в ассоциации с бёрнесситом и тодорокитом в марганцеворудных корках с подводных вулканов Беляевского и Медведева является ещё одним доказательством эндогенной поставки вещества формирующего эти корки (Лисицын, 1993).

Основным марганцеворудным минералом Fe-Mn корок с подводной горы в троге Кашеварова является вернадит (8-Мп02). Единичные образцы содержат небольшое количество 10А Мп минерала, а также отмечено присутствие аморфной фазы. Такой минеральный состав характерен для рудных корок Магеллановых и Маркус-Уэйк подводных гор и гайотов, которые в настоящее время являются наиболее изученными в Тихом океане (Мельников, 2005 и др.).

Наличие 10А манганита в седиментационных корках гайотов Магеллановых гор В.Ф. Чухровым с соавторами (Чухров и др., 1989) объясняют возникновением локальных участков в которых происходят диагенетические процессы. В результате имеющаяся в корках органика локально восстанавливает марганец вернадитов до двухвалентного состояния, в результате чего будет образовываться 1 OA манганит (асболан-бузерит и бузерит -1.).

Нерудные минералы представлены, главным образом, кварцем и плагиоклазом, а также каолинитом, хлоритом, иллитом и клиноптилолитом.

Таким образом, полученные данные показывают, что Fe-Mn корки с подводных вулканов Беляевского и Медведева имеют много общего с гидротермальными марганцевыми образованиями, а образцы корок с подводной горы трога Кашеварова по минеральному составу наиболее близки к гидрогенным коркам гайотов Тихого океана.

Глава V. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ

В главе приводятся данные по химическому составу железомарганцевых корок Японского и Охотского морей, их обсуждение и интерпретация, а также сравнение с различными морскими образованиями.

Среднее содержание марганца, железа и основных микроэлементов в железомарганцевых корках подводных вулканов Беляевского и Медведева, а также трога Кашеварова приведено в таблице 1. Содержание марганца в Япономорских корках варьирует в широких пределах от 1,78 до 59,01%, железа - 0,036-15,97%, и в среднем составляет 40,66 и 4,41%, соответственно. Корки трога Кашеварова более железистые (Fe - 8,58-16,4%), а концентрации марганца немного ниже и колеблются в пределах 14,87-30,19%, в среднем -24,02%.

Широкие границы концентраций марганца и железа характерны для Fe-Mn гидротермальных корок Тихого океана, в которых Мп варьирует в пределах от 0,06% до 51,0%, a Fe - от 0,03 до 28,8%. Такое селективное накопление марганца по отношению к железу по мнению Н.М. Страхова (Страхов и др., 1968) характеризует гидротермальный процесс. Кроме того, было показано, что в пределах гидротермальных плюмажей, нередко достигающих гигантских размеров, наблюдаются переменные соотношения относительно высоких концентраций растворенных и взвешенных форм марганца и железа (Baker et al., 1987).

Среднее содержание марганца (24,02%) и железа (11,39%) в рудных корках трога Кашеварова попадает в пределы содержания этих элементов в железомарганцевых корках Тихого океана (Магеллановы горы, Маршалловы острова и др.), где марганец изменяется в пределах 14-29%, железо - 10,622,2%.

В исследуемых корках сумма Ni, Си и Со составляет в среднем 1156 и 5683 г/т для Японского и Охотского морей, соответственно. В Охотском море основная часть суммы приходится на никель (4939 г/т), средние содержания меди (358 г/т) и кобальта (386 г/т) примерно равны. Концентрации Ni и Си попадают в пределы содержания их в железомарганцевых корках Тихого океана (Ni - 2200-6300 г/т, Си - 300-1500 г/т). Доля кобальта в корках трога Кашеварова на порядок ниже, чем в гидрогенных корках Тихого океана (280012000 г/т), но выше, чем в гидротермальных (38-120 г/т).

В гидротермальных железомарганцевых корках, не подвергавшихся гидрогенному влиянию, суммарное содержание Ni, Си и Со, как правило, не превышает 0,05-0,20%, тогда как в типично гидрогенных гидрооксидных корках, например, Тихого океана, оно равно в среднем 1,4% (Андреев, 1994).

Таблица 1.

Химический состав Ре-Мп образований Японского (вулканы Беляев-ского и Медведева) и Охотоморского (трог Кашеварова) морей, а также

Мирового океана

Элемент Охотское море Японское море Мировой океан

Трог Кашеварова X min- X max Хпд Вулк. Беляевского и Медведева А'min - Л'шах Хпд Корки подводных гор и поднятий (Кобальт-богатые.., 2002; Батурин, 1993) Гидротермальные корки (Батурин, 1993; Usui et al., 1997)

Мп (мас% ) 14.87-30.19 24.02 1.78-59.01 40.66 19.01 44.46

Fe 8.58-16.40 11.93 0.036-15.97 4.41 15.08 0.60

Ti 0.23-0.94 0.36 0.006-0.082 0.03 0.97 0.54

AI 0.62-4.14 2.11 0.19-1.57 0.61 1.12 0.48

Р 0.25-0.48 0.40 0.02-0.93 0.24 1.22 0.17

Si 2.19-21.87 9.11 1.07-5.99 2.71 4.11 3.08

Ni г/т 1282-6783 4939 85-867 673 4100 344

Си 163-449 358 14-186 109 1100 128

Со 170-509 386 11-496 374 5400 38

Zn 140-309 256 30-164 104 600 306

Pb 133-448 274 2.5-22 13 1300 52

Mo 166-720 427 20-1020 584 400 582

Ba 674-1098 859 276-15010 6380 1400 2419

As 38-87 76 16-57 37 200 52

Li 30-75 42 162-856 585 100 1500

Hg 0.84-2.49 1.48 0.3-2.92 1.03 0.06 1

Rb 4.00-21.05 8.67 5.87-30.71 13.23 24.61 80

ХтЬ - Хтгх - пределы концентраций; X - среднее значение

В гидротермальных Мп корках «горячих» точек концентрации Ni составляют в среднем 1377 г/т, Си - 72 г/т, Со - 283 г/т (Hein et al., 1996); для корок островодужных систем значения их равны: для Ni - 310 г/т, Си - 120 г/т, Со - 33 г/т (Moorby et al., 1984); в низкотемпературных Мп образованиях центральной части Тихого океана величины этих элементов достигают: Ni -4800 г/т; Си - 3100 г/т; Со - 35 г/т; и, кроме того, в корках ТАГ Ni до 180 г/т, Си до 2620 г/т, Со до 50 г/т (Mills et al., 2001).

На рис. 3 показано положение изученных железомарганцевых корок Японского и Охотского морей на тройной диаграмме Э. Бонатти (Bonatti et al., 1972). Из рисунка видно, что образцы марганцевых корок подводных вулканов Беляевского и Медведева занимают место в основании диаграммы, где располагаются гидротермальные корки, формирующиеся в островодужных системах, срединно-океанических хребтах и «горячих» точках.

Исследованные образцы корок трога Кашеварова на диаграмме Э. Бонатти (рис. 3) находятся в основном поле гидрогенных образований. Однако один образец попадает в нижнюю область, характерную для гидротермальных железомарганцевых образований. В этом поле наряду с гидротермальными отложениями (Hein et al., 1987; Hein et al., 1996; Mikhailik et al., 2004; Usui et al., 1997) попадают также Fe-Mn образования Балтийского, Лаптевых и Черного морей, а также пресноводного озера Пунус-Ярви (Страхов и др., 1968; Калягин и др., 2001). Таким образом, содержание основных рудных металлов в Fe-Mn корках окраинных морей не дают однозначного ответа на их происхождение, и положение их значений на диаграмме Э. Бонатти не столь убедительно, как для открытой части океана (Кронен, 1982).

Марганцевые корки Японского моря характеризуются высокими значениями концентраций Ва до 15019 г/т (в среднем 8317 г/т) при величине отношения Ba/Ti, в среднем 1,38, интерпретируется как свидетельство гидротермального накопления (Варенцов и др, 1989). Концентрация Ва в корках трога Кашеварова значительно ниже (до 1098 г/т), и отношение Ba/Ti составляет в среднем 0,24. Это указывает на преимущественно гидрогенный характер поставки вещества, формирующего рудные корки. Вообще, поведение Ва в океане отли-чается дуалистичностью: значительные концентрации этого элемента накапливаются как в осадках связанных с зонами высокой биологической продуктивности, так и в гидротермальных металлоносных отложениях осевых зон. Повышенные содержания бария слабо ассоциируются с гидрогенными компонентами (Ni+Cu+Co), что может объясняться как признак его гидротермального происхождения (Варенцов и др., 1989).

К числу элементов дающих повышенные концентрации в гидротермальных корках относятся: Li, S, CI, Rb иногда Hg (Батурин, 1993). Содержание Li в япономорских корках колеблется в пределах 162-856 г/т, в среднем 585 г/т, что во много раз больше, чем в корках трога Кашеварова, где средняя концентрация лития составляет 42 г/т. Так, для гидротермальных корок

(Ni+Cu+Co)x10

□ \

/ Гидрогенные / А \ • И__^

/ • / ■ * ГидротермальныеНДЯ\

he I о И I # |2 Мп I ■ |3 I • |4

| + |5 | □ |б

| Ж 19 | А 10 | \/ |11

Рис. 3. Положение генетических типов Fe-Mn образований на диаграмме (Ni+Cu+Co)/Fe/Mn (Bonatti et al., 1972).

1 - Fe-Mn корки Японского моря (данные автора), 2 - Fe-Mn корки Охотского моря (данные автора), 3 - Fe-Mn образования моря Лаптевых (Калягин и др., 2001), 4 - Fe-Mn руды Балтийского моря (Страхов и др., 1968), 5 - Fe-Mn руды оз. Пунус-Ярви (Страхов и др., 1968), 6 - Fe-Mn конкреции рудного поля Кларион-Клиппертон (Кобальтбогатые.., 2002), 7 - кобальтбогатые Fe-Mn корки подводных гор и поднятий (Кобальтбогатые.., 2002), 8 - гидротермальные Fe-Mn корки «горячих» точек (Hein et al., 1996), 9 - Fe-Mn образования срединно-океанических хребтов (Usui et al., 1997), 10 - Fe-Mn корки вулканов островных дуг (Hein et al., 1997), 11 - Fe-Mn конкреции Черного моря (Страхов и др., 1968).

разных областей Мирового океана среднее содержание лития колеблется в пределах 400-790 г/т (Usui et al., 1997), а гидрогенные корки Мирового океана характеризуются невысоким (до 100 г/т) его содержанием (Кобальтбогатые..., 2002).

Повышенные содержания Si (табл. 1) в корках Охотского моря связаны с примесью терригенного осадочного материала, в том числе ледового разноса и с высокой биопродуктивностыо кремнистого микропланктона в Охотском море (Кобленц-Мишке, 1967; Цой и др., 2005). Марганцевые корки подводных вулканов в Японском море отражают более низкие содержания кремния от 1,1 до 6%, причем повышенные содержания Si характерны для верхних слоев корок (Штеренберг и др., 1986; Mikhailik et al., 2004).

Как известно, доминирующим источником редкоземельных элементов (РЗЭ) в океане считается взвешенный (93,9%) и растворенный речной сток. Доля эолового материала в поставке РЗЭ составляет, примерно, 1,8% от общей терригенной поставки РЗЭ в океан, а доля атмосферных осадков, примерно, равна доле растворенного стока (0,2%). Эндогенным источником редких земель в океане служит вулканогенный и гидротермальный материал (Дубинин, 2006).

Быстрорастущие (1-2 мм за 1000 лет) (Clauer et al., 1984) марганцевые корки располагаются обычно вблизи выходов гидротермальных источников, часто в ассоциации с нонтронитом (Варенцов и др., 1990; Mills et al., 2001; Дубинин, 2006 и др.). Они обеднены РЗЭ и основными микроэлементами (Ni, Си, Со), но концентрации Мп могут достигать 52-53% (Штеренберг и др., 1986; Mills et al., 2001; Mikhailik et al., 2004; Аникеева и др., 2005). Напротив, медленнорастущие гидрогенные корки характеризуются высокими содержаниями РЗЭ, особенно легких, и главных микроэлементов (Ni, Си, Со). По мнению А.В. Дубинина (Дубинин, 2006) и И.М. Варенцова (Варенцов, 1993), не существует четких границ в накоплении РЗЭ между гидротермальными и гидрогенными корками: первоначально гидротермальные богатые марганцем быстрорастущие корки, при затухании гидротермального источника эволюционируют в сторону гидрогенного состава, где цериевая аномалия положительная.

Концентрации РЗЭ и Y (табл. 2) в изучаемых корках нормированы по сланцу PAAS (пост-архейский австралийский сланец) и хондриту (РЗЭ по Дубинину (2006), иттрий по Rollinson (1993)), а также величины Сесн, Еисн, Ych, и отношение Eu/Sm. Индексы «СН» и «ХН» показывают, что РЗЭ и Y нормализованы к сланцу (PAAS) и хондриту, соответственно.

Величины цериевой, европиевой и иттриевой аномалий (табл. 2) являются наиболее информативными для определения источника вещества, поставляемого для формирования железомарганцевых корок (Bau et al., 1996; Usui et al., 1997).

Согласно правилу Гольдшмидта, изовалентный изоморфизм возможен лишь между атомами, ионные радиусы и величины электроотрицательности которых различаются на 10-15%. Поэтому иттрий рассматривается как геохимический аналог РЗЭ и ставится в ряд лантаноидов между Dy и Но согласно величинам их ионных радиусов (Но3+ - 0,901 A; Y - 0,900А) и электроотрицательное™ (Но3+- 1,10; Y- 1,11) (Хэскин и др., 1968).

Таблица 2

Концентрации РЗЭ и У (в г/т), а также величины Се, Ей и У аномалий в Ре-Мп корках трога Кашеварова (Охотское море), вулканов Беляевского и Медведева (Японское море) и различных частей Мирового океана.

Элемент Вулк. Беляевского и Медведева Японское море Хтт- Хтах ХОд Трог Кашеварова, Охотское море X min - X max Хпд Гидрогенные Ре-Мп корки Гидротермальные Ре-Мп корки

Магеллановы горы (нефосфати-зированные) (Мельников и др., 2005) Высокотемпературные (Mills et al., 2001) Низкотемпературные (Usui et al., 1997)

Y 4,26-29,94 17,22 30,02-74,62 58,36 178 47 58

La 3,46-29,33 16,41 43,17-108,45 74,85 295 0,94 30,10

Се 2,43-120,1 44,45 197,83-380,17 279,83 898 1,09 16,00

Рг 0,5-7,04 3,44 12,24-28,85 20,63 62 0,21 7,28

Nd 1,86-2738 14,11 53,10-127,80 90,71 240 0,90 29,00

Sm 0,68-6,32 3,16 12,94-30,40 22,74 52 0,18 6,88

Eu 0,28-4,89 2,68 3,30-7,38 5,69 13 0,06 1,72

Gd 0,57-6,23 3,53 13,86-33,63 24,90 66 0,27 7,69

Tb 0,12-0,9 0,52 2,06-4,86 3,77 9 0,05 1,25

Dy 0,62-4,94 2,87 11,44-28,62 22,08 59 0,39 7,55

Ho 0,2-1,02 0,64 2,25-5,58 4,42 13 0,11 1,55

Er 0,49-3,23 1,84 6,27-15,96 12,65 37 0,36 4,32

Tm 0,12-0,52 0,3 1,00-2,39 1,99 5 0,06 0,66

Yb 0,42-3,08 1,65 6,14-15,18 12,64 37 0,35 4,29

Lu 0,1-0,54 0,29 0,99-2,44 2,04 6 0,07 0,70

(Ce/Pr)c„ 0,53-1,89 1,43 1,17-2,25 1,55 1,61 0,78 0,33

(Eu/Eu»)c„ 2,32 - 7,27 4,13 1,18-1,26 1,21 1,19 0,78 0,72

Y/Ho 19,03 - 34,02 26,79 12,26-14,07 13,20 13,69 427 37

Хт{п - Хтт - пределы концентраций; X - среднее значение

Одной из основных характеристик разделения гидротермальных и гидрогенных железомарганцевых корок является величина цериевой аномалии (Goldberg et al., 1963; Hein et al., 1996; Дубинин, 2006). В гидротермальных образованиях она отрицательная (< 1), в гидрогенных - положительная (> 1). Величина Се аномалии рассчитывалась отношением (Се/Рг)сн согласно (Bau et al., 1996). Однако нельзя с уверенностью говорить о способе поставке вещества, формирующего железомарганцевые корки. Т. Кун (Kuhn et al., 1998) изучил Fe-Mn корки Срединно-Индийского хребта с концентрациями и распространением РЗЭ и Y типичными для гидрогенных корок, но с отрицательной цериевой аномалией, которая не характерна для таких образований. Так и в заведомо гидротермальных корках, после затухания гидротермальной активности, в верхних слоях будут прогрессировать гидрогенные процессы, вследствие которых активно накапливается церий (Варенцов и др., 1990). Такую картину можно наблюдать в япономорских корках (рис. 4а). В анализируемых образцах трога Кашеварова это отношение (Се/Рг)сн равно 1,55. Это указывает на гидрогенную составляющую этих образований (рис. 46).

Европий является тем элементом, относительно высокие концентрации которого, как правило, наблюдаются во многих гидротермальных образованиях (Варенцов, 1993; Дубинин, 2006). Величина европиевой аномалии рассчитывалась как (Eu/Eu*)m=Eu CH/[(Sm сн х 0,67)+(ТЬсн х 0,33)] (Дубинин, 2006). Для оценки индикаторной роли европия целесообразно использовать отношение Eu/Sm. В исследуемых оксогидроксидных корках величины Ей/ Sm меняются в пределах от 0,49 до 1,60, в среднем 0,85 - для Япономорских корок и от 0,23 до 0,31, в среднем 0,25, для охотоморских образований. Для интерпретации этих данных приведем значение рассматриваемого отношения в глинистом сланце и в мелководных железомарганцевых конкрециях, которое практически одинаковое: Eu/Sm=0,21. А для гидрогенных и диагенетических железомарганцевых образований оно составляет 0,23-0,26, что отвечает значениям этого отношения в морской воде и поровых растворах (Eu/Sm=0,25) (Варенцов, 1993).

В гидротермальных высокотемпературных растворах осевой зоны Восточно-Тихоокеанского поднятия (Варенцов и др., 1993) значения Eu/Sm варьируют от 2,19 до 3,18; а при значительном разбавлении морской водой (95%) снижаются до 0,95.

Одной из черт гидротермальных Fe-Mn корок является положительная иттриевая аномалия (Bau et al., 1996). Во всех нефосфатизированных (Р < 1,3%) (Koschinsky et al., 1997) рудных корках гайотов Тихого океана наблюдается отрицательная иттриевая аномалия. Она рассчитывается отношением Y/Ho. Если эта величина больше 28, то считается, что эта аномалия положительная, меньше - отрицательная (Bau, 1995).

В изученных корках Охотского моря иттриевая аномалия отрицательная (Y/Ho изменяется в пределах 12,3 - 14,1 при среднем содержании фосфора

0,4%), как и в нефосфатизированных Fe-Mn корках Тихого океана (Y/Ho варьирует от 17 до 22, при концентрации Р < 1,3%) В железомарганцевых корках Японского моря наблюдаются как отрицательные, так и положительные иттриевые аномалии (19 < Y/Ho < 34). Скорее всего образцы с отношением Y/Ho < 28 формировались в субвостановительных обстановках, как фосфати-зированные корки гайотов (Koschinsky et al., 1997). Но как и в случае с церием можно предположить, что это отношение характеризует слои корки в которых прогрессировали гидрогенные процессы.

При сравнении распределения сланец-нормализованных (PAAS) РЗЭ железомарганцевых корок Японского моря со взвесью всплывающего плю-ма (Edmonds et al., 2004) и плюма нейтральной плавучести (Sherrell et al., 1999) (рис. 4в) следует ряд выводов. В составе РЗЭ таких взвесей заметна отрицательная цериевая аномалия, которая затем наследуется в таких гидротермальных отложениях, как металлоносные осадки и Fe-Mn корки (не подвергшиеся гидрогенному влиянию). Вблизи выхода гидротерм в составе взвеси фиксируется положительная европиевая аномалия, которая также наследуется в гидротермальных марганцевых образованиях. Известно (Дубинин, 2006), что чем выше содержание железа, тем меньше накопление РЗЭ на оксогидроксидах железа. А взвесь плюмов с нейтральной плавучестью характеризуется составом вещества практически полностью состоящего из оксогидроксидов железа, что отличает их от всплывающих плюмов. С увеличением разбавления и, следовательно, с уменьшением содержаний железа в составе сорбированных РЗЭ увеличивается цериевая аномалия и уменьшается европиевая, приближаясь к показателям, обычным для пелагической взвеси. Таким образом, по интенсивности пика европиевой аномалии и отношению Ей/ Sm можно предположить, что Fe-Mn корки подводных вулканов Беляевского и Медведева формировались вблизи устья гидротермы.

При сравнении концентраций РЗЭсн Fe-Mn корок трога Кашеварова и гайотов Мирового океана (Кобальтбогатые..., 2002), атакже гидротермальных железомарганцевых корок поля ТАГ (Mills et al., 2001) (рис. 4г) выяснилось, что характер накопления РЗЭсн охотоморских корок и корок гайотов Мирового океана чрезвычайно близок. Близкий характер распределения РЗЭсн наблюдается между нефосфатизированными (поздних генераций) Fe-Mn корками Магеллановых гор (Мельников и др., 2005) и корками трога Кашеварова.

Таким образом вместе с данными по локализации рудных образований, морфологии и минеральному составу, Fe-Mn корки подводных вулканов Беляевского и Медведева (Японское море) по концентрациям железа, марганца и основных микроэлементов, а также по характеру накопления и распределения редкоземельных элементов и иттрия могут быть отнесены к гидротермальным образованиям. Железомарганцевые корки трога Кашеварова по концентрации основных макро- и микроэлементов имеют много общего с их содержаниями в гидрогенных Fe-Mn корках Магеллановых гор. Следовательно,

приведенные выше данные о текстуре, структуре, минеральном и химическом составах, а также о распространении РЗЭ и У позволяют утверждать, что природа Бе-Мп корок трога Кашеварова гидрогенная._

CifiMlnfaUhD) 1 И» Ь

W Т* D, * I, е Т* № li

В

\ *

♦ I *

z V

—■ » я л

-О—О--—

1 с* о* »

-1 -«-2

Сл Рг Nd Sm £и Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb -♦-1 -*-2 -»-3

Рис. 4. Распределение нормализованных по PAAS (пост-архейский австралийский сланец) и хондриту РЗЭ и иттрия в изученных Fe-Mn корках, корках гайотов (Кобальтбогатые.., 2002) и Fe-Mn корках поля ТАГ (Mills et al., 2001), а также взвеси всплывающего плюма (Edmonds et al., 2004) и плюма нейтральной плавучести (Sherrell et al., 1999) поля Рейнбоу.

а - железомарганцевые корки с подводных вулканов Беляевского и Медведева (Японское море); б - железомарганцевые корки с подводной горы в троге Кашеварова (Охотское море); в - 1 - взвесь всплывающего плюма; 2 - взвесь плюма нейтральной плавучести; 3 - Fe-Mn корки Японского моря; г - 1 - Fe-Mn корки Охотского моря; 2- корки гайотов; 3 - корки поля ТАГ.

Глава VI. МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕ-ВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ

Суммируя вышеизложенные данные по строению и составу, а также геолого-морфологическим условиям залегания железомарганцевых корок Японского и Охотского морей можно сделать вывод о различных процессах, влияющих на генезис этих рудных образований.

Железомарганцевые корки с подводных вулканов Беляевского и Медведева были сформированы из гидротермальных растворов путем осаждения металлов из гидротермального флюида, т.е. имеют гидротермально-осадочную природу. На это указывает тодорокит-бёрнесситовый минеральный состав, часто в ассоциации с нонтронитом, селективное накопление Мп и Fe, невысокие содержания основных микроэлементов и РЗЭ, а также характерная для таких процессов положительная европиевая аномалия и высокие содержания Li, Rb, Hb и Ва.

На наш взгляд, образование железомарганцевых корок идет по модели предложенной Е. Bonatti (Bonatti et al., 1976), Д. Кроненом (Кронен, 1982), H.Kawahata (Kawahata, 1983), В.Б. Курносовым (Курносов, 1986) и многими другими и детализированной А.П. Лисицыным с соавторами (Лисицын и др., 1990; 1993). В результате завершения активной стадии вулканизма (средний миоцен - плиоцен) в Японском море был сформирован ряд подводных вулканов, в том числе Беляевского и Медведева, с активной гидротермальной деятельностью. В основе гидротермального флюида была морская вода, которая проникала по многочисленным трещинам в базальты и разогревалась до 300-400 °С вблизи остывающих магматических камер. Известно (Bischoff, Dickson, 1975; Холодкевич, 1981), что в результате взаимодействия морская вода-базальт, при температурах 200 - 300 °С и давлении 300-500 бар, образующийся флюид характеризуется рН < 3. Это приводит к значительному выщелачиванию большинства элементов из вмещающих пород. При выходе на поверхность дна, в придонную воду, гидротермальный флюид оказывается в резко отличных от своей среды условиях. Начинается выпадение минеральных фаз. Железомарганцевые корки отлагаются последними в минеральной дифференциации флюида, как бы оконтуривая устье гидротермы. Поэтому Fe-Mn корки могут рассматриваться как индикаторы возможного штокверкого сульфидообразования в местах разгрузки гидротермы.

Такой механизм формирования железомарганцевых корок, по нашему мнению, характерен и для подводных вулканических построек локализующихся в Охотском море.

Преимущественно вернадитовый состав железомарганцевых корок с подводной горы в троге Кашеварова (Охотское море), а также среднее значение отношения Mn/Fe, близкое 1, повышенные содержания Ni, Си и Со, и, кроме того, распределение РЗЭ и Y, близкое рудным коркам гайотов Магеллановых гор в Тихом океане свидетельствует о гидрогенной поставке вещества, слагающего железомарганцевые корки в троге Кашеварова. Близость состава и строения железомарганцевых корок с подводной горы (невулканического происхождения) в троге Кашеварова с марганцеворудными корками гайотов Магеллановых гор позволяет предположить, что механизм, приводящий к формированию железомарганцевых корок на подводных горах невулканического происхождения в окраинных морях и гайотах Магеллановых гор - единый.

В качестве модели используется механизм топографического циклогенеза над гайотами Магеллаиовх гор (Михайлик и др., 2003). Согласно этой модели над плоской вершиной подводной горы в троге Кашеварова формируется вихревое течение, скорости которого меняются в различных секторах вихря. Они характеризуются высокими значениями на привершинных участках и затухают как к центру вершины, так и вниз по склону. В обстановках повышенных скоростей придонных вод осуществляется вынос алюмосиликатной и биогенной составляющей седиментационного потока и создаются благоприятные физико-химические условия для роста железомарганцевых корок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом анализ имеющегося материала и литературных данных показал, что железомарганцевые корки в Японском море приурочены к подводным вулканам, в то время как все изученные образцы железомарганцевых корок Охотского моря встречаются на подводных горах как вулканического, так и тектонического генезиса. В пределах поднятий железомарганцевые корки формируются в привершинных участках.

Изучение текстурно-структурных признаков позволило предположить, что рудные корки подводных вулканов Беляевского и Медведева имеют черты, отражающие гидротермальную поставку вещества формирующего корки, а марганцеворудные корки трога Кашеварова близки коркам гайотов, имеющих гидрогенную природу.

Минеральный состав рудных корок подводных вулканов Японского моря представлен тодорокит-бёрнессит-нонтронитовой ассоциацией. Такой минеральный состав отмечен в марганцевых образованиях различных обстановок гидротермального рудонакопления. Впервые для Дальневосточных окраинных морей в них был определен хорошо окристаллизованный пиролюзит. Преимущественно вернадитовый состав железомарганцевых корок трога Кашеварова указывает на их гидрогенную природу, так как вернадит характерен для гидрогенного железомарганцевого рудогенеза гайотов Тихого океана.

Концентрации макро- и микроэлементов отражают типичную гидротермальную природу железомарганцевых корок Японского моря. Рудные образования трога Кашеварова характеризуются близкими величинами концентраций Mn, Fe и главных микрокомпонентов с гидрогенными корками подводных гор и поднятий Тихого океана. Интерпретация распределения нормализованных РЗЭ и иттрия дополняет предположение о гидротермальном генезисе железомарганцевых корок подводных вулканов Беляевского и Медведева (Японское море) и гидрогенном происхождении рудных корок трога Кашеварова (Охотское море).

Изучение геологического строения структур несущих Fe-Mn корки, выявление их текстурно-структурных признаков, а также анализ минерального и химического состава вместе с данными по распределению РЗЭ и Y позволяет сделать вывод, что Fe-Mn корки подводных вулканов Беляевского и Медведева имеют гидротермальный генезис, а корки трога Кашеварова - гидрогенный.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. П.Е. Михайлик, Мирошниченко Н.В. Новые данные о вещественном составе гидротермально-осадочных Fe-Mn корок Японского моря // Аналитика Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 2004. Т. 2. С. 254.

2. Р.Е Mikhailik., Miroshnichenko N.V., Lelikov Е.Р., Barinov N.N. Hydrothermal-sedimentary manganese deposits of submarine volcanoes from the Sea of Japan // Proceedings of the Minerals of the Ocean - integrated strategies - 2. St-Petersburg. 2004. P. 173-175.

3. P.E. Mikhailik, A.N. Derkachev, P.Ya. Tishenko, N.V. Miroshnichenko, A.S. Shablenko. Ferromanganese crusts from the Kuril Basin and Kashevarov Trough seamounts (Sea of Okhotsk) // Proceedings of the 35th Underwater Mining Institute / Marine Minerals. Crossroads of science, engineering, and the environment. Monterey. California. USA. 2005. P. 115.

4. P.E. Mikhailik, A.N. Derkachev, P.Ya. Tishenko, N.V. Zarubina. Rare earth elements of Kashevarov Trough seamount ferromanganese crusts (The Sea of Okhotsk) // Proceeding of the Minerals of the Ocean - integrated strategies - 3. St-Petersburg. 2006. P. 103-104.

5. П.Е. Михайлик, A.H. Деркачев, П.Я. Тищенко, Н.В. Зарубина, Н.В. Мирошниченко, А.С. Шабленко. Новые данные о железо-марганцевой минерализации трога Кашеварова (Охотское море) // Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего востока России. Владивосток. 2006. С. 41-42.

6. P.E. Mikhailik, A.N. Derkachev, P.Ya. Tishenko, N.V. Zarubina, N.V. Miroshnichenko, A.S. Shablenko. Kashevarov Trough seamount ferromanganese crusts (The Sea of Okhotsk) // Proceedings of the 36th Underwater Mining Institute / Scientific, Legal and Economic Perspectives of Marine Mining. Kiel. Germany. 2006. P. 185-186.

7. P.E. Mikhailik. Ferromanganese crusts of submarine Belyaevsky & Medvedev volcanoes from the Sea of Japan // Proceedings of the 12th international symposium on WRI-12. A.Balkema Publishers. 2007. Vol. 1. P. 523-526.

8. P.E Mikhailik. Ferromanganese crusts chemical composition of Belayevsky and Medvedev underwater edifices from the Sea of Japan // Proceedings of the Minerals of the Ocean - integrated strategies - 4. St-Petersburg. 2008. P. 4850.

9. П.Е. Михайлик, A.H. Деркачев, O.B. Чудаев, Н.В. Зарубина. Же-лезомарганцевые корки подводных возвышенностей трога Кашеварова // Тихоокеанская геология. 2009. Том 28, №1. С. 32-43.

Павел Евгеньевич МИХАЙЛИК

СОСТАВ, СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ

Автореферат

Изд. лиц. ИД № 05497 от 01.08.2001 г. Подписано к печати 10.04.2009 г. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,31. Уч.-изд. л. 1,29. Тираж 100 экз. Заказ 42

Отпечатано в типографии ФГУП Издательство «Дальнаука» ДВО РАН 690041, г. Владивосток, ул. Радио,7

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Михайлик, Павел Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние изученности железомарганцевых образований Мирового океана, включая Японское и Охотское моря.

1.1. Изученность железомарганцевых образований Мирового океана.

1.2. Железомарганцевые образования Японского моря.

1.3. Железомарганцевые образования Охотского моря.

1.4. Выводы.

Глава 2. Геологическое строение областей проявления железомарганцевого оруденения Японского и Охотского морей.

2.1. Геолого-геоморфологическая характеристика Японского моря.

2.2. Геолого-геоморфологическая характеристика Охотского моря.

Глава 3. Морфология и внутреннее строение железомарганцевых корок Японского и Охотского морей.

3.1. Морфология и внутреннее строение железомарганцевых корок Японского моря.

3.2. Морфология и внутреннее строение железомарганцевых корок Охотского моря.

Глава 4. Минеральный состав железомарганцевых корок Японского и Охотского морей.

4.1. Характеристика основных минералов железомарганцевых корок.

4.2. Минеральный состав железомарганцевых корок Японского моря.

4.3. Минеральный состав железомарганцевых корок Охотского моря.

Глава 5. Химический состав железомарганцевых корок Японского и Охотского морей.

5.1. Химический состав железомарганцевых корок Японского моря.

5.2. Химический состав железомарганцевых корок Охотского моря.

Глава 6. Модели формирования железомарганцевых корок Японского и Охотского морей.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Состав, строение и условия формирования железомарганцевых корок Японского и Охотского морей"

Актуальность. В настоящее время железомарганцевые руды дна Мирового океана достаточно хорошо изучены в пределах акватории Тихого и Атлантического океанов. Данные по железомарганцевым образованиям (ЖМО) в окраинных морях единичны. Чаще всего приводятся сведения о наличии ЖМО, и без должного обоснования, присваивается им гидротермально-осадочная природа. Следовательно, общая картина формирования ЖМО( в морских бассейнах будет неполная без знания процессов, I приводящих к образованию их в окраинных морях. В связи с этим проведены детальные исследования железомарганцевого оруденеппя в Японском и Охотском морях, где марганцеворудные корки локализованы на подводных горах, в том числе и находящихся в исключительной экономической зоне (ИЭЗ) России.

Цель и задачи исследований. Целью работы является выяснение состава, строения и условий формирования Ре-Мп корок Японского и Охотского морей.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Изучить литологические типы Ре-Мп корок в различных морфоструктурных элементах дна Японского и Охотского морей.

2. Выяснить минеральный и химический состав Ре-Мп корок.

3. Определить условия отложения рудного вещества на подводных горах Японского и Охотского морей.

Методы исследований и фактический материал. Образцы Ре-Мп корок и пород субстрата были переданы для изучения Е.П. Леликовым и А.Н. Деркачевым (ТОЙ ДВО РАН). Автор принимал участие в рейсах (6-06 часть 2 и 6-07 часть 1) на НИС «Геленджик» (Магеллановы горы) в период с ноября 2007 г. по апрель 2008 г. Основной задачей рейса была оценка перспектив рудоносности гайотов западного звена Магеллановых гор. За время экспедиции был получен сравнительный материал по железомарганцевым коркам. При изучении каменного материала использовались приемы литогенетической типизации, предложенные Н.С. Скорняковой (1984) и С.И. Андреевым (1994). Минеральный состав определялся рентгенофазовым и электронно-микроскопическим методами. С помощью методов ЮР-МБ и 1СР-ОЕ8 определялись концентрации А1, Са, Мп, Ре, Л, Ве, Со, N1, Си, Хп, У, Ва, РЬ, ТЬ, и, Мо, Бг, Аэ, 1л, V, Сг, Бс, ва, БЬ, Шэ, Сэ, Сс1, В1, Ag, Бе, ве, Вг, I, Т1,1п и редкоземельные элементы (РЗЭ); анализ 81 проводился гравиметрическим методом; Р - фотометрическим; и К -методами атомной абсорбции.

В работе использованы результаты изучения 103-х образцов Fe-Mn корок и пород субстрата. Были исследованы 37 шлифов и аншлифов, а также в 70 пробах определен химический состав, включая РЗЭ.

Научная новизна. При изучении железомарганцевых корок Японского и Охотского морей были получены следующие новые данные:

- в Охотском море установлены железомарганцевые корки толщиной до 15 см на подводных горах невулканического (тектонического) происхождения;

- выявлены марганцеворудные брекчии в базальных слоях корок на подводных вулканах Японского моря;

- обнаружено в Fe-Mn корках Японского моря присутствие хорошо окристаллизованного пиролюзита, указывающего на возможный гидротермальный генезис ЖМО;

- определены концентрации полного спектра РЗЭ и иттрия в железомарганцевых корках подводных вулканов Японского моря и подводных гор тектонического происхождения Охотского моря, установлено, что распределение РЗЭ и Y в Японском море близко к характеру накопления их в гидротермальном флюиде. В Охотском море характер распределения редких земель и иттрия в железомарганцевых корках совпадает с распределением их в рудных корках гайотов Магеллановых гор (Тихий океан).

Практическая ценность. Обнаружение на горах тектонического происхождения гидрогенных рудных корок толщиной до 15 см свидетельствует о масштабности железомарганцевого рудогенеза в Охотском море, который можно сопоставить с тихоокеанским. Новые данные о вещественном составе Fe-Mn образований могут быть использованы при отработке промышленной технологии извлечения металлов, и оценке перспектив железомарганцевого оруденения в изученных морях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 2-й, 3-й и 4-й международных конференциях по «Минеральным ресурсам Мирового Океана» в г. Санкт-Петербурге в 2004, 2006 и 2008 гг., на 34 - 36-ом международных симпозиумах «Underwater Mining Institute» в Лондоне (2004 г.), Монтерее (2005 г.) и в Киле (2006 г.), а также на 1-й и 2-й региональной конференциях молодых ученных «Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России» во Владивостоке (2006 и 2008 гг.), и, кроме того, на Ученом совете ДВГИ ДВО РАИ.

По теме диссертации опубликовано 9 работ, среди которых 1 статья в журнале, входящем в перечень ВАК.

Исследования железомарганцевых корок проводились автором в ДВГИ ДВО РАН, начиная с 2000 г. и были поддержаны в 2002 - 2003 годах грантом ДВО РАН № 03-3

Ж-08-045, в 2006 г. грантом ДВО РАН № 05-П1-Г-08-086. В качестве исполнителя автор работал по программе ФЦП «Мировой океан» (проект 634/2007-ДВГИ), гранты ДВО РАН № 05-1-П14-060 и№ 06- 1-П17-079.

Объём работы. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Общий объём 114 страниц текста, 6 таблиц, 59 рисунков. Список литературы содержит 176 наименований.

Благодарности. Автор благодарен научному руководителю О.В. Чудаеву. В процессе работы автор консультировался и обсуждал полученные результаты с H.H. Бариновым, Ю.Г. Волохиным, В.И. Гвоздевым, В.В. Голозубовым, Е.В. Михайликом, С.А. Щекой, В.Г. Хомичем, Е.П. Леликовым, А.Н. Деркачевым, П.Я. Тищенко, В.Т. Съединым, B.C. Пушкарем, М.В. Черепановой и, пользуясь случаем, выражает им благодарность, а также всем коллегам, осуществлявшим аналитическую обработку материала и техническое оформление работы: Н.В. Груде, Т.М. Михайлик, Н.В. Мирошниченко, A.C. Шабленко, Н.В. Зарубиной, В.Ф. Заниной, В.Н. Залевской.

Основные защищаемые положения:

1. Крупнослоистые железомарганцевые корки, а также впервые установленные рудные брекчии, слагающие базальные слои корок, распространены в привершинных участках на подводных вулканах Японского и Охотского морей. Тонкослоистые железомарганцевые корки локализуются на подводных возвышенностях невулканического (тектонического) происхождения в Охотском море.

2. По минеральному составу выделено две группы железомарганцевых корок. К первой группе относятся корки, которые сложенные тодорокитом, бёрнесситом, манганитом и пиролюзитом. Последний был определен впервые. Характерной особенностью этой группы является высокое содержание Мп и Ва. Корки второй группы состоят из вернадита и отличаются от корок первой группы повышенными содержаниями Fe, Ni и РЗЭ.

3. Корки первой группы формируются в результате выпадения оксогидроксидов марганца и железа из гидротермальных флюидов и по генетическим признакам относятся к гидротермально-осадочным. Корки второй группы образуются при отложении вещества из придонных вод и классифицируются как гидрогенные.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Михайлик, Павел Евгеньевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, анализ имеющегося материала и литературных данных показал, что железомарганцевые корки в Японском море приурочены к подводным вулканам, в то время как все изученные образцы марганцевых корок Охотского моря встречаются на подводных горах как вулканического, так и тектонического генезиса. Железомарганцевые корки были драгированы только с привершинных участков подводных гор.

Изучение текстурно-структурных признаков позволило сделать вывод, что рудные корки подводных вулканов Беляевского и Медведева имеют черты, отражающие гидротермальную поставку вещества формирующего корки, а марганцеворудные корки трога Кашеварова близки коркам гайотов, имеющих гидрогенную природу.

Минеральный состав рудных корок подводных вулканов Японского моря представлен тодорокит-бёрнессит-нонтронитовой ассоциацией. Такой минеральный состав отмечен в марганцевых образованиях различных обстановок гидротермального рудонакопления. Впервые для Дальневосточных окраинных морей в них был определен хорошо окристаллизованный пиролюзит. Преимущественно вернадитовый состав железомарганцевых корок трога Кашеварова свидетельствует в пользу гидрогенного генезиса этих образований, так как вернадит характерен для гидрогенного железомарганцевого рудогенеза гайотов Тихого океана

Концентрации макро и микроэлементов отражают типичную гидротермальную природу железомарганцевых корок Японского моря. Рудные образования трога Кашеварова характеризуются схожими величинами концентраций Мп, Ре и главных микрокомпонентов с гидрогенными корками подводных гор и поднятий Тихого океана. Интерпретация распределения нормализованных РЗЭ и иттрия подтвердила предположения о гидротермальном генезисе железомарганцевых корок подводных вулканов Беляевского и Медведева (Японское море) и гидрогенном происхождении рудных корок трога Кашеварова (Охотское море).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Михайлик, Павел Евгеньевич, Владивосток

1. Андреев С.И., Аникеева Л.И. Типы оксидных железомарганцевых руд океана // Кобальтоносные железомарганцевые корки Тихого Океана. СПб.: ВНИИОкеангеология. 1993. С. 26-33.

2. Андреев С.И. Металлогения железомарганцевых образований Тихого океана // СПб.: Недра. 1994. 191 с.

3. Аникеева Л.И. Казакова В.Е., Гавриленко Г.М., Рашидов В.А. Железомарганцевые корковые образования западно-тихоокеанской переходной зоны. Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. Вып 11, №1. 2008. С. 10-31. '

4. Астахова Н.В., Введенская И.А. Химический состав и генезис железомарганцевых образований подводных вулканов и возвышенностей Японского моря // Вулканология и сейсмология. 2003. № 6. С. 36-43.

5. Астахова Н.В., Саттарова В.В. Геохимия железомарганцевых образований центральной части Охотского моря // Вулканология и сейсмология. 2005. № 3. С. 2933.

6. Астахова Н.В. Аутигенные образования в позднекайнозойских окраинных морях Востока Азии. Владивосток. Дальнаука. 2007. 242 с.

7. Батурин Г.Н. Геохимия железомарганцевых конкреций океана // М.: Наука. 1986. 328 с.

8. Батурин Г.Н., Дубинчук В.Т. Микроструктуры железомарганцевых конкреций океана. Атлас микрофотографий //М.: Наука. 1989. 288 с.

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

10. Батурин Г.Н., Юшина И.Г. Редкоземельные элементы в фосфатно-железомарганцевых корках подводных гор Тихого океана // Литология и полезные ископаемые. 2007. № 2. С. 115-132.

11. Берсенев И.И., Леликов Е.П., Пущин И.К. Геологическое строение дна Японского моря // Геология дальневосточной окраины Азии. Владивосток. 1081. с. 30-37.

12. Берсенев И.И. Леликов Е.П., Пущин И.К., Безверхний В.Л. Сигова К.И., Съедин В.Т. Гологическая карта дна Японского моря. Ленинград. ВСЕГЕИ. 1984.

13. Берсенев И.И., Школьник Э.Л. Фосфориты дна Японского моря //Фосфаты Востока Азии и прилегающих морей / Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1984. С. 162-179.

14. Богданов Ю.А., Зоненшайн Л.П., Лисицын А.П. Подражанский A.M., Сагалевич A.M., Сорохтнн О.Г. Железомарганцевые рудные образования подводных гор океана // Изв. АН СССР, серия геологическая. 1987. № 7. С. 103-120.

15. Богданов Ю.А., Сорохтин О.Г., Зоненшайн Л.П. и др. Железомарганцевые корки и конкреции подводных гор Тихого океана // М.: Наука, 1990. 229 с.

16. Бондаренко В.И., Рашидов В.А., Селиверстов Н.И., Шкира В.А. Подводный вулкан к западу от о-ва Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1994. №1. С. 13-18.

17. Бондаренко В.И. Рашидов В.А. Вулканический массив Черных братьев (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 2003. №3. С. 35-51.

18. Большаков А.К., Большакова P.A., Шаинян С.Х. О возрасте осадочных образований Северо-Охотского прогиба // Возраст геологических образований Охотоморского региона и прилегающих территорий / Владивосток: ДВО АН СССР.1989. С. 16-26.

19. Варенцов И.М., Дриц В.А., Горшков А.И. К модели формирования Mn-Fe-корок и конкреций океана: минералогия, геохимия главных и рассеянных элементов, генезис, подводная гора Безымянная-«640», Атлантика // Литология и полезные ископаемые.1990. №4. С. 3-17.

20. Варенцов И.М. Mn-Fe-оксогидроксидные корки подводной горы Безымянная-«640», восточная Атлантика: геохимия редкоземельных элементов, модель формирования // Геология рудных месторождений. 1993. Т. 35. № 4. С. 291-305.

21. Васильев Б.И., Путинцев В. К., Рублев А.Г., Селиванов В.А. Гранитоиды дна Охотского моря // Изв. АН СССР. 1985. № 5. С. 22-29.

22. Васильев Б.И., Сигова К.И., Обжиров А.И. Геология и нефтегазоносность окраинных морей северо-запада Тихого океана // Владивосток: Дальнаука. 2001. 142 с.

23. Гаврилеико Г.M., Храмов C.B. Железомарганцевые образования склонов Курильской островной дуги // Вулканология и сейсмология. 1986. №2. С. 97-100.

24. Гайоты Западной Пацифики и их рудоносность / Ю.Г. Волохин, М.Е. Мельников, Э.Л. Школьник и др. М.: Наука. 1995. 368 с.

25. Геодекян A.A., Удинцев Г.Б., Баранов Б.В., и др. Коренные породы дна центральной части Охотского моря // Сов. Геология. 1976. № 6. С. 12-31.

26. Геология дна Японского моря // Ред. Берсенев И.И. и др. / Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1987. 139 с.

27. Гнибиденко Г.С. Тектоника дна окраинных морей Дальнего Востока II М.: Наука. 1979. 163 с.

28. Гнибиденко Г.С. Основные черты тектоники Охотского моря // Геологическое строение Охотоморского региона / Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1982. с. 3-21.

29. Горшков А. И., Богданова О. А., Сивцов A.B. Петрография и минералогия рудных образований рифта Таджура // Геология рифта Таджура / М.: Наука. 1987. С. 299-306.

30. Горяинов H.H., Грамберг И. С., Прожогин А.Г. Зависимость состава и строения залежей железомарганцевых конкреций от ориентировки по отношению к придонному течению //Докл. АН СССР. 1986. Том 189, № 6. С. 1488-1492.

31. Грамм-Осипов Л.М., Репечка М.А. Марганцевые корки на дне Японского моря // Океанология. 1975. Т. 15, № 4. С. 672-674.

32. Грешанович Д.Е. Особенности современного глубоководного осадкообразования в северной половине Японского моря // Метеорология и гидрология. 1951. №11. С. 1115.

33. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки Мирового океана. М.: Научный мир. 199. 340 с.

34. Деркачев А.Н., Баранов Б.В., Карп Б.Я., Суховеев E.H., Григорьева Т.Н., Пальчик H.A., Мороз Т.Н Гидротермальные отложения как индикатор плиоцег-четвертичного вулканизма в центральной части Охотского моря // Докл. РАН. 2009. В печати.

35. Диатомовые водоросли России и сопредельных стран. Ископаемые и современные / Ред. И.В. Макарова. Издательство С.-Петербургского университета. 2002. С. 48-49.

36. Дубинин A.B., Волков И.И. Механизм накопления редкоземельных элементов на гидроксидах железа в океане // Геохимия. 1986. № 8. С. 1089-1100.

37. Дубинин A.B. Свальнов В.Н. Геохимия марганцеворудного процесса в океане по данным изучения редкоземельных элементов // Литология и полезные ископаемые. 2003. №2. С. 1-11.

38. Дубинин A.B. Геохимия редкоземельных элементов в океане // М.: Наука. 2006. 360 с.

39. Евланов Ю.Б., Коновалов П.В., Маркевич П.В., Свининников А.И. Новые данные о строении подводных вулканических гор в пределах котловин Японского моря // Геологическое строение дна Японского и Филиппинского морей / Владивосток: ДВНЦ, 1979. С. 114-119.

40. Емельянова Т.А. Вулканизм Охотского моря // Владивосток: Дальнаука. 2004. 148 с.

41. Железомарганцевые конкреции Тихого океана // М.: Наука. 1976. 291 с.

42. Железомарганцевые конкреции центральной части Тихого океана // М.: Наука, 1986. 340 с.

43. Железомарганцевые конкреции Центральной котловины Индийского океана // М.: Наука, 1989. 223с.

44. Журавлев A.B. Особенности тектонического режима и складчато-блоковых деформаций в кайнозойских отложениях Охотоморского региона // Тихоокеанская геология. 1984. № 3. С. 16-25.

45. Зырянов В.Н. Топографические вихри в динамике морских течений // М.: ИВП РАН. 1995. 239 с.

46. Калягин А.Н., Тищенко П.Я., Гуков А.Ю., Волкова Т.И., Куриленко Л.Н., Чичкин Р.В. О природе железомарганцевых образований моря Лаптевых // Тихоокеанская геология. 2001. Т. 20, № 2. С. 87-96.

47. Кобальтбогатые руды Мирового океана. СПб.: ВНИИОкеангеология. 2002. 167 с.

48. Кобленц-Мишке О.И. Первичная продукция Тихого океана // Океанология. Биология Тихого океана / М.: Наука. 1967. С. 62-67.

49. Козлов В.Ф. Дарницкий В.Б. Топографический циклогенез в океане // Л.: Гидрометеоиздат. Труды ДВНИИ. 1981. Вып. 83. С. 85-100.

50. Кронен Д. Подводные минеральные месторождения // М.: Мир. 1982. 392 с.

51. Курносов В.Б. Гидротермальные изменения базальтов в Тихом окенае и металлоносные отложения (по материалам глубоководного бурения). М.: Наука. 1986. 252 с.

52. Лазур Ю.М., Варенцов И.М., Ермилов В.В. Рассеянная Mn-Fe—Ti-Cu-Zn-минерализация в гидротермальных и пелагических осадках зоны Галапагосского рифта (70-й рейс бурового судна "Гломар Челленджер") // Геохимия. 1986. №2. С. 170-177.

53. Левитан М.А., Лукша В.Л., Толмачева A.B. История седиментации в северной части Охотского моря в течение последних 1.1 млн лет // Литология и полезные ископаемые. 2007. № 3. С. 227-246.

54. Леликов Е.П., Маляренко А.Н. Гранитоидный магматизм окраинных морей Тихого океана//Владивосток: Дальнаука. 1994. С. 150-156.

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

56. Лисицын А. П., Богданов Ю.А., Гордеев В.В. и др. / Гидротермальные системы и осадочные формации срединно-океанических хребтов Атлантики // М.: Наука. 1993. 256 с.

57. Мельников М.Е., Школьник Э.Л., Пуляева И.А., Попова Т.В. Результаты детального изучения оксидной железомарганцевой фосфоритовой минерализации пагайоте ИОАН (Западная Пацифика) // Тихоокеанская геология. 1995. Т. 14. № 5. С. 420.

58. Мельников М.Е., Понаморева И.Н., Туголесов Д.Д., Рождественский В.Х. Результаты бурения кобальтоносных марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор (Тихий океан) // Тихоокеанская геология. 2005. Т. 24. №5. С. 36-49.

59. Мельников М.Е. Месторождения кобальтоносных марганцевых корок // Геленджик.: ФГУГП ГНЦ «Южморгеология». 2005. 230 с.

60. Меро Д. Минеральные богатства океана И М.: Прогресс. 1969. 440 с.

61. Михайлик Е.В., Чудаев О.В., Баринов H.H., Обжиров А.И. Гидротермальные проявления железо-марганцевой минерализации в хр. Тонга // Тихоокенаская геология. 1985. №2. С. 98-100.

62. Михайлик Е.В., Хершберг Л.Б., Чудаев О.В. О механизме формирования КМК на гайотах Магеллановых гор Тихого океана // Вестник ДВО РАН. 2003. № 6. С. 87-93.

63. Михайлик Е.В., Ханчук А.И. Роль топографических вихрей Тэйлора-Хогга в формировании кобальто-марганцевых корок гайотов Магеллановых гор Тихого океана // Докл. РАН. 2004. Т. 394, № 2. С. 234-236.

64. Михайлик П.Е., Мирошниченко Н.В. Новые данные о вещественном составе гидротермально-осадочных Fe-Mn корок Японского моря // Аналитика Сибири и Дальнего Востока, Новосибирск 2004. Т. 2. С. 254.

65. Михайлик П.Е., Деркачев А.Н., Чудаев О.В., Зарубина Н.В. Железомарганцевые корки подводных возвышенностей трога Кашеварова // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 28, №1. С. 32-43.

66. Можеровский A.B., Грамм-Осипов Л.М., Волкова Т.И., Можеровская Л.В. Минералогические особенности железомарганцевых образований Японского моря // Новые данные по геологии западной части Тихого океана / Владивосток: ДВО АН СССР. 1989. С. 135-139.

67. Можеровский A.B. Аутигенпые минералы мезо-кайнозойских вулканогенно-осадочных комплексов дна Японского моря // Автореф. дис. канд. геол.-минер, наук. Владивосток. 1995. 22 с.

68. Новиков Г.В. Ионообменные свойства рудных минералов железомарганцевых образований мирового океана // Автореф. дис. доктора геол.-минер, наук. Москва. 2007. 46 с.

69. Ожогина Е.Г., Дубинчук В.Т., Кузьмин В.И., Рогожин A.A. Особенности методики изучения минерального состава железомарганцевых конкреций океана // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о земле. 2004. № 3. С. 86-90.

70. Орлов A.A. Формы железомарганцевых образований Охотского моря // Геологическое строение Охотоморского региона. Владивосток: Дальневост. Кн. Изд-во. 1982. С. 101-106.

71. Основные черты геологического строения дна Японского моря // М.: Наука. 1978. 264 с.

72. Пискунов Б.Н. Вулканизм Большой Курильской гряды и петрология пород высокоглиноземистой серии//Новосибирск: Наука, 1975. 186 с.

73. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги // Ред. Ю.М. Пущаровский. М: Наука. 1992. 528 с.

74. Пущин И.К., Берсенев И.И., Берсенев Ю.И., Леликов Е.П., Терехов Е.П. О находке железомарганцевых конкреций в северо-западной части Японского моря // Тр. Тихоокеанского Океанологического Института. Т. 7. 1975. С. 94-95.

75. Рашидов В.А. Геомагнитные исследования подводных вулканов северной части Курильской островной дуги // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский, 2001. С. 300-315.

76. Рашидов В.А., Бондаренко В.И. Подводный вулканический массив Эдельштейна (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2003. №1. С. 3-13.

77. Рой С. Месторождения марганца // М.: Мир, 1986. 520 с.

78. Скорнякова U.C., Батурин Г.Н., Гуревич Е.Г., Успенская Т.Ю., Краснов С.Г., Гнидаш М.И. Железомарганцевые корки и конкреции Японского моря // Докл. АН СССР. Т. 293. №2. 1987. С. 430-434.

79. Страхов Н.М., Штеренберг Л.Е., Калиненко В.В., Тихомирова Е.С. Геохимия осадочного марганцоворудного процесса// М.: Наука. 1968. 495 с.

80. Стрекопытов C.B., Успенская Т.Ю. Виноградова Е.Л. Дубинин A.B. Геохимия раннего диагенеза осадков Кандалашского залива Белого моря // Геохимия. 2005. №> 2. С. 144-157.

81. Съедин В.Т. Особенности кайнозойского базальтоидного магматизма и вопросы происхождения Японского моря // Тихоокеанская геология, 1989, № 2, с 30-38.

82. Успенская Т.Ю., Горшков А.И., Гавриленко Г.М., Сивцов A.B. Железомарганцевые корки и конкреции Курильской островной дуги: их строение, состав, генезис // Литология и полезные ископаемые. 1989. № 4. С. 30-40.

83. Ферштатер Г.Б., Бородина Н.С., Малахова Л.В., и др. Эвгеосинклинальные габбро-гранитоидные серии М: Наука. 1984. 264 с.

84. Харахинов В.В. Охотоморская плита // Объяснительная записка к тектоничекой карте Охотоморского региона м-ба 1: 2 500 000 / Под ред. H.A. Богданова, В.Е. Хаина. М.: ИЛОВМ РАН. 2000. С. 71-81.

85. Хершберг Л.Б., Михайлик Е.В., Чудаев О.В., и др. Особенности геологического строения и рудоносность гайота Роскомнедра Магеллановых гор (Тихий океан). Тихоокеанская геология. 2002. Т. 21, № 1. С. 96-110.

86. Хэскин Л.А., Фрей Ф.А., Шмитт P.A., Смит Р.Х. Распределение редких земель в литосфере и космосе // М. Мир. 1968. 188 с.

87. Чухров Ф.В., Горшков А.И., Рудницкая Е.С. и др. О вернадите // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1978. №6. С. 5-19.

88. Чухров Ф.В., Горшков А.И., Сивцова A.B., Березовская В.В. О новых минеральных фазах океанических марганцевых микроконкрециях // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1979. №1. С. 83-90.

89. Чухров Ф.В., Штеренберг Л.Е., Горшков А.И. и др. О природе 10 Â марганцевого минерала Fe-Mn океанических конкреций // Литология и полезные ископаемые.1983. №3. С. 33-41.

90. Чухров Ф.В., Горшков В.А., Дриц В.А. Гипергенные окислы марганца // М.: Наука. 1989. 208 с.

91. Цой И.Б., Шастина В.В. Кайнозойский кремнистый микропланктон из отложений Охотского моря и Курило-Камчатского желоба // Владивосток.: Дальнаука. 2005. 181 с.

92. Школьник Э.Л. Проблемы изучения фосфатоности дна Японского и Охотского морей и прилегающих частей Тихого океана // Проблемы морских минеральных ресурсов. Владивосток. ТОЙ. ДВНЦ АН СССР. 1984. С. 121-125.

93. Штеренберг Л.Е., Антипов М.П. Деркачев А.Н. Особенности конкреционного Fe-Мп-рудообразования в современных морях. // Литология и полезные ископаемые.1984. № 1. С. 62-77.

94. Штеренберг Л.Е., Горшков А.И., Дубинина Г.А. и др. Образование тодорокита и бёрнессита в Fe-Mn конкрециях Черного моря // Изв. АН СССР. Сер. геол.1985. № 7. С. 94-98.

95. Штеренберг JI.E., Александрова В.А., Габлина И.Ф. Состав и строение марганцевых корок Японского моря // Тихоокеанская геология. 1986. № 1. С. 125128.

96. Штеренберг Л.Е., Антипов М.П., Ильев А.Я., Александрова В.А., Сивцов А.В., Ильичева Л.В., Корина Е.А. Железомарганцевые образования Охотского моря // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1987. № 12. С. 106-115.

97. Aplin А.С., Cronan D.S. Ferromanganese oxide deports from the central Pacifc Ocean // Geoch. Cosmochim. 1985. V. 49. N. 2. P. 427-436.

98. Arrhenius G., Bonatti E. Neptunism and volcanism in the ocean // Progress In oceanography. Pergamon Press, New-York. 1965. V 3. P. 7-21.

99. Baker E.T., Massoth G.J., Feely R.A. Cataclysmic hydrothermal venting on the Juan de Fuca Ridge//Nature. 1987. V. 329, №6135. P.l 49-151.

100. Baturin G.N., Dubinchuk V.T., Azarnova L.A., Ozhogin D.O. Geochemistry and Behaviors of Rare Earth Elements in Ferromanganese Crusts II Proceeding of the Minerals of the Ocean integrated strategies - 3. St-Petersburg. 2006. P. 23-24.

101. Bau M., Dulski P. Comparative study of yttrium and rare-earth elements behaviours in fluorine-rich hydrothermal fluids // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 119. P. 213-223.

102. Bau M., Koschinsky A., Dulski P., and Hein J.R. Comparison of the partitioning behaviors of yttrium, rare earth elements, and titanium between hydrogenetic marine ferromanganese crusts and seawater. // Geoch. Cosmochim. 1996. V. 60. P. 1709-1725.

103. Bau M. Scavenging of dissolved yttrium and rare earths by precipitating iron oxyhydroxide: Experimental evidence for Ce oxidation, Y-Ho fractionation, and lanthanide tetrad effect // Geochim. Cosmochim. 1999. V. 63. No. 1, P. 67-77.

104. Bender M., Broecker W., Gornits V., Middel U., Kay R., Sun S., Biscay P. Geochemistry of three cores from the East Pacific Rise II Earth Plan. Sci. Let. V. 12. P. 425-433.

105. Bolton B.R., Exon N.F., Ostwald J. Kudrass H.R. Geochemistry or ferromanganese crusts and nodules from the South Tasman Rise, southeast or Australia // Mar. Geol. 1988. V. 84. P. 53-80.

106. Bonatti E., Kreamer Т., Rydell H. Classification and genesis of submarine iron manganese deposits // In: Ferromanganese deposits on the ocean floor / Wash.: Nal. Sci. Found. 1972. P. 149-165.

107. Bostrom K., Peterson M. Precipitates from hydrothermal exhalations on the East Pacific Rise // Econ. Geol. 1966. V. 61. P. 1258-1265.

108. Bums E.G., Burns V.M., Stockman H. A review of the todorokite-buserite problem -implications to the mineralogy of marine manganese nodules // Amer. Miner. 1983. V. 68. P. 972-980.

109. Buser U., Grutter A. Uber die Natur der Manganknollen // Schwela. miner, und petrogr. Mitt. 1956. Bd. 36. S. 49-62.

110. Clauer N., Stille P., Bonnot-Courtois C. Moore W.S. Nd-Sr isotopic and REE constraints on the genesis of hydrothermal manganese crusts in the Galapagos // Nature. 1984. V. 311. P. 743-745.

111. Corliss J.B., Dymond J., Gordon L.I., Edmond J.M., von Herzen R.P., Ballard H.D., Green K., Williams D., Balnbridge A., Crane K., van Andel T.H. Submarine thermal springs on the Galapagos Rift // Science. 1979. V. 203. P. 1073-1083.

112. Craig J.D., Andrews J.E., Meylan M.A. Ferromanganese deposits in the Hawaiian Archipelago //Mar. Geol. 1982. V. 45. P.127-157.

113. De Young J.H., Sutphun D.M., Cannon W.F. International strategic minerals Inventory summary report manganese // USGS. 1984. 930-A. 22 p.

114. Dullo W.-Chr., Biebow N., Georgeleit K. S0178-K0MEX Cruise Report. 2004. 125 p.

115. Edmonds H.N., German C.R. Particle geochemistry in the Rainbow hydrothermal plume, Mid-Atlantic Ridge // Geochim. Cosmochim. 2004. V. 68. N. 4. P. 931-949.

116. Francheleau J., Needham H.D., Chonkroune P. Massive deep-sea sulphide ore deposits discovered on the East Pacific Rise // Nature, 1979. V. 277. P. 523-528.

117. Garrels R.M., Christ C.L. Solutions, Minerals, and Equilibria 11 Harper and Row, 1965. N. 4. 450 p.

118. Glasby G.P. Accumulation rates or hydrothermal metalliferrous sediments in the Lau Basin, SW Pacific // Geo-Marine Letters. 1986. V. 6. P. 51-56.

119. Glasby G.P., Cherkashov G.A., Gavrilenko G.M., Rashidov V.A., Slovtsov I.B. // Mar. Geol. 2006. V. 231. P. 163-180.

120. Grill E.V., Chase R.L., Macdonald R.D., Murray J.W. A hydrothermal deposits from Explorer Ridge in the northeast Pacific Ocean // Earth and Planet. Sci. Lett. 1981. V. 52. № 1. P. 142-150.

121. Halbach P., Manheim, F.T., Otten P. Co-rich ferromanganese crusts in the marginal seamount regions of the Central Pacific Basin results of the Midpac 81 11 Ersmetall. 1982. Bd. 35. H. 9. P. 447-453.

122. Halbach P., Puteanus D., Manheim F.T. Platinum concentration in ferromanganese Seamount Crusts from the Central Pacific // Natur wissenschaften, 1984. V. 71. P. 577-579

123. Hein J.R., Manheim F.T., Schwab W.C., Davis A. S. Ferromanganese crusts from Necker Ridge, Horizon Guyot and S.P. Lee Guyot: Geological considerations // Mar. Geol. 1985. V. 69. P. 25-54.

124. Hein J.R., Fleishman C.L., Morgenson L.A. Bloomer S.H., and Stern RJ. Submarine ferromanganese deposits from the Mariana and Volcano Volcanic Arcs, West Pacific // USGS Open File Rep. 1987. P. 87-281.

125. Hein J.R., Schwab W.C., Davis A.S. Cobalt and platinum-rich ferromanganese crusts and associated substrate rocks from the Marshall Islands // Mar. Geol. 1988. V. 78. P. 255-283.

126. Hein J.R. Gibbs A.E., Clauge D.A., Torresan M. Hydrothermal mineralization along submarine rift zones, Hawaii // Marine Georesources and Geotechnology. 1996. V. 14. P. 177-203.

127. Hodkinson R.K., Staffers P., Sholten J„ Cronan D.S., Jedchke G., Rogers T.D.S. Geochemistry of hydrothermal manganese deposits from Pitcairn Island hotspot, southeastern Pacific // Geoch. Cosmochim. V. 58. P. 5011-5029.

128. Kawahata H. Hydrothermal systems in the Mid-Oceanic Ridge // Min. Geol. 1983. V.3, № 5. P. 347-365.

129. Koschinsky A., Stascheit A., Bau M., Halbach P. Effect phosphatization on the geochemical and mineralogical composition of marine ferromanganese crusts // Geoch. Cosmochim. 1997. V 61. N 19. P. 4079-4094.

130. Koski R.A., Hein J.R., Bouse H.M., Sliney R.E. Composition and origin of ferromanganese crusts from Tonga Platform, Southwest Pacific // In: D. Scholl (ed.), Geology and Offshore Resources of Pacific Island arcs Tonga Region. 1985. V. 2. P. 179186.

131. Kuhn T., Bau M., Blum N., Halbach P. Origin of negative Ce anomalies in mixed hydrothermal-hydrogenetic Fe-Mn crusts from the Central Indian Ridge // Earth and Plan. Scien. Lett. 1998. V 163. P. 207-220.

132. Manheim F.T. Marine cobalt resources // Science, 1986. V. 232. P. 600-608.

133. Manheim F.T., Lane-Bostwick C.M. Chemical composition of ferromanganese crusts In the World Ocean: a review and comprehensive data base // In Aoki H. (ed.). Co-rich manganese crust. Tokai Press. 1990. P. 120-121.

134. Menard H.W. Time, chance and the origin of manganese nodules // American Scientist, 1976. V. 64. P. 519-529.

135. Michard A., Albarede F., Michard G. Rare-eart elements and uranium in high-temperature solutions from the 13° N East Pacific Rise hydrothermal site // Nature. 1983. V. 3003, № 5920. P. 795-797.

136. Mikhailik P.E., Miroshnichenko N.V., Lelikov E.P., Barinov N.N. Hydrothermal-sedimentary manganese deposits of submarine volcanoes from the Sea of Japan // Minerals of the Ocean integrated strategies - 2. St-Petersburg. 2004. P. 173-175.

137. Mikhailk P.E. Ferromanganese crusts of submarine Belyaevsky & Medvedev volcanoes from the Sea of Japan // Proceedings of the 12th international symposium on WRI-12. A. Balkema Publishers, 2007. V. 1. P. 523-526.

138. Mills R.A., Elderfield H. Rare earth element geochemistry of hydro thermal deposits from the active TAG Mound, 26° N Mid-Atlantic Ridge // Geoch. Cosmochim. 1995. V. 59. N. 17. P. 3511-3524.

139. Mills R.A., Wells D.V., Roberts S. Genesis of ferromanganese crusts from the TAG hydrothermal field // Chem. Geol. 2001. V. 176. P. 283-293.

140. Mitra A., Elderfield H., Greaves M.J. Rare earth elements in submarine hydrothermal fluids and plumes from the Mid-Atlantic Ridge// Mar. Chem. 1994. V. 46. P. 217-235.

141. Moorby S.A., Cronan D.S. The geochemistry of hydrothermal and pelagic sediments from the Galapagos Hydrothermal Mounds Field. DSDP, Leg 70 // Miner. Mag. 1983. V. 47. N. 344. P. 291-300.

142. Moorby S.A., Cronan D.S., Glasby G.P. Geochemistry of hydrothermal Mn-oxide deposits from the S.W. Pacific island arc // Geoch. Cosmochim. 1984. V. 48. P. 433441.

143. Morgenstein M. Manganese accretion at the sediment-water interface at 400 to 2400 meters depth, Hawaiian Archipelago // In D. Horn (ed.), Ferromanganese Deposits on the Ocean Floor. Washington, D.G., 1972. P. 131-138.

144. Nance R.D., Worsley R.A., Moody J.B. Post-Archean Biogeochemical cycles and long-term episodicly in tectonic processes // Geology. 1986. V. 14. P. 514-518.

145. Pan Jiahua, Liu Shuqin, Yang Yi, Liu Xueqing. Research on geochemical characteristics of major, trace and rare earth elements in phosphates from West Pacific seamounts // Geological review. 2002. V 48. N 5. P. 534-541.

146. Rollinson H.R. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation // Logman Group UK limited. 1993. 352 p.

147. Rona P.A. McGregor B.A., Betzer P.R., Bolger G.W., Krause D.C. Anomalous water temperatures over the Mid-Atlantic Ridge Crest at 26° N latitude // Deep-Sea Research. 1975. V. 22. P. 611-618.

148. Ruhlin D.E., Qvven R.M. The rear earth elements geochemistry of hydrothermal sediments from East Pacific Rise: Examination of a seawater scavenging mechanism // Geoch. Cosmochim 1986. V. 50. N. 3. P. 393-400.

149. Sherell R.M., Field M.P., Ravizza G. Uptake and fractionation of rear earth elements on hydrothermal plume particles at 9°45NN, East Pacific Rise // Ibib 199. V. 63. N. 11/12. P. 2561-2571.

150. Sorem R.E. Manganese nodules: nature and significance of internal structure // Econ. Geol. 1967. V. 62. P. 141-147.

151. Thompson G., Mottle M.J., Rona P.A. Morphology, mineralogy and chemistry of hydrothermal deposits from the TAG area, 26 °N Mid-Atlantic Ridge // Chem. Geol.1985. V. 49. N. 1-3. P. 243-257.

152. Toth J.R. Deposition of submarine crusts rich in manganese and iron // Geological Society of America Bulletin. Parti. 1982. V. 91. P. 44-54.

153. Usui A., Yuasa M. Yokota S. Submarine hydrothermal manganese deposits from the Ogasawara (Bonin) Arc, off the Japan Sea// Marine Geology. 1986. V. 73. P. 311-322.

154. Usui A. Hydrothermal manganese minerals in Leg 126 cores / Eds.: Taylor B. et. al. // Proc. ODP, Init. Repts. V. 126. 1992. P. 113-123.

155. Usui A., Bau M., Yamazaki T. Manganese microchimneys buried in the Central Pacific pelagic sediments: evidence of intraplate water circulation? // Mar. Geol. 1997. V. 141. P. 269-285.

156. Worsley T.R., Nanse R.D., Moody J.B., Tectonic cycles and history of the earth's biochemical and paleoceanographic record // Paleoceanography. 1986. V. l.P. 233-263.

157. Yuasa M., Yokota S. Hydrothermal manganese and ferromanganese concretions from seafloor of the Ogasawara Arc-trench region, northwestern Pacific // United Nation Escape, CCOP Tech. Bull, 1982. V. 15. P. 51-64.