Структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон

Лыгина, Татьяна Ивановна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон"

Направахрукописи

Лыгина Татьяна Ивановна

СТРУКТУРА КОНКРЕЦИОННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРОВИНЦИИ КЛАРИОН-КЛИППЕРТОН

Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2005

Работа выполнена в государственном научном центре Российской Федерации «Южное научно-производственное объединение по морским геологоразведочным работам» (ГНЦ ФГУГП «Южморгеология») и на кафедре геологии и геохимии полезных ископаемых геологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научные руководители

Официальные оппоненты

докторгеолого-минералогическихнаук

ЮбкоВ.М.

докторгеолого-минералогическихнаук, профессор Авдонин В. В.

докторгеолого-минералогическихнаук, профессор Мирлин Е.Г. (Государственный геологическиймузей им. В.И.Вернадского РАН) кандидат геолого-минералогическихнаук, Углов Б.Д. (ЦНИГРИ)

Ведущая организация

Южное отделение Института океанологии РАН

Зашита диссертации состоится 4марта 2005года в 14 часов 30минут в аудитории 415на заседании диссертационного совета Д 501.001.62 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ-ГЗ, 6 этаж. Автореферат разослан « / » февраля 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.501.001.62 доктор геолого-минералогических наук профессор

Р.Н. Соболев

Общая характеристика работы

По состоянию на текущий момент наиболее перспективным для практического освоения видом минерального сырья глубоководных районов дна Мирового океана являются скопления железомарганцевых конкреций (ЖМК), представляющие собой высококачественную руду на никель, медь, кобальт и, остродефицитный для России, марганец.

В этой связи, а также с учетом того обстоятельства, что Международным органом по морскому дну ООН за Россией уже закреплены права на ресурсы ЖМК одного из участков дна зоны Кларион-Клиппертон Тихого океана, разработка надежной геологической основы поисков и разведки промышленно значимых скоплений ЖМК в пределах зоны представляет собой весьма актуальную проблему.

Решению данной проблемы, ориентированному на расшифровку геологических условий локализации и особенностей пространственного размещения промышленно-значимых скоплений конкреционных руд, посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель и задачи работы. Главная цель работы состоит в исследовании геолого-геоморфологических условий локализации глубоководных скоплений ЖМК, региональных и локальных особенностей изменчивости их качественных и количественных характеристик, обосновании модели структуры типового месторождения ЖМК.

Поставленная цель определяет следующие задачи:

1. Создать с применением ГИС-технологии геологическую основу исследований, представляющую собой компьютерные графическую и информационную базы данных по глубоководным месторождениям ЖМК Тихого океана.

2. На основе анализа и обобщения результатов комплексных геолого-геофизических исследований провинции Кларион-Клиппертон изучить региональные и локальные особенности морфотектонической структуры дна, строения осадочной толщи и истории развития районов локализации конкреционных месторождений.

3. Оценить характер и обосновать типизацию факторов, контролирующих формы, размеры и взаимоотношения индивидуальных рудных залежей ЖМК.

4. Осуществить комплексный анализ внутреннего строения конкреционного месторождения, локализованного на площади провинции Кларион-Клиппертон.

5. Оценить возраст формирования глубоководных месторождений ЖМК рудной провинции Кларион-Клиппертон.

Защищаемые положения

востока на запад отчетливо проявлено закономерное усложнение строения осадочного чехла провинции, а также удревнение и понижение гипсометрического уровня его фундамента. В локальном плане структура каждого из фрагментов провинции однотипна и представляет собой чередование линейных положительных и депрессионных структур, простирающихся параллельно друг другу в субмеридиональном направлении.

2. Изменчивость параметров конкрециеносности провинции Кларион-Клиппертон подчинена региональной субширотной зональности, транзитной по отношению к ее геолого-геоморфологической структуре, и проявляется в приуроченности зоны максимальных значений весовой концентрации ЖМК к центральной части провинции и повышении марганцовистости конкреций в южном направлении.

3. Размеры и морфология индивидуальных конкреционных скоплений (рудных залежей), а также положение их границ определяются локальными геоморфологическими условиями в сочетании с определенными типами донно-поверхностных осадочных отложений: рудные залежи приурочены к выположенным участкам рельефа, в пределах которых развиты плиоцен-четвертичные кремнисто-глинистые и глинисто-кремнистые отложения и отсутствуют проявления донной эрозии руслового и площадного характера. Тип локального элемента геолого-геоморфологической структуры дна и мощность осадочного чехла для формирования конкреционного скопления не имеют принципиального значения.

4. История геологического развития районов локализации конкреционных месторождений носит сложный многостадийный характер. Соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции Кларион-Клиппертон не позже среднего миоцена, формирование железомарганцевых конкреций происходило одновременно с накоплением наиболее молодой части осадочного разреза (кремнисто-глинистые отложения плиоцен-голоценового возраста).

Научная новизна. Впервые на базе новейших данных и с применением современных компьютерных технологий расшифрована локальная структура глубоководных месторождений ЖМК.

Детально изучено строение месторождения железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон и слагающих его индивидуальных рудных залежей, выяснены условия локализации промышленно значимых скоплений ЖМК.

Сформулированы представления о единстве начального этапа формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон независимо от их конкретного пространственного положения и связи этого события с завершением среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана.

Решены важные прикладные задачи, связанные с созданием (в ГИС-технологии) уникальной цифровой графической базы данных по глубоководным конкреционным месторождениям, включающей графические и информационные материалы о пространственном расположении, геоморфологической и литологической приуроченности рудных залежей ЖМК, их форме, размерах, степени геологического опробования и ресурсах руды, локализованной в пределах залежей.

С использованием компьютерных технологий произведена количественная оценка ресурсного потенциала глубоководных месторождений ЖМК Международного района дна Мирового океана.

Практическая значимость работы. С использованием созданной цифровой графической базы данных по глубоководным месторождениям ЖМК, выполнена оценка прогнозных ресурсов руды и содержащихся в ней металлов месторождения, локализованного в пределах провинции Кларион-Клиппертон.

На основе результатов исследования локальной структуры месторождения ЖМК разработана методика разведки и подготовлены соответствующие методические документы.

Результаты исследований автора по оценке характера конкрециеносности провинции Кларион-Клиппертон неоднократно внедрялись в практику производственных работ ГНЦ «Южморгеология» в виде рекомендаций по направлениям исследований и выбору объектов на океаническом дне с целью поисков и разведки месторождений ЖМК.

Фактический материал. Основой работы послужили результаты выполненного автором комплексного анализа материалов экспедиционных работ, проведенных НПО «Южморгеология» на площади провинции Кларион-Клиппертон с 1981 по 2003 г.г.

В состав проанализированной информации входят данные геологического опробования и материалы дистанционных исследований (непрерывного донного фотопрофилирования, придонной гидроакустической съемки и многолучевого эхолотирования).

В общей сложности проанализирована первичная информация по 14825 станциям донного опробования, 350 фотопрофилям протяженностью 15000 км (более 500000 фотокадров), 350 профилям придонной гидроакустики протяженностью около 16000 км и материалы многолучевого эхолотирования на площади более 75 тыс. км2.

Кроме этого, привлечена опубликованная информация о характере конкрециеносно-сти провинции.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 6-ой, 8-ой, 9-ой Всесоюзной (Геленджик, 1984, 1988,1990) и 10, 11,12,13,14, 15 (Геленджик, 1992, 1994, Москва, 1997, 1999, 2001, 2003) Международной школах морской геологии, 1-ой научно-технической конференции «Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана» (Геленджик, 1986), 3-ей Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике, геохимии (Владивосток, 1987), 3-ем съезде советских океанологов (Ленинград, 1987), Международном Тихоокеанском конгрессе морских наук и технологий PACON (Москва, 1999), Всероссийском съезде геологов (Санкт-Петербург, 2000), 7-ой Международной конференции по тектонике плит им. Л.П. Зоненшайна (Москва, 2001), 2-ой Международной конференции и выставке по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане (Геленджик, 2001), Международной конференции Minerals of the Ocean (Санкт-Петербург, 2002, 2004), Совещании МОД ООН Workshop on the Establishment of a Geological Model of the Poly-metallic Nodule Resources in the Clarion-Clipperton Zone (Фиджи, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 работы, в том числе 3 монографии (в соавторстве), 5 статей и тезисы 25 докладов. Автор является соисполнителем 14 отчетов по НИР и ГРР по теме диссертации, в 2 из них - ответственным исполнителем.

Объем и структура работы. Диссертация содержит20^страниц текста,рисунков,

а таблиц и состоит из введения, пяти глав и заключения. Список использованной литературы включает //?/ наименований.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научным руководителям: доктору геолого-минералогических наук В.М. Юбко и доктору геолого-минералогических наук, профессору В.В.Авдонину за методическое руководство, постоянное внимание и помощь в постановке задач и выполнении работы.

Особую благодарность и самые теплые чувства автор выражает своему учителю доктору геолого-минералогических наук Н.А.Титаевой.

С благодарностью автор вспоминает доктора геолого-минералогических наук А.П. Ми-лашина, в отделе и под руководством которого, в условиях доброжелательного внимания и поддержки, начиналась работа автора над проблемой твердых полезных ископаемых Мирового океана

Автор искренне признателен Горелик И.М. и Кациди И.Н., многолетними усилиями которых совместно с автором создавалась информационная основа исследований, Сапрыкину С.С. за подготовку некоторых графических материалов и всем коллегам из отдела геологии и полезных ископаемых Мирового океана HПП НИПИокеангеофизика за всестороннюю помощь при создании работы.

Автор также благодарен Филициной Т.А., Сергеевой Н.Е. и всему коллективу кафедры полезных ископаемых геологического факультета МГУ за внимание, поддержку, помощь и полезные советы в процессе выполнения и представления работы.

Автор выражает благодарность за продуктивное обсуждение и ценные замечания по ходу работы над диссертацией Круглякову В.В., Губенкову В.В., Туголесову Д.Д. и другим геологам и геофизикам ГНЦ «Южморгеология» - участникам экспедиционных работ, самоотверженным трудом которых получены материалы полевых исследований.

Особую признательность автор выражает Лыгину В.А., без всесторонней помощи и поддержки которого не могла быть подготовлена эта работа.

Содержание работы 1. Состояние вопроса

Месторождения железомарганцевых конкреций, являющиеся комплексной рудой на марганец, никель, медь и кобальт, широко развиты в пределах Мирового океана. Наиболее перспективные скопления ЖМК установлены в абиссальных областях центральной части Тихого и Индийского океанов.

В изучении условий локализации скоплений ЖМК можно выделить три этапа.

Первый этап представляет собой ранний период изучения океанических ЖМК, начиная с момента их открытия в 1872-1876 г.г. (Murray, Renard, 1891). Железомарганце-вые конкреции рассматривались как природный объект, представляющий исключительно научный интерес, наблюдения носили отрывочный, рекогносцировочный характер. Были сделаны первые заключения о приуроченности ЖМК к определенным типам осадков: красным глубоководным глинам и радиоляриевым илам.

Начало второго этапа связано с расширением изучения конкреций во второй половине XX века в связи с осознанием их экономической ценности (Мего, 1959). Работы в целом носили региональный характер, маршрутные исследования сочетались с изучением небольших полигонов. К началу 80-х годов были выявлены основные закономерности пространственного распространения ЖМК в Мировом океане и сформулированы представления о существовании наиболеее важных региональных факторов, благоприятных для кон-крециеобразования: скорость седиментации, опосредованно связанная с рельефом, глубиной океана и придонными течениями, вертикальная зональность водной толщи и уровень критической глубины карбонатонакопления (КГК), морфотектоническая обстановка, биологическая продуктивность водной толщи, а также степень окисления среды рудообразо-вания и присутствие потенциальных ядер для формирований конкреций (Андреев, 1980; Cronan, 1980; Скорнякова и др.,1981; Frazer е.а, 1981; Лисицин, 1983; Аникеева, 1984; Мурдмаа, 1987; и т.д.). О локальных особенностях распределения конкреций существовали общие представления. Важным практическим результатом стало открытие в восточной части приэкваториальной зоны Тихого океана провинции Кларион-Клиппертон как наиболее богатой по содержаниям полезных компонентов и масштабам рудоносности.

Начало третьего этапа связывается с 1980-ми годами, когда на акваториях Мирового океана развернулись планомерные геологоразведочные работы, направленные на подготовку к практическому освоению месторождений ЖМК. В 1982 г. принята Конвенция ООН по морскому праву, в соответствии с международно-правовыми нормами которой должно осуществляться проведение поисковых, разведочных и добычных работ в пределах Международного Района морского дна, для управления минеральными ресурсами Района создан Международный орган по морскому дну (МОД ООН).

Проведение работ по изучению месторождений ЖМК регламентируется документами МОД ООН и Международного трибунала по морскому праву, в частности, Правилами поиска и разведки полиметаллических конкреций в Районе (2000 г.). Наибольшая активность морских геологоразведочных работ сосредоточилась на площади провинции Кларион-Клиппертон. В ее пределах выделено более 20 лицензионных участков, на площади каждого из которых локализовано месторождение ЖМК, т.е. такое конкреционное скопление, запасы и качество руд которого удовлетворяют требованиям рентабельной эксплуатации на условиях, определяемых МОД ООН.

Важным аспектом исследований стало выяснение условий локализации перспективных скоплений ЖМК и горно-геологических условий их разработки.

В целом к настоящему времени накоплен обширный материал о характере конкре-циеносности различных участков Мирового океана, однако работы, посвященные рассмотрению геологической структуры месторождений ЖМК, практически отсутствуют.

В этой связи представляется особенно важным и актуальным обобщение всей имеющейся опубликованной по этому вопросу информации, зачастую носящей отрывочный характер, и комплексный анализ этих данных совместно с материалами экспедиционных работ. Изложению результатов такого анализа и посвящена данная работа.

2. Характеристика исходных данных

Основой работы послужили результаты выполненного автором анализа материалов комплексных геолого-геофизических работ, проведенных НПО «Южморгеология» и другими организациями МинГео СССР и МПР РФ с 1980 по 2003 г.г. на площади провинции Кларион-Клиппертон, а также опубликованной информации. В качестве исходных данных использованы материалы геологического опробования (глубоководное бурение, донный пробоотбор) и дистанционных геолого-геофизических исследований (непрерывное фотопрофилирование, придонная гидроакустическая съемка и многолучевое эхолотирование). В главе приведена характеристика исходных данных, включающая объемы наблюдений, плотность сетей геологического опробования, межпрофильные расстояния наблюдений дистанционных методов, проанализированы возможности и степень информативности каждого метода, проведено сравнение результатов оценки масштабов оруденения дна по данным контактных и дистанционных видов исследований.

3. Методика исследований

Создание геологической основы для исследований. В связи с тем, что задачи, связанные с расшифровкой структуры глубоководных месторождений ЖМК, могут быть решены только на основе систематизации, анализа, обработки и интерпретации значительного (десятки и сотни тысяч измерений) объема геолого-геофизической и геохимической информации, необходимым условием для решения поставленных задач является создание современной компьютеризированной геологической основы. В качестве такой основы использована впервые созданная автоматизированная база данных по глубоководным месторождениям железомарганцевых конкреций Тихого океана,

В основу структуры сформированной базы данных положена иерархическая классификационная схема рудных объектов, теоретическое обоснование которой опирается на принципы регионального металлогенического анализа При разработке иерархической схемы скоплений ЖМК за основу взяты классические представления о таксономии ме-таллогенических подразделений, разработанные для суши (Смирнов, 1982, Старостин и др., 2002), проанализированы также существующие схемы применительно к ТЛИ Мирового океана (Андреев, 1994). Основа концепции сформированной цифровой базы данных заключается в послойном представлении организованных в виде графической базы объектов, соответствующих таксонам различного иерархического уровня (рудные провинции, рудные районы, рудные поля, месторождения, рудные залежи, рудопроявления).

Объекты размещаются на отдельных электронных слоях и сопровождаются соответствующей атрибутивной информацией. Автоматизированная база данных "Железомарган-цевые конкреции Тихого океана" разработана по принципу геоинформационной системы на основе профессионального ГИС-пакета МарШо и представляет собой совокупность цифровых баз данных (информационной и многослойной графической).

Информационная база данных содержит сведения о размерах разноранговых рудных объектов, качественных и количественных характеристиках слагающих их руд, а также ресурсах полезных компонентов. В состав информационной базы данных включены материалы по станциям геологического опробования в объеме 25711 записей (объектов), а также по 650 профилям дистанционных видов геолого-геофизических исследований.

Графическая база данных содержит цифровые векторные карты различного масштаба и содержания, которые характеризуют металлогенические объекты того или иного ранга. Цифровые карты организованы в комплекты, в соответствии с положением рудного объекта в иерархическом ряду, полный комплект включает батиметрическую, геоморфологическую, литологическую, структурно-тектоническую, фактического материала, распределения параметров рудоносности, прогнозно-металлогеническую и другие цифровые карты.

Методика оконтуривания. На базе применения оригинальной методики оконтурива-ния, разработанной автором с учетом особенностей структуры месторождения ЖМК и степени его геолого-геофизической изученности, проведено оконтуривание на площади одного из месторождений провинции. Установлено, что в условиях весьма сложного характера структуры месторождений данного типа задача оконтуривания может быть решена только на основе комплексного использования материалов контактных и дистанционных методов съемки.

В качестве геологической основы для выделения рудных залежей использованы цифровые базы данных геологического опробования и придонного фотопрофилирования, а также материалы по многолучевому эхолотированию дна (карты батиметрическая, физико-географическая, амплитуды обратно рассеянного сигнала, углов наклона) и созданные с их использованием цифровые геоморфологическая и литологическая карты.

С учетом сложившихся представлений о геолого-геоморфологических условиях локализации конкреционных скоплений, рудные тела оконтурены по их естественным границам, которыми служат в большинстве случаев бровки склонов поднятий и основания бортов впадин. Процедура оконтуривания включает следующие этапы:

1) определение местоположения границ рудных и безрудных интервалов на линиях фотопрофилей, которое фиксируется, как правило, по резкому, практически скачкообразному изменению значений площадного покрытия (от 0 до 20 % и более), соответствующих значениям весовых концентраций ЖМК от нулевых до 7 кг/м2 и более;

2) прослеживание в пределах полос сонарной съемки границ акустических образов поверхности дна, соответствующих выделенным рудным и безрудным интервалам;

3) определение конкретных геолого-геоморфологических элементов дна, контролирующих положение той или иной границы;

4) увязку границ в межпрофильном пространстве с использованием геологически и геоморфологически обоснованной экстраполяции.

В качестве предельного значения для оконтуривания используется значение площадного покрытия ЖМК, регистрируемое непосредственно после скачкообразного изменения значений этого параметра (от 0 до 20 % и более), - по данным фотопрофилирования, и значение весовой концентрации ЖМК 7 кг/м2 - по данным донного опробования.

4. Структура месторождений ЖМК провинции Кларион-Клиппертон

Строение рельефа дна. Конкрециеносная провинция Кларион-Клиппертон расположена в северной приэкваториальной области Северо-Восточной котловины Тихого океана между 7 и 18° с. ш. в глубоководной впадине, на севере и юге ограниченной зонами глубинных разломов Кларион и Клиппертон, на востоке - хребтом Математиков, на западе -центральной частью поднятия островов Лайн. Протяженность впадины составляет около 4700 км при ширине около 1100 км. Основными морфоструктурными элементами дна провинции являются ложе глубоководной котловины, занимающее большую часть ее площади, и западный склон Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП). В целом рельеф дна провинции Кларион-Клиппертон представляет собой полого наклоненную абиссальную равнину с глубинами дна от менее 4000 до 5400 м, для которой характерно наклонно-ступенчатое погружение дна по мере удаления от ВТП, с перепадом между средними глубинами дна западной и восточной частей провинции около 1 км.

На региональном уровне на фоне общего погружения океанического дна в западном направлении выделяются вулкано-тектонические блоки, которым в рельефе дна соответствуют пологие валообразные поднятия с относительными амплитудами в несколько сотен метров. Поперечные размеры региональных поднятий колеблются от 100 до 400 км. Поднятия имеют ориентировку субмеридионального и северо-западного направления и разделяются относительно опущенными участками с субгоризонтальной и пологона-клонной донной поверхностью, шириной в первые сотни километров.

На локальном уровне рельеф дна провинции имеет однотипный характер и представляет собой чередование линейных положительных и отрицательных структур — вытянутых валообразных и грядообразных поднятий и долиноподобных впадин. Локальные структуры, имеющие ширину от несколько сотен метров до первых километров и простирающиеся на десятки километров, ориентированы в соответствии с генеральным простиранием более крупных геоморфологических структур, основным направлением является субмеридиональное. Превышения вершинных поверхностей поднятий над днищами долин составляют обычно несколькольких десятков метров, в отдельных случаях достигая 200 м и более. Поперечный профиль поднятий имеет ступенчатый характер с широким развитием крутых склонов и уступов, их вершинные поверхности, террасовидные ступени, как и днища долиноподобных впадин, имеют субгоризонтальную или слабонаклоненную поверхность и ограничены крутыми бортами и склонами. Вершинные поверхности поднятий и днищевые части депрессий осложнены структурами еще более высокого порядка - холмами и впадинами, обычно расположенными кулисообразно.

В строении рельефа дна провинции наблюдается широкое распространение одиночных холмов и гор вулканического происхождения, относительной высотой в первые сотни метров. Ширина основания построек достигает в поперечнике 15 км, вершинные поверхности имеют плоскую или куполообразную форму, иногда в их пределах отмечаются понижения типа кратера или кальдеры. Вулканические постройки часто расположены цепочками, которые связаны с системой линейных разломных стуктур, параллельных трансформным разломам Кларион и Клиппертон. В то же время отмечается приуроченность некоторых вулканических сооружений к положительным структурам субмеридионального простирания, часто к зонам пересечения этих структур разломами.

Строение осадочного разреза. Осадочная толща провинции представляет собой чередование субгоризонтально залегающих слоев карбонатного и кремнисто-глинистого состава. Фундаментом осадочного чехла являются базальтовые эффузивы толеитового

ряда, слагающие кровлю второго слоя океанической коры. Возраст базальтового фундамента, определяемый на основе биостратиграфических датировок наиболее древних перекрывающих его осадков, удревняется в западном направлении от раннемиоценового до позднемелового (van Andel e.a., 1973), согласуясь с тенденцией, прослеживаемой по палеомагнитным данным (Magnetic lineations ..., 1989).

По данным глубоководного бурения, разрез осадочной толщи состоит из трех основных стратиграфических единиц, имеющих различный характер распространения в пределах провинции: формация Островов Лайн, Маркизская формация и формация Клиппертон (Init. Repts DSDP, 1973). (Термин «формация» традиционно употребляется вслед за англоязычными первоисточниками и соответствет понятию «серия»).

Наиболее древняя из перечисленных формация Островов Лайн сложена темноокра-шенными кремнисто-глинистыми сланцами палеоцен-эоценового возраста, ниже которых на западной периферии провинции залегают еще более древние, верхнемеловые (кампан-маастрихтские), карбонатные породы. На радиоляритах формации Островов Лайн лежат карбонатные образования Маркизской формации (известковые глины, на-нофоссилиевые мергели и мел), относящиеся к возрастному диапазону олигоцен - ранний миоцен (Pj1 - N11), сменяющиеся вверх по разрезу отложениями формации Клиппертон ((Р-з2 - Q), имеющими карбонатный состав в нижней своей части (нанофоссилиевые карбонатные илы, известковые глины и мергели) и кремнисто-глинистый — в верхней.

На региональном уровне в пределах провинции устанавливаются определенные закономерности в изменчивости структуры, мощности, возрастных и литологических характеристик осадочного разреза: по мере удаления от ВТП в западном направлении, за счет постепенного появления в нижней части разреза все более древних отложений, мощность осадочного чехла возрастает от 100-150 м в восточных частях провинции до 350 м - на западе. В этом же направлении наблюдается смена фациального состава отложений: по мере движения на запад фации одно возрастных образований становятся все более глубоководными. Кроме этого, наблюдается региональное увеличение мощности осадочной толщи с севера на юг: от 100 до более чем 300 м.

Выяснить локальный характер изменчивости строения осадочного чехла и провести его более детальное расчленение удается на основании материалов придонного гидроакустического профилирования. По результатам работ ГНЦ «Южморгеология», сейсмокомплекс А, соответствующий в центральной части провинции верхнемиоцен-четвертичной кремнисто-глинистой толще формации Клиппертон, подразделен на отдельных участках дна на три подкомплекса: А/ А\2 и А^. В средней части карбонатной толщи Маркизской формации, отражающейся на разрезах в виде комбинации акустически прозрачного (сейсмокомплекс С) и насыщенных интенсивными отражениями сейсмокомплексов (В и D - верхняя и нижняя части толщи, соответственно), выделяются подкомплексы С] hQ.

Кроме того установлено, что площадное распределение осадочных образований в пределах провинции в локальном плане контролируется особенностями рельефа поверхности дна С выровненными или пологонаклонными (до 10°) поверхностями дна локальных элементов рельефа, к которым относятся днищевые части депрессий, вершинные поверхности платопо-добных поднятий и террасовидные ступени, связаны области развития кремнисто-глинистых илов плиоцен-четвер-тичного возраста

Минимальные мощности этих отложений регистрируются в пределах приподнятых участков дна, где их значения изменяются, в основном, от 15 до 25 м, максимальные (до 50-60 м, в единичных случаях до 100 м) характерны для участков депрессий структурной и эрозионной природы. Склоновые участки элементов донного рельефа сложены, как правило, относи-

тельно более древними (олигоцен-миоценовыми), преимущественно карбонатными (содержание СаСО3 до 7 5 % и более) плотными пелитоморфными отложениями.

В структуре осадочной толщи выявлено широкое развитие современных и древних эрозионных поверхностей. Главной особенностью строения осадочного чехла провинции является присутствие в верхней части разреза отчетливо диагностируемой поверхности несогласия, имеющей региональный характер распространения. В центральной и восточной частях провинции эта поверхность разделяет резко контрастирующие по составу и мощности осадочные комплексы (верхний, акустически прозрачный, имеющий кремнисто-глинистый состав слой А и подстилающую его стратифицированную толщу BCD, сложенную карбонатными образованиями) и датируется средним миоценом В западной части провинции поверхность несогласия приурочена к границе внутри акустически прозрачного слоя, сложенного миоцен-четвертичными цеолитовыми и радиоляриевыми глинами и илами, и также разделяет плиоцен-четвертичные и нижнемиоценовые отложения (Beiersdorf 1987). Поверхность несогласия имеет эрозионный характер и представляет собой систему эрозионных врезов, глубина которых составляет первые десятки метров, в отдельных случаях до 100 м. Морфологически врезы имеют форму долин с крутыми (до 45 °) бортами и выровненным дном шириной от нескольких сотен метров до первых километров. Долины вытянуты в соответствии с общей ориентацией структур рельефа (преимущественно в субмеридиональном направлении) и прослеживаются на десятки километров. Врезы заполнены кремнисто-глинистыми плиоцен-плейстоценовыми отложениями. Часто в нижней части осадочного комплекса, выполняющего погребенный врез, отмечаются тела линзовидной формы, сложенные, предположительно, переотложенным материалом - продуктами оползневых процессов и деятельности мутьевых потоков. Поверхность несогласия, привязываемая к низам формации Клиппертон, связывается с периодом структурной перестройки дна и датируется средним миоценом

Характер распределения донно-поверхностных отложений в пределах провинции контролируется геолого-геоморфологической структурой дна и является единым для всей ее площади. В общем случае для поверхности дна провинции характерна приуроченность наиболее молодых кремнисто-глинистых отложений плиоцен-четвертичного возраста к субгоризонтальным участкам рельефа с уклонами не более 6-10°. Эти осадки плащеобраз-но залегают на эродированной поверхности досреднемиоценовых образований, нивелируя ее и придавая современной поверхности дна плоскостной субгоризонтальный характер. Досреднемиоценовые консолидированные образования карбонатного и кремнистого состава, а также базальтовые породы фундамента обнажаются преимущественно на участках крутых склонов и обрывов, формируя систему вытянутых в субмеридиональном направлении зон шириной в десятки - первые сотни метров и протяженностью на десятки километров. Широко развиты также обнажения этих пород на склонах вулканических построек, где они имеют кольцевую или изометричную форму. В соответствии с расположением вулканических структур вдоль зон крупных тектонических нарушений, обнажения этого типа образуют цепочки восток-северо-восточной ориентации.

Региональные особенности распределения параметров конкрециеносности. Характер изменчивости параметров конкрециеносности в пределах отдельных месторождений на региональном уровне определяется общими закономерностями распределения абсолютных количеств железомарганцевых конкреций и их вещественного состава, прослеживающимися на площади провинции. Рудная провинция Кларион-Клиппертон относится к категории марганцевоносных провинций Мирового океана с упорядоченным типом регио-

нальной геолого-геохимической зональности в распределении количественных и качественных характеристик ЖМК (Юбко, 1992). Одной из особенностей провинции является отсутствие в ее пределах какой-либо взаимосвязи между изменчивостью весовых концентраций конкреций и их составом, обычной для большинства других районов.

Региональные закономерности распределения абсолютных количеств железомар-ганцевых руд и их вещественного состава в пределах провинции проявляются, в первую очередь, в существовании осевой области конкреционной полосы, протягивающейся по простиранию провинции в 100-150 км к югу от разлома Безымянного, внутри которой весовые концентрации конкреций имеют максимальные значения (до 15 кг/м2 и выше). Далее на юг значения весовых концентраций ЖМК снова начинают снижаться (рис.1). Вдоль простирания конкреционной полосы отмечается проявление второго регионального уровня изменчивости ее внутреннего строения - возрастание весовых концентраций ЖМК в направлении с запада на восток.

В структуре пространственной изменчивости состава конкреций, прежде всего в изменчивости содержаний основных рудных компонентов ЖМК (Мп, Бе, N1, Си и Со), также проявлены региональные составляющие, но она носит иной характер. Анализ характера распределения основных рудных элементов ЖМК по площади провинции показывает, что максимальные градиенты их содержаний, так же как и значений марганцевого модуля (отношение Мп/Бе), фиксируются в субмеридиональном направлении, причем знаки этих градиентов для двух групп элементов, одну из которых образуют Мп, № и Си, а вторую - Ре и Со, противоположны: региональные тренды увеличения содержаний элементов первой группы характеризуются направлением с севера на юг, второй - обратным направлением. На площади провинции четко прослеживается тенденция к возрастанию марганцовистости конкреций в направлении с севера на юг при общем повышении средних значений содержаний Мп в направлении с запада на восток (от 25 % и ниже до 35 % и выше) - рис. 2. Распределение содержаний железа в ЖМК на площади провинции имеет обратный характер.

Кроме этого, изменчивость в распределении геохимических характеристик ЖМК четко прослеживается и в широтном направлении. Так, в западной части провинции (западнее 144° з.д.) конкреции характеризуются относительно повышенными содержаниями Бе (9,5%) и пониженными значениями Мп (24,0%), N1 (0,95%) и Си (0,65%). В центральной части провинции средние содержания Мп, N1 и Си в ЖМК повышаются до 29,0%, 1,6% и 1,2%, соответственно, а среднее содержание Бе понижается до 6,8%. Конкреции же восточной части провинции характеризуются наиболее высокими содержаниями марганца (34,0%), меди (1,2-1,9%) и относительно более низкими - никеля (0,95 %).

Такой характер пространственной изменчивости количественных и качественных характеристик конкреций является отражением региональной фациальной зональности провинции Кларион-Клиппертон. Согласно В.М. Юбко (1992), основным фактором, контролирующим металогеническую зональность и региональную структуру рудной провинции Кларион-Клиппертон, является вулкано-тектонический фактор. Тектонически и гидротермально активные элементы дна провинции служат путями дополнительной поставки рудных элементов, что оказывает влияние на размещение и ориентировку скоплений ЖМК с наиболее богатыми концентрациями. Таким элементом служит разлом Безымянный, активность которого подтверждается многочисленными проявлениями молодого и современного эффузивного магматизма, широким развитием металлоносных осадков и рудных корок, находками в зоне разлома густовкрапленных сульфидов и гидротермальных кремней.

Рис 1 Характер изменчивости масштабов рудоносное™ в пределах провинции Кларион-Клиппертон

Значения весовой концентрации ЖМК, кг/м2 1 - менее 5, 2 - от 5 до 10, 3 - от 10 до 15, 4 - от 15 до 20, 5 - более 20, 6 - зоны разломов

Рис 2 Распределение значений содержания Мп в железомарганцевых конкрециях на площади провинции Кларион-Клиппертон

Значения содержания Мп в ЖМК, % 1 - менее 20,2 - от 20 до 25,3 - от 25 до 30,4 -более 30, 5 - зоны разломов

Контролирующая роль разлома проявляется в характере металлогенической субширотной зональности провинции, в структуре которой проявляются три метало-генические зоны: внутренняя (гидротермальной минерализации), промежуточная (рудных корок и металлоносных илов) и внешняя (абиссального конкрециеобра-зования), охватывающая всю площадь конкрециеносной полосы между разломами Кларион и Клиппертон.

В пределах зоны конкрециеобразования выделяются три подзоны, пространственное положение которых упорядочено относительно разлома Безымянного: северная подзона низкопродуктивных скоплений ЖМК, относительно обогащенных Со, центральная подзона высокопродуктивных конкреционных скоплений с высокой полиметаллической минерализацией и южная подзона низкопродуктивных скоплений высокомарганцевых ЖМК, обедненных рудными элементами. Северная подзона характеризуется преимущественным развитием небольших (4-6 см в поперечнике) конкреций с гладкой поверхностью, относительно пониженными весовыми концентрациями и повышенными содержаниями Бе и Со В центральной подзоне преобладают крупные (до 12 см и более) конкреции дисковидной и эллипсоидальной формы, отличающиеся наиболее высокими содержаниями N1 и Си и наибольшими значениями весовых концентраций. Конкреции южной подзоны характеризуются самыми высокими значениями содержаний Мп и относительно небольшими весовыми концентрациями.

В таблице 1 приведена геохимиическая характеристика подзон.

Таблица 1-Средние содержаниярудныхэлементов вЖМКпо металлогеническим подзонам зоны абиссального конкрециеобразования провинцииКларион-Клиппертон

Среднее значение параметра

Сгандаргаое отклонение

Металлогенические подзоны Количество определений

зоны абиссального весовая

конкрециеобразования концетрация Мп, N1, Си, Со, МиГе

ЖМК.кг/м2 % % % %

Подзона низкопродукгавных 6,16 25,79 1,23 0,95 одз 4,26

железистых ЖМК, 6,03 4,71 0,26 0,26 0,06 1,65

относительно обогащенных Со 1834 1831 1844 1809 1862 1828

Подзона высокопродуктивных ЖМК 27,75 1,31 1,07 0^2 4,48

с высокой полиметаллической 7,04 4,08 0,24 0,24 0,06 1,67

минерализацией 5 729 6 516 6545 6405 6363 6472

Подеона нкжопродуктивных ЖМК 4,16 27,87 Мб 1,18 0,18 5,05

с высоким содержанием Мп 4,62 4,54 0,23 0,30 0,06 2,60

1668 1657 1653 1656 1628 1650

Характер конкрециеносности того или иного месторождения, локализованного на площади провинции, определяется на региональном уровне положением в структуре ее металлогенической зональности: расположение лицензионных участков в различных подзонах контролирует весьма заметные различия между средними значениями состава конкреций в пределах этих участков (табл. 2).

Таблица 2 - Средние значения параметров конкрециеносностиместорождений провинции Кларион-Клиппертон, локализованных в пределахразличныхметаллогенических подзон зоны абиссального конкрециеобразования

Месторождения Площ, тыс км2 Кол станций Средние значения параметров

Весовая концентрация, кг/м2 Содержание металлов, %

Мп № Си Со

Подзона низкопродуктивных железистых ЖМК, относительно обогащенных Со

ОМЫ (западный участок, северная часть) 47,0 296 6,04 25,48 1,22 0,91 0,22

ОМ1-2 (северная часть) 49,8 274 6,14 25,90 1,23 0,96 0,24

Россия (западный участок) 13,8 137 5,49 27,96 1,28 0,95 0,22

Корея-6 9,9 16 5,50 23,09 1,08 0,87 0,25

Подзона высокопродуктивных ЖМК с высокой полиметаллической минерализацией

Россия (восточный участок) 61,2 660 11,12 29,73 1,40 1,16 0,22

ОМСО (восточный участок) 120,7 470 8,42 30,10 1,42 1,15 0,22

КСОЫ (западный участок) 66,4 67 10,09 28,40 1,33 1,13 0,20

ОМ1-1 (восточный участок) 115,9 37 9,46 29,65 1,30 1,06 0,14

ЮМ-2 84,6 319 7,64 30,86 1,29 1,22 0,18

Подзона низкопродуктивных ЖМК с высоким содержанием Мп

юм-з 27,0 74 5,42 31,02 1,18 1,15 0,18

Корея-7 41,6 14 4,27 27,64 1,39 1,13 0,16

Китай (восточный участок, южная часть) 51,3 111 4,35 28,66 1,39 1,24 0,16

Такая же закономерность справедлива и для отдельных участков одного и того же месторождения, попадающих в различные металлогенические подзоны. Анализ регионального характера изменчивости параметров конкрециеносности на площади одного из месторождений центральной части провинции свидетельствует о том, что характер распределения весовых концентраций ЖМК и содержаний рудных компонентов в его пределах также подчинен зональности. Зоны различных значений параметров имеют восток-северо-восточную ориентацию, совпадающую с простиранием основной системы разломов. При этом картины распределения весовых концентраций ЖМК, а также содержаний Mn, № и Си на площади месторождения имеют сходный характер, демонстрируя тенденцию к повышению значений этих параметров в восточном и южном направлениях. В распределении содержаний Со также наблюдается зональность с сохранением той же ориентировки структур, что и для вышеперечисленных параметров, однако области их повышенных значений пространственно не совпадают.

Таким образом, наиболее перспективной как в количественном, так и в качественном отношении является восточная часть месторождения, которая, в соответствии со своим местоположением в подзоне высокопродуктивных конкреционных скоплений с высокой полиметаллической минерализацией, характеризуется наиболее высокими показателями количества абсолютных масс руды и содержаний в ней основных рудных компонентов (Мп, № и Си). Наименьшие перспективы связываются с северной частью месторождения, локализованной в пределах северной подзоны низкопродуктивных железистых ЖМК. При этом субмеридиональный характер направленности изменчивости парамет-

ров конкрециеносности в пределах месторождения прослеживается на фоне субширотной направленности изменчивости батиметрической и геоморфологической структуры его дна. Этот факт еще раз подтверждает вывод о том, что как на площади всей провинции, так и в пределах отдельного месторождения изменчивость весовых концентраций ЖМК и содержаний их рудных компонентов на региональном уровне определяется характером металлогенической зональности провинции Кларион-Клиппертон, а батиметрические и геоморфологические условия различных районов провинции не являются главными факторами, определяющими их характер конкрециеносности.

Морфология рудных залежей. Структура месторождений провинции Кларион-Клиппертон изучена на примере участков детальных исследований, расположенных в различных структурно-геоморфологических зонах (от 120 до 150° з.д.). Установлено, что наиболее важным фактором, определяющим структуру конкреционного месторождения, являются локальные морфологические условия поверхности дна. Как указывалось выше, в принципиальном отношении геоморфологическая структура дна провинции однотипна на всей ее площади и представляет собой комбинацию субмеридионально вытянутых поднятий и абиссальных долин с поперечными размерами от 1 до 5 км и протяженностью в десятки, иногда первые сотни километров (рис. 3). Вершинные поверхности поднятий, днища долин и поверхности междолинных плато имеют, в основном, пологий характер и разделены крутыми склонами (10-15° и более) и обрывами, маркированными обнажениями древних осадков и базальтов фундамента.

Такой характер геолого-геоморфологической структуры дна определяет форму, размеры, внутреннее строение рудных тел, а также положение их границ. Главным геоморфологическим условием локализации рудных скоплений являются субгоризонтальный (с уклонами до 10°) близплоскостной характер поверхности рельефа дна. При этом тип локального элемента рельефа значения не имеет: в пределах центральной подзоны ме-таллогенической зоны абиссального конкрециеобразования скопления ЖМК развиты в пределах практически всех геоморфологических элементов дна и приурочены к выпо-ложенным участкам их рельефа, расположенным на различных батиметрических уровнях. Формы индивидуальных рудных тел в плане повторяют в общих очертаниях форму соответствующих геоморфологических элементов или их фрагментов, характеризующихся благоприятными для их локализации геолого-геоморфологическими условиями (рис. 4). Межрудные зоны, как правило, пространственно совпадают с участками крутых склонов и уступов высотой от 10 до 100 м и более, сложенных относительно более древними (олигоцен-миоценовыми) консолидированными породами или базальтами фундамента. Границы индивидуальных скоплений ЖМК в большинстве случаев приурочены к бровкам либо основаниям склоновых частей рельефа.

В пределах участков с благоприятными геоморфологическими условиями определяющим для формирования конкреционных скоплений является характер структуры осадочного чехла: конкреции встречаются только на осадках сейсмокомплекса А - то есть в условиях развития в верхней части разреза осадочной толщи постэрозионных плиоцен-четвертичных кремнисто-глинистых отложений. При этом не обнаруживается никакой связи характера конкрециеносности ни с типом и мощностью доэрозионных отложений, подстилающих осадки сейсмокомплекса А, ни с общей мощностью постэрозионных осадков: конкреции отмечаются примерно в равных количествах на всех участках развития кремнисто-глинистых отложений, в т.ч. таких, где мощность последних минимальна и по величине соответствует разрешающей способности метода акустического

■ 1

2 И 3 ЕЗ « ЕЕЗ5

Рис 3 Геоморфологическая схема локального участка провинции

Кларион-Клиппертон, полигон КЗ 1 - до.тиноподобные впалшы 2 - вилообразные подняшя 3 - области круп>к склонов и обрывов 4 - линии указывающие направление склона

5 - оси а - подняшй б впадин

Рис 4 Схема локальной структуры конкреционного месторождения

провинции Кларион-Клиппертон, полигон Ю 1 - рудные залежи 2,3 безрудные зоны 2-на участках выноложенного рельефа, 3 - связанные с участками крутых склонов

профилирования (0,5 м). Кроме того установлено, что участки рудопроявления ЖМК связаны с осадками наиболее молодой плиоцен-голоценовой части осадочного разреза -отложениями верхнего подкомплекса сейсмокомплекса А, в т.ч. как в случаях более широкого латерального распространения отложений этой части разреза по отношению к более древним, средне-верхнеплиоценовым частям, так и на участках залегания осадков верхнего подкомплекса непосредственно на породах базальтового фундамента. Во всех этих случаях также наблюдается независимость масштабов конкрециеносности от колебаний мощности подстилающих осадков.

Подавляющая часть рудных скоплений имеет удлиненную (лентовидную, полосо-видную, струйчатую) форму и преобладающую субмеридиональную ориентировку, что связано с соответствующим линейно-блоковым типом локальной структуры коренного ложа провинции Кларион-Клиппертон. Подчиненное распространение имеют скопления изометричной формы, обычно связанные с участками развития вулканических гор и межгорных впадин (залежи гнездового типа), а также плащеобразные залежи, развитые на вершинных поверхностях и склонах поднятий.

При однотипности характера структуры месторождений провинции Кларион-Клиппертон отмечаются различия в морфологических характеристиках рудных залежей, локализованных в различных геоморфологических зонах. Наиболее простое строение имеют залежи, приуроченные к верхним частям крыльев региональной депрессии, а также к вершинной поверхности и верхним частям склонов регионального поднятия. На равнинах восточного крыла региональной депрессии развиты залежи лентовидной формы, протягивающиеся в субмеридиональном направлении на расстояние от 70 до 130 км. Залежи имеют значительную, выдержанную по простиранию ширину (от 5 до 10 км и более) и простые очертания границ. На западном крыле региональной депрессии рудные залежи также имеют значительную ширину (до 10 км и более) и протяженность (до 100 км). По мере приближения к осевой части региональной депрессии, рудные залежи, при сохранении лентовидной формы, общей вытянутости в субмеридиональном направлении и значительной (до 60 км и более) протяженности, приобретают более сложные очертания границ и причудливую форму.

Для осевой части региональной депрессии, в связи с повышенной в широтном направлении горизонтальной расчлененностью донного рельефа, характерны наиболее узкие и наименее протяженные залежи, ширина которых большей частью колеблется от 1,5 до 2,5 км, а протяженность не превышает 20-30 км, при этом ширина рудных тел и безрудных интервалов часто достигает соизмеримых величин. Здесь широко развиты залежи струйчатого типа, для которых характерны варианты слияния отдельных пространственно разобщенных рудных тел, приуроченных к разным геоморфологическим элементам, в условиях выполаживания разделяющего их склона.

Залежи, локализованные на склонах регионального поднятия Восточное, так же как и на крыльях региональной депрессии, имеют линейную лентовидную конфигурацию. Залежи восточного склона ориентированы субмеридионально, протягиваясь на расстояние до 80 км и выходя за пределы месторождения, залежи западного склона, в соответствии со структурой дна, имеют ССЗ ориентацию. Ширина залежей в верхней и средней частях склона составляет первые километры, увеличиваясь в его нижней части до 15 км и более. К вершинной поверхности поднятия приурочена крупная залежь плащеобразного типа. Эта залежь только в пределах месторождения имеет длину (в субмеридиональном направлении) более 150 км и ширину более 65 км при общей площади около 4000 км2.

Рудоносные участки занимают более 80% от общей площади и более 88% от геоморфологически благоприятных площадей, безрудными являются практически только крутые склоны широко развитых здесь вулканических построек. Внутренняя структура индивидуальных конкреционных скоплений также контролируется локальными особенностями строения донного рельефа и осадочного чехла, а также условиями гидрологического режима. Безрудные «окна», фиксирующиесяся в пределах залежей, в большинстве случаев приурочены к участкам размыва самой верхней, наиболее молодой части осадочного разреза.

Несмотря на то, что индивидуальные рудные залежи имеют относительно простое геологическое строение, месторождения ЖМК характеризуются сложными горногеологическими условиями разработки. Это связано в первую очередь с тем, что соседние залежи, как правило, занимают различное гипсометрическое положение с перепадом глубин от десятков до первых сотен метров и разделены безрудными зонами, представляющими собой крутые (до вертикальных) склоны и уступы значительной высоты, сложенные плотными осадочными образованиями и базальтами фундамента. Кроме того, внутреннее строение рудных залежей характеризуется достаточно широким развитием т.н. донных препятствий, также осложняющих условия разработки. К их числу относятся эрозионные промоины и воронки, изолированные выходы базальтов и уплотненных осадочных пород, глыбовые и щебневые развалы, области камнепадов, зоны развития слабосвязанных осадков со значениями пластической прочности менее 100 г/см2 и т. д.

Особенности изменчивости параметров конкрециеносности на локальном уровне. Исследования конкреционных месторождений на локальном уровне показали, что для них характерны незначительные вариации качественных характеристик ЖМК, при высоком уровне колебаний их удельных запасов.

Типичные средние значения весовых концентраций конкреций в пределах индивидуальных рудных залежей варьируют от 10 до 20 кг/м2.

Изменчивость распределения весовых концентраций ЖМК внутри залежей подчиняется определенным закономерностям, причем характер и интенсивность этой изменчивости в пределах индивидуальной залежи неодинаковы вдоль и вкрест ее простирания. В целом залежи характеризуются более интенсивной изменчивостью весовых концентраций ЖМК по направлению вкрест их простирания, и в поле распределения значений этого параметра отмечается наличие геометрической анизотропии, соотношение субмеридиональной и субширотной осей которой оценивается как 4:1.

Изменчивость распределения ЖМК вкрест простирания залежи обусловлена геолого-геоморфологической позицией отдельных элементов ее структуры. Естественные границы залежей ЖМК носят контрастный характер, среди них выделяются два основных типа: границы первого типа пространственно ассоциируются с бровками, второго - с основаниями склонов и уступов. Именно в зависимости от геолого-геоморфологической ситуации, обусловливающей тип границ, формируются некоторые элементы структуры рудных залежей. На границах 2 типа, связанных с подножиями склонов и уступов, происходит практически скачкообразное изменение величин весовых концентраций от максимальных значений до нулевых, при сохранении залегания фациальных разновидностей конкреций (обычно у подножия склонов сохраняется распространение крупных конкреций разновидности «С»). Периферические части залежей на границах 1 типа, приуроченных к бровкам склоновых частей рельефа, характеризуются постепенной сменой крупных конкреций фациальной разновидности «С» центральных частей залежей на ЖМК мелких фракций разновидности «А» и,

соответственно, постепенным уменьшением значений весовой концентрации до нуля. В соответствии с этим, рудные залежи в зависимости от приуроченности к тем или иным элементам структуры дна, имеют различное внутреннее строение. Так, если обе границы залежи приурочены к бровкам склонов (рудные залежи вершинных поверхностей поднятий), то в поперечном направлении в ее строении проявляются элементы симметрии: в центральных частях залежи отмечаются относительно более высокие значения весовых концентраций ЖМК, у границ - более низкие. Залежи, у которых обе границы относятся ко 2 типу, т. е. приуроченные к днищевым частям депрессий, характеризуются повышенной однородностью в распределении ЖМК. Если же одна из границ относится к 1 типу, а другая - ко второму (залежи террасовидных ступеней рельефа), то структура залежи приобретает асимметричный характер.

В изменчивости качественных характеристик ЖМК по площади залежей на локальном уровне также отмечаются определенные закономерности. В основном, они связаны с характером зональности, которая проявляется внутри залежей в размещении конкреций разных фациальных разновидностей. Как известно (Ыа1ЪасИ е.а,1981, Скорнякова, 1984, Условия образования..., 1987), конкреции разновидности «С» являются более марганцовистыми, содержащими повышенные концентрации N1 и Си, конкреции типа «А» обеднены этими рудными компонентами и являются более железистыми по составу. Вследствие этого, в общем случае руды периферических частей залежей, приуроченные к бровкам склонов и сложенные преимущественно конкрециями разновидности «А» и конкреционно-корковыми образованиями, обеднены марганцем, никелем и медью, по сравнению с основными площадями рудных тел.

До настоящего времени нет единого мнения по вопросу о связи масштабов конкре-циеносности со структурно-геоморфологической позицией залежи. Сравнение рядов распределения всех параметров (средних значений весовой концентрации и содержаний Мп, N1 и Си), проведенное раздельно для залежей, локализованных в различных геоморфологических зонах, показало отсутствие статистических различий между рудными залежами, локализованными на вершинных поверхностях поднятий и в пределах днищевых частей впадин одной и той же геоморфологической зоны. Иными словами, параметры конкрециеносности изученных индивидуальных рудных залежей не зависят ни от типа геоморфологического элемента, с которым они ассоциируются, ни от батиметрического положения, которое они занимают.

5. История формирования глубоководных месторождений ЖМК провинции Кларион-Клиппертон

Результаты исследования региональных и локальных особенностей характера конкре-циеносности провинции Кларион-Клиппертон позволяют приблизиться к проблеме генезиса океанических железомарганцевых образований и на основании геологических данных оценить их возраст и скорость формирования. Работы велись в трех направлениях.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей строения и возраста осадочных образований, служащих субстратом для ЖМК. Постановка работ по первому направлению основывается на представлениях о том, что конкреционные образования не могут быть древнее вмещающего их субстрата. Для восстановления истории развития данного региона и оценки возраста локализованных в его пределах скоплений ЖМК особенно важное значение имеют такие особенности его геологи-

ческого строения и характера конкрециеносности, как существование в структуре осадочной толщи региональной поверхности несогласия, имеющей эрозионную природу и маркирующей среднемиоценовый перерыв в осадконакоплении, отсутствие связи характера конкрециеносности с типом и мощностью доэрозионных образований и мощностью пост-эрозионных осадков. Формирование эрозионной поверхности связывается с периодом структурной перестройки дна, которая обусловила омоложение структурных элементов фундамента, заложившихся на более ранних этапах развития. Указания на связь сред-немиоценового перерыва с одной из фаз вулкано-тектонической активизации и с рубежом перестройки Тихоокеанской плиты имеются в работе И. А. Басова (Басов, 1989).

В восточной части провинции вплоть до верхнего олигоцена-нижнего миоцена накапливались нанопланктонные карбонатные илы на палеоглубинах, отвечающих интервалу между лизоклином и КГК. В среднем миоцене проявилась структурная перестройка, связанная с режимом растяжения земной коры и проявившаяся в возникновении субмеридиональных зон мелкоамплитудных сбросов, затрагивающих осадки, за которой последовал этап интенсивной придонной эрозии, обрушения склонов, формирования эрозионных русел. В развитии эрозионных процессов сыграло роль резкое усиление гидродинамической активности, связанное с глобальными климатическими изменениями, в частности, с формированием ледникового покрова Антарктиды (Блюм, Соколова, 1987, Щ1е, 1984). Влияние этих изменений на условия седиментации выразилось в повышении скоростей придонных течений (до 10-15 см/с) при одновременном снижении температуры придонных вод и повышении уровня КГК. В результате в среднемиоцено-вое время произошла смена режима осадконакопления, постэрозионные отложения представлены иным, чем доэрозионные, типом (кремнисто-глинистые радиоляриевые илы и цеолитизированные глины), их наиболее древний возраст относится к позднему миоцену-плиоцену. В западной части провинции осадконакопление к этому времени шло уже на глубинах, превышающих КГК, и литофациальный тип отложений остался прежним, а отмечающееся в разрезе несогласие имеет стратиграфический и структурный характер. Т. о., соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции не раньше среднего миоцена.

Выявленные закономерности в распространении ЖМК на локальном уровне, проявляющиеся в приуроченности этих образований к участкам развития только постэрозионных осадков, позволяют сделать вывод о том, что они сформировались после эрозионного перерыва и имеют возраст не древнее позднего миоцена - голоцена. Связь же участков рудопроявления ЖМК с осадками наиболее молодой, плиоцен-голоценовой части осадочного разреза - отложениями верхнего подкомплекса сейсмокомплекса А, свидетельствует о том, что формирование конкреций происходило одновременно с накоплением осадков этого возраста и относится к плиоцен-голоценовому периоду.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей внутреннего строения конкреционных образований. Второе направление связано с изучением вопроса о наличии связи между характером конкрециеносности в пределах рудной провинции Кларион-Клиппертон и возрастом ее коренного ложа. Исходя из факта удревнения коренного ложа провинции в западном направлении, логично было бы предположить, что существует сходная по характеру, хотя и отличающаяся по значениям тенденция в изменении возраста распространенных здесь ЖМК. Соответственно, в этом случае следовало бы ожидать увеличения весовой концентрации ЖМК, отражающей масштабы и продолжительность рудонакопления, а также размеров отдельных конкреционных образований и усложнения их структуры в направлении с востока на запад.

Однако хотя, как указывалось выше, пространственная изменчивость количественных и качественных характеристик скоплений ЖМК в пределах провинции действительно имеет место, планы изменчивости этих параметров коренным образом отличаются от плана изменчивости возраста коренного ложа, а именно: пространственное распределение размеров и весовой концентрации ЖМК отвечает широтной зональности, в то время как план изменчивости возраста коренного ложа характеризуется западным градиентом.

Результаты анализа характера изменчивости внутренней структуры конкреционных образований в пределах провинции также не подтвердили вышеупомянутую гипотезу. Детальные микростратиграфические и микроструктурные исследования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон (Sorem, Fewkes, 1979; Юбко, 2000, В.А Авдонин, Н.Е. Сергеева, 2003) свидетельствуют о высокой степени сложности строения данных образований и многостадийности их роста, с проявлением в их внутренней структуре элементов, соответствующих периодам рудонакопления, деструкции и эрозии: в строении ЖМК выделяется до 11 зон и четырех структурных несогласий.

Однако в результате изучения пространственного распределения микроструктурных характеристик ЖМК по площади провинции (проанализированы данные различных источников) какой-либо упорядоченности в их изменчивости не обнаружено. Степень сложности строения конкреций (количество выделенных зон и деструктивных поверхностей) в западном направлении не увеличивается, то есть, признаки удревнения возраста ЖМК в западном по отношению к ВТП направлении отсутствуют. Иными словами, в пределах провинции не выявлено пространственной изменчивости параметров конкрециеносности, соответствующей по своему характеру изменчивости возраста ее коренного ложа.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе реконструкций па-леоокеанологических условий формирования скоплений ЖМК. Реконструкция па-леоокеанологических условий формирования крупномасштабных рудных полей ЖМК, локализованных в пределах площади Тихоокеанской плиты, была выполнена с применением компьютерной программы палеореконструкций, составленной В.М. Юбко (Юб-ко, 2000) и реализующей методику вращений Тихоокеанской плиты, по способу, описанному в работе Л.П. Зоненшайна и М.И. Кузьмина (Зоненшайн, Кузьмин, 1993). Программа предусматривает также расчет палеоглубин дна по методике, разработанной этими же авторами (Савостин и др., 1980).

Результаты выполненных реконструкций позволили определить положение границ рудных полей ЖМК Тихоокеанской плиты на периоды 5, 10, 15 и 20 млн. лет назад. Параллельно проанализированы соответствующие схемы климатической зональности Тихого океана (Блюм, Соколова, 1987), а также палеопозиция структурных элементов дна плиты, отражающих положение осевой части рифтовой зоны ВТП, основных разломов и батиметрических уровней отдельных ее частей.

Анализ положения полей ЖМК в структуре палеоклиматической зональности на периоды позднего, среднего и раннего миоцена показал, что в эти периоды, как и на современном этапе, рудные поля локализуются в пределах субтропической, тропической и экваториально-тропической климатических зон. Иными словами, ограничений со стороны климатического фактора для формирования существующих полей ЖМК на этих этапах не выявлено. Однако анализ положения границ рудных полей ЖМК в современной и палео- структуре дна Тихоокеанской плиты показывает, что проекции современных контуров ряда полей на периоды 15 и 20 млн. назад в значительной мере характеризуются неблагоприятными (батиметрически выше уровня КГК), или вовсе исключающими возможность формирования ЖМК (осевая зона ВТП) палеоусловиями локализации.

Результаты выполненных палеореконструкций хорошо укладываются в рамки представлений, сформировавшихся по итогам исследований по двум другим направлениям, которые указывают, во-первых, на особое значение временного интервала среднемиоце-новой перестройки дна Тихого океана как рубежа, с которого начался современный этап формирования ЖМК, и во-вторых - на отсутствие признаков удревнения возраста ЖМК в западном по отношению к ВТП направлении.

Таким образом, полученные результаты служат достаточно веским аргументом в пользу представлений о единстве начального этапа формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон независимо от их конкретного пространственного положения. Возраст этого этапа не может превышать возраста коренного ложа океанского дна у восточной границы рудной провинции, т.е. 10 млн. лет. Инициальный момент формирования крупномасштабных скоплений ЖМК провинции совпадает с завершением среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана, т.е. не ранее 15 млн. лет назад, а приобретение конкреционными полями современной конфигурации приходится на период 10-5 млн. лет назад.

Полученные выводы хорошо согласуются с оценками возраста конкреций провинции Кларион-Клиппертон на основе биостратиграфического датирования (Janin, Person, 1986; Алексеева, 1988; Мельников и др., 2003), согласно которым внешние, наиболее мощные оболочки конкреций датируются плиоцен-четвертичным временем.

Заключение

В результате выполненных исследований получены следующие результаты:

1. Создана информационная основа исследований, представляющая собой автоматизированную базу данных (совокупность информационной и многослойной графической) по глубоководным месторождениям ЖМК Тихого океана.

2. Разработана оригинальная методика оконтуривания на площади конкреционного месторождения, предусматривающая использование результатов комплексного анализа данных контактных и дистанционных методов.

3. На основе исследования морфотектонической структуры дна, строения осадочной толщи, изменчивости качественных и количественных характеристик скоплений ЖМК, а также истории развития районов их локализации установлено, что:

• региональные планы изменчивости количественных и качественных характеристик скоплений ЖМК, подчиненные широтной зональности, ортогональны региональному плану геолого-геоморфологической структуры дна и возраста коренного ложа провинции Кларион-Клиппертон, характеризующемуся западным градиентом;

• наиболее важным фактором, определяющим структуру месторождения ЖМК, а также морфологию, размеры и внутреннее строение индивидуальных рудных залежей являются локальные геолого-геоморфологические условия поверхности дна;

• структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон на всей ее площади имеет однотипный характер и представляет собой систему линейных рудных залежей с преобладающей субмеридиональной ориентировкой;

• период формирования скоплений ЖМК на всей площади провинции связан с пост-среднемиоценовым этапом развития.

Список основных публикаций по теме диссертации

(в скобкахуказаны соавторы)

1 Железомарганцевые конкреции Мирового океана- Под ред Ю Б Казмина - Тр ВНИИокеангеология ПГОСевморгеология,т 192 Л Недра, 1984-175с (АндреевСИ.,КазминЮБ идр)

2 Условия образования и закономерности размещения железомарганцевых конкреций Мирового океана - Под ред Корсакова О Д - Л Недра, 1987 - 259 с (Корсаков О Д, Юбко В М и др)

3 Закономерности распределения рудных элементов в пределах полей развития ЖМК / Тез докл 3 съезд сов океанологов -Л Гидрометеоиздат, 1987 -С 108-109 (Корсаков ОД, Юбко В М идр)

4 Структура осадочной толщи приэкваториальной области Северо-Восточной котловины (Тихий океан) / Геология Тихого океана Ч 2 Тез докл 3 Тихоокеанской шк по морской геологии, геофизике, геохимии - Владивосток, 1987 - С 55 (Юбко В М, Акентьева Г П)

5 Региональные и локальные факторы конкрециеобразования / Геология океанов и морей Т 3 Тез докл 8Всесоюзн шк. морской геологии -М,1988 -С 163-164 (ЮбкоВ М)

6 Геология и минеральные ресурсы Мирового океана - Варшава, INTERMORGEO, 1990 - 756 с (Бяков Ю А, Волков А. и др)

7 Формы магматических проявлений в осадочной толще зоны Кларион - Клиппертон / Геология океанов и морей Т 2 Тез докл 10 Международн шк морской геологии - М, 1992 - С 214 (Юбко ВМ,НечаеваКН)

8 Структура осадочной толщи зоны Кларион-Клиппертон / Геология океанов и морей Т 2 Тез докл 10 Международн шк. морской геологии - М, 1992 - С 88 (Акентьева Г П, Нечаева К Н)

9 Классификация горно-геологических условий месторождений железомарганцевых конкреций зоны Кларион-Клиппертон / Геология океанов и морей Т 2 Тез докл 11 Международной шк. морской геологии -М, 1994 -С231 (Нечаева К Н, Юбко В М)

10 Структура месторождений железо-марганцевых конкреций зоны Кларион-Клиппертон / Геология океанов и морей. Т 2 Тез докл. 11 Международной шк. морской геология -М, 1994 -G251 (ЮбкоВМ)

11 Разработка структуры геологического обеспечения ГИС применительно к морским месторождениям твердых полезных ископаемых / Геология океанов и морей Т 1 Тез докл 12 Международной шк. морской геологии М ГЕОС, 1997 - С 229 (Юбко В М, Горелик И М)

12 Geoinformation sistetn for deep-sea hard mineral occurrences and deposits / PACON 99 Abstracts -Moscow, Russia, June 23-25,1999 - P 260 (Yubko V M, Gorelik I M)

13 Геоинформационная система "ТЛИ Мирового океана" / Геология морей и океанов Т 2 Тез докл 13 Международной шк. морской геологии М ИО РАН, 1999 - С 143-144 (Юбко В М, Горелик И М.)

14 Типы и стадийность формирования структурно-геоморфологических планов конкрециеносных областей дна Мирового океана / Всерос Съезд геологов Тез докл Секи, Мировой океан, Арктика и Антарктика - основные проблемы геологии и минерагении СПб, 2000 - С 102-104 (Юбко В М)

15 Геоинформационная система 'Твердые полезные ископаемые Мирового океана" / Всерос Съезд геологов Тез докл Секи, Компьютерные технологии в геологическом картографировании, прогнозе и поисках месторождений полезных ископаемых СПб, 2000 - С 272 (Юбко В М, Горелик ИМ)

16 Прогнозирование, поиски и разведка глубоководных месторождений ЖМК // Разведка и охрана недр -2001 -№8 -С 2-4(ГлумовИФ, ЮбкоВМ)

17 Условия локализации, строение и возраст кобальтоносных железомарганцевых корок на подводных горах//Отечественная геология -2001 -№3 -С 66-70(ЮбкоВМ, Мельников МЕ)

18 Геоинформационная система 'Твердые полезные ископаемые Мирового океана" / В сб Мировой океан Минеральные ресурсы Мирового океана, Арктики и Антарктики Вып 3 - М ВИНИТИ, 2001 -С 181-190 (ЮбкоВМ, Горелик И М)

19 Геологические данные о возрасте железомарганцевых конкреций рудной провинции Кларион-Клиппертон Тихого океана / Геология океанов и морей Т 2 Тез док 14 Международной шк морской геологии -М ГЕОС,2001 -С 336-337(ЮбкоВМ)

20 Структурно-геоморфологический план конкрециеносных областей дна Мирового океана типы и стадийность развития / Геология океанов и морей Т 2 Тез док 14 Международной шк морской геологии -М ГЕОС,2001 -С 338-339(ЮбкоВМ)

21 Реконструкция палеотектонических и палеофациальных условий формирования крупномасштабных скоплений ЖМК Тихоокеанской плиты / 7-я Международн конф по тектонике плит им Л П Зоненшайна - М Научный мир, 2001 - С 280-282 (Юбко В М)

22 Локальные особенности, типы и история развития структурно-геоморфологического плана кон-крециеносных областей дна Мирового океана / 2-я Международн конф и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане - Геленджик, 2001 - С 383-385 (Юбко В М)

23 Изучение и освоение месторождений ЖМК итоги 20-летних исследований / 2-я Международн конф и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане - Геленджик,2001 -С 391-395(ЮбкоВМ,ГореликИМ)

24 Геоинформационная система 'Твердые полезные ископаемые Мирового океана" / 2-я Международн конф и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане - Геленджик, 2001 - С 389-391 (Юбко В М, Горелик И М)

25 Возраст железомарганцевых конкреций рудной провинции Кларион-Клиппертон Тихого океана (по геологическим данным) / 2-я Международн конф и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане - Геленджик, 2001 - С 387 - 388 (Юбко В М, Горелик И М)

26 Палеотектонические и палеофациальные условия формирования крупномасштабных скоплений ЖМК тихоокеанской плиты опыт реконструкции / 2-я Международн конф и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане - Геленджик, 2001 -С 385-387(ЮбкоВМ)

27 The Deep-sea manganese-oxide ore-forming processes mechanisms and conditions / Minerals of the Ocean Int conf - StPeterburg, 2002 - P 15 (Yubko V M, Melnikov M E)

28 The morphologhy, sizes and resources of the ferromanganese nodule orebodies / Minerals of the Ocean Int conf - StPeterburg, 2002 - P 16 (Yubko V M)

29 Regional and local features of geologic structure and ore potential of die Clanon-Clipperton zone / International Seabed Authority Workshop on the Establishment of a Geological Model of the Polymetallic Nodule Resources in theClanon-Clipperton Zone (CCZ), Nadi, Fiji, 13 to 20 May 2003 Fiji, 2003 (Yubko V M, Kazmm Y В)

30 Возраст железомарганцевых конкреций рудной провинции Кларион-Клиппертон Тихого океана (по геологическим данным) / В сб Геология твердых полезных ископаемых Мирового океана - Геленджик НИПИокеангеофизика,2003 -С 21-46(ЮбкоВМ)

31 Автоматизированная база данных "Железомарганцевые конкреции Мирового океана" / В сб Геология твердых полезных ископаемых Мирового океана - Геленджик НИПИокеангеофизика, 2003 - С 47-60 (В М Юбко, И М Горелик)

32 Assessment ofthe manganese Nodule Age from the Clanon-Clipperton Province ofthe Pacific Ocean on the Basis of Geological Data / Minerals ofthe Ocean Int conf - StPeterburg, 2004 - P 54-56 (Yubko V M)

33 Geochemical zonation of the Clanon-Clipperton Province - Minerals of the Ocean Int conf -StPeterburg, 200 - P50-534 (Yubko V M, Gorelik I M)

Подписано к печати 18.01.05 г. Заказ № 028. Объем 1,0 уч. изд. л. Формат60/90/1 /16. Тираж 100 экз.

Компьютерная верстка и печать на лазерном принтере в редакционно-издательской группе ГНЦ ФГУГП "Южморгеология", г. Геленджик, ул. Крымская, 18

2 f. 00

11 КАР 2005

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Лыгина, Татьяна Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Создание геологической основы для исследований

3.1.1. Разработка иерархической классификационной схемы рудных объектов ЖМК

3.1.2. Методика создания автоматизированной базы данных по глубоководным месторождениям железомарганцевых конкреций Мирового океана

3.1.3. Характеристика информационной базы данных

3.1.4. Характеристика графической базы данных

3.2. Методика оконтуривания рудных залежей ЖМК

4. СТРУКТУРА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖМК ПРОВИНЦИИ КЛАРИОН-КЛИППЕРТОН

4.1. Положение участков исследований в общей структуре рудной провинции Кларион-Клиппертон

4.2. Строение рельефа дна

4.3. Строение осадочного разреза

4.4. Характер распределения донно-поверхностных отложений

4.5. Региональные особенности распределения параметров конкрециеносности

4.6. Морфология рудных залежей

4.7. Особенности изменчивости параметров конкрециеносности на локальном уровне

4.8. Связь масштабов конкрециеносности со структурно-геоморфологической позицией залежи

5. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖМК ПРОВИНЦИИ КЛАРИОН-КЛИППЕРТОН

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон"

Настоящая работа посвящена исследованию геолого-геоморфологических условий локализации абиссальных скоплений ЖМК провинции Кларион-Клиппертон, расположенной в Северо-Восточной котловине Тихого океана, с целью выяснения структуры локализованных в ее пределах конкреционных месторождений.

Актуальность проблемы. В соответствии с Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 года одним из важных направлений национальной морской политики является закрепление в рамках полномочий Международного органа по морскому дну прав Российской Федерации на разведку и разработку ресурсов морского дна за пределами юрисдикции прибрежных государств. По состоянию на текущий момент наиболее перспективным для практического освоения видом минерального сырья глубоководных районов дна Мирового океана являются гигантские донно-поверхностные скопления железомарганцевых конкреций (ЖМК), представляющие собой высококачественную руду на никель, медь, кобальт и, остродефицитный для России, марганец. В этой связи, а также с учетом того обстоятельства, что международным органом по морскому дну ООН за Российской Федерацией уже закреплены права на ресурсы ЖМК одного из участков дна зоны Кларион-Клиппертон Тихого океана, разработка надежной геологической основы поисков и разведки промьппленно значимых скоплений ЖМК в пределах зоны представляет собой весьма актуальную проблему.

2. На основе анализа и обобщения результатов комплексных геолого-геофизических исследований провинции Кларион-Клиппертон исследовать региональные и локальные особенности морфотектонической структуры дна, строения осадочной толщи и истории развития районов локализации конкреционных месторождений;

3. Оценить характер и обосновать типизацию факторов, контролирующих формы, размеры и взаимоотношения индивидуальных рудных залежей ЖМК;

4. Осуществить комплексный анализ внутреннего строения конкреционного месторождения, локализованного на площади провинции Кларион-Клиппертон;

5. Оценить возраст формирования глубоководных месторождений ЖМК рудной провинции Кларион-Клиппертон.

Защищаемые положения

1. Геолого-геоморфологическая структура дна конкрециеносной провинции Кларион-Клиппертон определяется сочетанием разнотипных на региональном и однотипных на локальном уровнях структурных элементов. В региональном масштабе в направлении с востока на запад отчетливо проявлено закономерное усложнение строения осадочного чехла провинции, а также удревнение и понижение гипсометрического уровня его фундамента. В локальном плане структура каждого из фрагментов провинции однотипна и представляет собой чередование линейных положительных и депрессионных структур, простирающихся параллельно друг другу в субмеридиональном направлении.

4. История геологического развития районов локализации конкреционных месторождений носит сложный многостадийный характер. Соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции Кларион-Клиппертон не раньше среднего миоцена, формирование железомарганцевых конкреций происходило одновременно с накоплением наиболее молодой части осадочного разреза (кремнисто-глинистые отложения плиоцен-голоценового возраста).

Научная новизна. Впервые на базе новейших данных и с применением современных компьютерных технологий расшифрована локальная структура глубоководных месторождений ЖМК. Детально изучено строение месторождения железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон и слагающих его индивидуальных рудных залежей, выяснены условия локализации промышленно значимых скоплений ЖМК.

Установлена чрезвычайно важная для создания условий локализации рудных скоплений на площади провинции Кларион-Клиппертон роль среднемиоценового перерыва, повлекшего за собой смену режима осадконакопления в регионе. Сформулированы представления о единстве начального этапа формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон независимо от их конкретного пространственного положения и связи этого события с завершением среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана.

Практическая значимость работы. С использованием созданной цифровой графической базы данных по глубоководным месторождениям железомарганцевых конкреций, выполнена оцененка прогнозных ресурсов руды и содержащихся в ней металлов месторождения ЖМК, локализованного в пределах провинции Кларион-Клиппертон.

Фактический материал. Основой работы послужили результаты выполненного автором комплексного анализа материалов экспедиционных работ, проведенных НПО «Южморгеология» в Тихом океане на площади провинции Кларион-Клиппертон с 1981 по 2003 г.г. В состав проанализированной информации входят данные геологического опробования и материалы дистанционных исследований (непрерывного донного фотопрофилирования, придонной гидроакустической съемки и многолучевого эхолотирования). В общей сложности проанализирована первичная информация по 14825 станциям донного опробования, 350 фотопрофилям общей протяженностью более 15 ООО км, что составляет более 500 ООО фотокадров, а также материалы придонной гидроакустической съемки общей протяженностью около 16 ООО км и многолучевого эхолотирования на площади более 75 тыс. км2. Кроме этого привлечена опубликованная информация о характере конкрециеносности рассматриваемых регионов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 6, 8, 9 Всесоюзной (Геленджик, 1984, 1988, 1990) и 10, 11, 12, 13, 14, 15 (Геленджик, 1992, 1994, Москва, 1997, 1999, 2001, 2003) Международной школах морской геологии, 1 научно-технической конференции «Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана» (Геленджик, 1986), 3 Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике, геохимии (Владивосток, 1987), 3 съезде советских океанологов (Ленинград, 1987), Международном Тихоокеанском конгрессе морских наук и технологий PACON (Москва, 1999), Всероссийском съезде геологов (Санкт-Петербург, 2000), 7 Международной конференции по тектонике плит им. Л.П.Зоненшайна (Москва, 2001), 2 Международной конференции и выставке по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане (Геленджик, 2001), Международной конференции Minerals of the Осеап (Санкт-Петербург, 2002, 2004), Совещании МОД ООН Workshop on the Establishment of а Geological Model of the Polymetallic Nodule Resources in the Clarion-Clipperton Zone (Фиджи, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 работ, в том числе 3 монографии (в соавторстве), 5 статей и тезисы 25 докладов. Автор является соисполнителем 14 отчетов по НИР и ГРР по теме диссертации, в 2 из них - ответственным исполнителем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения и содержит 204 страницы текста, 109 рисунков, 13 таблиц. Список использованной литературы включает 121 наименование.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Лыгина, Татьяна Ивановна

Результаты исследования региональных и локальных особенностей характера конкрециеносности провинции Кларион-Клиппертон позволяют приблизиться к проблеме генезиса океанических железомарганцевых образований и на основании геологических данных оценить их возраст и скорость формирования.

Известны многочисленные определения скоростей роста железомарганцевых конкреций на базе биостратиграфического, палеомагнитного, палеотемпературного, геохронологического методов, датирования эффузивных ядер по степени палагонитизации, потоков изотопов инертных газов и др. В результате сформировались два диаметрально противоположных представления о скорстях протекания этого процесса. В рамках первого представления, скорости роста абиссальных конкреций характеризуются чрезвычайно низкими значениями, соответствующими преимущественно первым миллиметрам в миллион лет (Андреев, Куликов,1987; Батурин, Савенко,1989; Власова,1991; Куликов, 1986,1988; Скорнякова и др, 1991; Heye, 1978,1979; Lyie е.а., 1982 и др.). Второй взгляд на эту проблему предполагает гораздо более быстрый рост конкреционных образований (Волохин,1990; Кронен,1982; Пунин и др.,1995; Finney е.а.,1984; Reyss е.а.,1982; Usui е.а.;1987).

Для определения возраста формирования железомарганцевых конкреций в разное время были предприняты попытки датирования отдельных слоев разреза ЖМК на основе биостратиграфических и изотопных определений. Так, Xu Dongyu приводит результаты определения возраста трех основных слоев, слагающих разрез ЖМК провинции Кларион-Клиппертон, полученные на основе микропалеонтологических анализов по трем типам микрофоссилий - радиоляриям, диатомеям и известковым нанофоссилиям (Xu Dongyu, 1997). Согласно этой работе, китайские исследователи Han Changüí е.а. относят наиболее древний период роста конкреций (слой I) к интервалу от позднего эоцена до середины раннего миоцена. Второй слой датирован возрастным интервалом от начала среднего до конца позднего миоцена. Формирование Ш слоя отнесено к плиоцен - плейстоценовому периоду. Представленные в этой же работе (Xu Dongyu, 1997) результаты определения абсолютного возраста формирования двух конкреций из провинции Кларион-Клиппертон на основе K-Ar метода позволили датировать их первый (наиболее древний) слой возрастным интервалом от 26,9 до 32,7 млн. лет, что соответствует среднему и позднему олигоцену. Датирование образцов конкреций по 10Ве определяет возраст второго слоя в 6 млн. лет (поздний миоцен), а третьего - от 4 до 6 млн. лет (ранний плиоцен).

Изучение возраста ЖМК провинции Кларион-Клиппертон М.С.Барашем и

С.Б.Кругликовой, проведенное на основе комплекса радиолярий, содержащихся в конкрециях, также показало, что процесс конкрециеобразования не был приурочен к одному интервалу (Бараш, Кругликова, 1994). На основании своих результатов, авторы исследований тоже выделяют три основных периода конкрециеобразования: поздний эоцен - ранний олигоцен, поздний олигоцен — ранний миоцен и плиоцен - четвертичное время.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о достаточно древнем возрасте этапа начала формирования абиссальных конкреций, относящемся к интервалу поздний эоцен - ранний миоцен.

В то же время известны оценки возраста железомарганцевых конкреций, свидетельствующие об их более молодом возрасте. К числу таких работ относятся, например, работы французских исследователей М.Жанин и А.Персон (Janin, Person, 1986), проводивших биостратиграфические исследования конкреций и осадков провинции Кларион-Клиппертон. На основе изучения распределения кремнистых микроископаемых (радиолярий и диатомей), этими авторами сделан вывод о том, что изученные ими конкреции (по крайней мере, их внешняя, наиболее мощная часть) сформировались во время отложения фаций цеолитовых глин (поздний миоцен - плиоцен) и этмодискусовых илов позднеплиоценового или плейстоценового возраста.

Недавно опубликованные результаты биостратиграфических исследований, выполненных В.В.Шиловым на основе послойного изучения видового состава комплексов радиолярий (Мельников и др., 2003), также датируют внешние, наиболее мощные оболочки конкреций (зоны I-IV) плиоцен-четвертичным временем, а их ядра, представленные обломками древних конкреций, - миоценом (с предположительной датировкой олигоценом наиболее древних внутренних ядерных зон).

Необходимо заметить, что в условиях достаточно высокой степени изменчивости качественных и количественных параметров конкрециеносности даже в пределах элементарного рудного скопления (в зависимости от положения в геоморфологической структуре дна, характера осадочного разреза и особенностей лито- и гидродинамической обстановки) первостепенную важность при интерпретации результатов биостратиграфических исследований приобретает вопрос о наличии точной информации о геоморфологической (и, как следствие, стратиграфической) привязке точки отбора пробы.

Дело в том, что, как было показано в предыдущих разделах, в пределах одной и той же залежи в разных ее частях развиты конкреции разных фациальных разновидностей: в общем случае конкреции фациальной разновидности "С" приурочены к выположенным участкам субгоризонатальных ступеней рельефа с полным разрезом осадочного чехла и зачастую при этом с высокой (до 50-60 м) мощностью плиоцен-четвертичных отложений, а конкреции разновидности "А" - к окраинным участкам этих ступеней, связанным с зонами сокращения общей мощности осадочного разреза и главное - слоя плиоцен-четвертичных осадков, залегая обычно в непосредственной близости к выходам более древних слоев карбонатного состава. В этой связи необходимо учитывать, что если станция отбора пробы пришлась на район бровки перегиба склона, где плиоцен-четвертичные осадки маломощны, а процессы эрозии проявлены особенно интенсивно, то в условиях эрозионного размыва древних осадков, имеются все предпосылки для включения в состав растущих конкреций микрофоссилий, развитых на предыдущих стадиях осадконакопления, причем в значительных количествах.

В этом свете результаты биостратиграфических исследований уже упомянутых выше М.-СЬ. 1ашп, А.Регеоп (1986), проведенных с учетом местоположения в рельефе дна точек отбора проб, представляются наиболее достоверными. На основании сравнительного микропалеонтологического анализа конкреций и вмещающих осадков, авторы делают вывод о том, что "рост конкреций из обеих геоморфологических обстановок (из днищевой части впадины и с вершинной поверхности платообразной возвышенности) происходил позже отложения последних кокколитовых илов, датированных ранним миоценом, т.к. никаких следов известковых нанофоссилий в рудных образованиях не прослеживается, даже для образца, близкого к карбонатному обнажению бровки склона". Конкреция плато и внутренняя часть конкреций долины, по выводу авторов, являются современниками фации цеолитовых глин и имеют возраст формирования в интервале между концом раннего миоцена и плио-плейстоценом. Развитие внешней части конкреций долины, обусловливающей их крупный размер, связано с отложением этмодискусовых илов, характерных для периода конца плиоцена - плейстоцена. Более того, учитывая широкое развитие во внешней оболочке фазы "сетчатых окислов", авторы высказывают предположение о прямом влиянии необычной микросреды гигантских диатомей ЕМтосНясш на способ и скорость роста марганцевых слоев.

В последнее время появились сообщения о новом способе определения скоростей роста и возраста ЖМК, основанном на анализе потоков изотопов инертных газов, транспортируемых космической пылью (Ануфриев, Болтенков, 1996,1997). На основе анализа изотопных составов гелия и неона в образцах железомарганцевых конкреций из провинции Кларион-Клиппертон авторами получены выводы о том, что скорости роста исследованных конкреций лежат в диапазоне от 1 до 5 мм/тыс. лет, т.е. на три порядка превышают традиционные представления о скоростях формирования ЖМК. Исследованиями доказана несостоятельность представлений о постоянстве скорости роста конкреций, лежащих в основе определения возраста конкреций посредством применения традиционных вариантов радиоактивных изотопов. Авторами предложена новая концепция определения скоростей и возраста ЖМК и глубоководных океанических илов, основанная на использовании потоков радиоизотопов, которые в этом случае дают те же величины скоростей роста , т.е. ~ 1 мм/тыс. лет. Таким образом, проведенные исследования позволяют оценить возраст конкреций интервалом от 5 до 20 млн. лет.

В настоящей работе предпринята попытка оценить возраст железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон на основании анализа геологических данных. Результаты исследования характера конкрециеносности провинции на региональном и локальном уровне, представленные выше, были рассмотрены в трех аспектах:

• оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей строения и возраста осадочных образований, служащих субстратом для ЖМК;

• оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей внутреннего строения конкреционных образований;

• оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе реконструкций палеоокеанологических условий формирования скоплений ЖМК.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей строения и возраста осадочных образований, служащих субстратом для ЖМК.

Постановка работ по первому направлению основывается на представлениях о том, что конкреционные образования не могут быть древнее вмещающего их субстрата. Результаты, представленные в предыдущих разделах, показывают, что для восстановления истории развития данного региона и оценки возраста локализованных в его пределах скоплений ЖМК особенно важное значение имеют такие особенности геологического строения и характера конкрециеносности провинции, как:

- существование в структуре осадочной толщи региональной поверхности несогласия, имеющей эрозионную природу и маркирующей среднемиоценовый перерыв в осадконакоплении;

- отсутствие связи характера конкрециеносности с типом и мощностью доэрозионных образований; отсутствие связи характера конкрециеносности с мощностью пост-эрозионных осадков.

Формирование эрозионной поверхности связывается с периодом структурной перестройки дна, которая обусловила омоложение структурных элементов фундамента, заложившихся на более ранних этапах развития. Рассматриваемый этап представляет собой один из проявляющихся в региональных и трансрегиональных масштабах периодов вулкано-тектонической активизации внутриплитных районов океанского дна. Указания на связь среднемиоценового перерыва с одной из фаз вулкано-тектонической активизации и с рубежом перестройки Тихоокеанской плиты имеются в работе И.А. Басова (Басов, 1989).

Наиболее ярко эти геологические события отразились в структуре осадочной толщи восточной части провинции. Их последовательность представляется следующим образом. В восточной части провинции вплоть до верхнего олигоцена-нижнего миоцена накапливались нанопланктонные карбонатные илы на палеоглубинах, отвечающих интервалу между лизоклином и ЮЖ. В среднем миоцене проявилась структурная перестройка, связанная с режимом растяжения земной коры и проявившаяся в возникновении субмеридиональных зон мелкоамплитудных сбросов, затрагивающих осадки, за которой последовал этап интенсивной придонной эрозии, обрушения склонов, формирования эрозионных русел. В развитии эрозионных процессов сыграло роль резкое усиление гидродинамической активности, связанное с глобальными климатическими изменениями, в частности, с формированием ледникового покрова Антарктиды (Блюм, Соколова, 1987; Ujiie,1984). Влияние этих изменений на условия седиментации выразилось в повышении скоростей придонных течений (до 10-15 см/с) при одновременном снижении температуры придонных вод и повышении уровня КГК. В результате в среднемиоценовое время произошла смена режима осадконакопления. Постэрозионные отложения представлены иным, чем доэрозионные, типом (кремнисто-глинистые радиоляриевые илы и цеолитизированные глины), их наиболее древний возраст относится к позднему миоцену-плиоцену. В западной части провинции осадконакопление к этому времени шло уже на глубинах, превышающих КГК, и литофациальный тип отложений остался прежним, а отмечающееся в разрезе несогласие имеет стратиграфический и структурный характер. Т. о., соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции не раньше среднего миоцена.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе особенностей внутреннего строения конкреционных образований.

Второе направление исследований связано с изучением вопроса о наличии связи между характером конкрециеносности в пределах рудной провинции Кларион-Клиппертон и возрастом ее коренного ложа. Выше было показано, что для провинции характерно направленное изменение возраста ее коренного ложа, увеличивающегося от 10 млн. лет у восточной границы провинции до 100 млн. лет - у западной (van Andel, Heath, 1973; Magnetic lineations., 1989). Исходя из факта удревнения коренного ложа провинции в западном направлении, логично было бы предположить, что существует сходная по характеру, хотя и отличающаяся по значениям тенденция в изменении возраста распространенных здесь ЖМК. Соответственно, в этом случае следовало бы ожидать увеличения весовой концентрации ЖМК, отражающей масштабы и продолжительность рудонакопления, а также размеров отдельных конкреционных образований и усложнения их структуры в направлении с востока на запад.

Как указывалось выше, пространственная изменчивость количественных и качественных характеристик скоплений ЖМК в пределах провинции действительно имеет место, при этом наибольшей изменчивости подвержены такие параметры ЖМК, как их размеры и весовая концентрация. Однако региональные планы изменчивости каждого из этих параметров хотя и носят сходный между собой характер, но коренным образом отличаются от плана изменчивости возраста коренного ложа, а именно: пространственное распределение размеров и весовой концентрации ЖМК отвечает широтной зональности, в то время как план изменчивости возраста коренного ложа характеризуется западным градиентом.

Результаты анализа характера изменчивости внутренней структуры конкреционных образований в пределах провинции также не подтвердили вышеупомянутую гипотезу. Детальные микростратиграфические и микроструктурные исследования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон (Sorem, Fewkes, 1979; Лунин и др., 1995; Юбко, 2000 ф; Авдонин, Сергеева, 2003 и др.) свидетельствуют о высокой степени сложности строения конкреционных образований и многостадийности их роста, с проявлением в их внутренней структуре элементов, соответствующих периодам рудонакопления, деструкции и эрозии. В строении ЖМК выделяется до 11 зон и четырех структурных несогласий (рис. 5.1). Иными словами, реконструируется четыре периода активных деструктивных процессов, протекавших с растворением и нарушением сплошности ЖМК, их раскалыванием.

Рис. 5.1 Пример внутреннего строения конкреций (результаты микростратиграфического анализа, выполненного в ЮРГТУ, по Юбко, 2000 ф) а - ЖМК в срезе; б - прорисовка среза, номерами промаркированы зоны и подзоны, стрелками показана ориентировка ЖМК в ил на момент формирования данных зон и подзон; в - параллельное стратиграфическое несогласие; г - структурное стратиграфическое несогласие с базальным слоем (выделен пунктиром) на границе обломка древней ЖМК ою

Рис, 5.2 Характер пространственного распределения элементов внутренней структуры ЖМК в пределах провинции Кларион-Клиппертон, по данным ГНЦ «Южморгеология» (звездочки), Sorem, Fewkes, 1979 (пункты)

Цифрами показано количество структурных зон в разрезе ЖМК возраста ЖМК в западном по отношению к ВТП направлении отсутствуют.

Иными словами, в пределах провинции не выявлено пространственной изменчивости параметров конкрециеносности, соответствующей по своему характеру изменчивости возраста ее коренного ложа.

Оценка возраста железомарганцевых конкреций на основе реконструкций палеоокеанологических условий формирования скоплений ЖМК.

В рамках третьего направления была сделана попытка реконструкции палеоокеанологических условий формирования скоплений ЖМК. Дело в том, что решение вопросов, связанных с проблемой генезиса железомарганцевых конкреций, традиционно основывается на анализе современных условий их локализации. В то же время в рамках существующих концепций преобладают представления о том, что процесс формирования данных рудных образований имеет черезвычайно низкоскоростной и весьма продолжительный (десятки миллионов лет) характер. Очевидно, что в таком подходе заключается явное противоречие. С позиций современных геодинамических представлений, подход к решению генетических проблем рудообразования требует учета изменений как географического положения районов проявления этого процесса, так и условий его реализации.

Реконструкция палеоокеанологические условия формирования крупномасштабных рудных полей ЖМК, локализованных в современной структуре дна Тихого океана в пределах площади Тихоокеанской плиты, была выполнена с применением компьютерной программы палеореконструкций Тихоокеанской плиты, составленной В.М. Юбко (Юбко, 2000 ф) и реализующей методику ее вращений, по способу, описанному в работе Л.П. Зоненшайна и М.И. Кузьмина (Зоненшайн, Кузьмин, 1993). Программа предусматривает также расчет палеоглубин дна по методике, разработанной этими же авторами (Савостин и др., 1980).

Результаты выполненных реконструкций позволили определить положение границ рудных полей ЖМК Тихоокеанской плиты на периоды 5, 10, 15 и 20 млн. лет назад. Параллельно проанализированы соответствующие схемы климатической зональности Тихого океана (Блюм, Соколова, 1987), а также палеопозиция структурных элементов дна Тихоокеанской плиты, отражающих положение осевой части рифтовой зоны ВТП, основных разломов и батиметрических уровней отдельных ее частей.

Результаты реконструкций приведены на рисунках 5.3 - 5.12. На рис. 5.3 и 5.8 показано современное положение рудных полей ЖМК, на других рисунках - проекция современных контуров границ полей ЖМК на палеоструктуру дна Тихоокеанской плиты на тот или иной период (5, 10, 15 и 20 млн. лет назад) в абсолютной системе координат. В этой ялифорнийское слокаи:

Центрально-Тихоокеанское^,

Кл а р и о н - Кп и ппертон: СамоаИЙК /У//////У/% | ихоокеанскоез:

-Маркизское

Васточно-| Перуанское] гМенарда а Шз ^ га«

Рис. 5.3 Позиция рудных полей ЖМК в структуре современной климатической зональности Тихого океана Схема климатической зональности дана по Блюм Н.С., Соколовой Е.А., 1987. Климатические зоны: 1 - субполярная и полярная; 2 - умеренная; 3 - субтропическая; 4 - тропическая; 5 - экваториально-тропическая; 6 - экваториальная; 7 - рудные поля ЖМК

Рис. 5.4 Реконструкция положения рудных полей ЖМК в структуре климатической зональности Тихого океана в конце позднего миоцена (5 млн. лет назад) Условные обозначения на рис. 5.3

ОО

Рис. 5.5 Реконструкция положения рудных полей ЖМК в структуре климатической зональности Тихого океана в конце среднего миоцена (10 млн. лет назад) Условные обозначения на рис. 5.3

Рис. 5.6 Реконструкция положения рудных полей ЖМК в структуре климатической зональности Тихого океана в конце раннего миоцена (15 млн. лет назад) Условные обозначения на рис, 5.3

Рис. 5.7 Реконструкция положения рудных полей ЖМК в структуре климатической зональности Тихого океана в начале раннего миоцена (20 млн. лет назад) Условные обозначения на рис. 5.3

Рис. 5.8 Положение границ рудных полей ЖМК в современной структуре дна Тихоокеанской плиты

Интервалы глубин: 1-от 2600 до 3500 м; 2 - от 3500 до 4500 м: 3-от 4500 до 5500 м; 4 - от 5500 до 6000 м; 5 - глубже 6000 м; 6 - подводные горы; 7 - рудные поля ЖМК

Рис, 5.9 Проекция современных границ рудных полей ЖМК на палеоструктуру дна Тихоокеанской плиты: (5 млн.лет назад)

00 чО

Рис. 5.10 Проекция современных границ рудных полей ЖМК на палеоструктуру дна Тихоокеанской плиты: (10 млн.лет назад)

Рис. 5.11 Проекция современных границ рудных полей ЖМК на палеоструктуру дна Тихоокеанской плиты: (15 млн.лет назад)

0 о

Рис. 5.12 Проекция современных границ рудных полей ЖМК на палеоструктуру дна Тихоокеанской плиты: (20 млн.лет назад) же системе показаны соответствующие схемы климатической зональности Тихого океана (Блюм, Соколова, 1987) и положение в них рудных полей ЖМК.

Анализ положения полей ЖМК в структуре палеоклиматической зональности на периоды позднего, среднего и раннего миоцена показал, что в эти периоды, как и на современном этапе, рудные поля локализовались в пределах субтропической, тропической и экваториально-тропической климатических зон. Иными словами, ограничений со стороны климатического фактора для формирования существующих полей ЖМК на этих этапах не выявлено. Однако анализ положения границ рудных полей ЖМК в современной и палеоструктуре дна Тихоокеанской плиты (рис. 5.8-5.12) показывает, что проекции современных контуров ряда полей на периоды 15 и 20 млн назад в значительной мере характеризуются неблагоприятными (батиметрически выше уровня КГК), или вовсе исключающими возможность формирования ЖМК (осевая зона ВТП) палеоусловиями локализации.

Результаты выполненных палеореконструкций хорошо укладываются в рамки представлений, сформировавшихся по итогам исследований по двум другим направлениям. Как было показано выше, полученные по ним данные указывают, во-первых, на особое значение временного интервала среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана как рубежа, с которого начался современный этап формирования ЖМК, и во-вторых - на отсутствие признаков удревнения возраста ЖМК в западном по отношению к ВТП направлении. Таким образом, полученные результаты служат достаточно веским аргументом в пользу представлений о единстве начального этапа формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон независимо от их конкретного пространственного положения. Возраст этого этапа не может превышать возраста коренного ложа океанского дна у восточной границы рудной провинции, т.е. 10 млн. лет. Инициальный момент формирования крупномасштабных скоплений ЖМК провинции совпадает с завершением среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана, т.е. не ранее 15 млн. лет назад, а приобретение конкреционными полями современной конфигурации приходится на период 10-5 млн. лет назад.

Защищаемое положение

4. История геологического развития районов локализации конкреционных месторождений носит сложный многостадийный характер. Соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции Кларион-Клиппертон не раньше среднего миоцена, формирование железомарганцевых конкреций происходило одновременно с накоплением наиболее молодой части осадочного разреза (кремнисто-глинистые отложения плиоцен-голоценового возраста).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе комплексного анализа материалов экспедиционных геолого-геофизических работ, проведенных за более чем 20-летний период на площади тихоокеанской провинции Кларион-Клиппертон, с привлечением опубликованной информации, изучены геолого-геоморфологические условия локализации глубоководных скоплений ЖМК в данном регионе.

Геологической основой для исследований послужила созданная в процессе работ автоматизированная база данных по глубоководным месторождениям железомарганцевых конкреций Тихого океана, разработанная в ГИС-технологии и представляющая собой совокупность цифровых баз данных (информационной и многослойной графической).

В результате выполненных исследований установлены региональные и локальные особенности морфотектонической структуры дна, строения осадочной толщи, изменчивости качественных и количественных характеристик разноранговых скоплений ЖМК, развитых в пределах провинции.

Изучение геологического строения и характера конкрециеносности региона на материалах крупномасштабных детализационных работ позволило расшифровать структуру конкреционных месторождений, локализованных на площади провинции, и выявить факторы, контролирующие формы, размеры и взаимоотношения индивидуальных рудных залежей ЖМК.

С применением разработанной автором оригинальной методики оконтуривания, осуществляемого на базе комплексного анализа данных контактных и дистанционных методов, детально изучено внутреннее строение конкреционного месторождения, локализованного на площади провинции Кларион-Клиппертон, и слагающих его индивидуальных рудных залежей, выявлены участки, перспективные для дальнейших исследований с целью последующей разработки.

Основными научными результатами выполненных исследований являются следующие выводы:

1. Региональные планы изменчивости количественных и качественных характеристик скоплений ЖМК, подчиненные широтной зональности, ортогональны региональному плану геолого-геоморфологической структуры дна и возраста коренного ложа провинции Кларион-Клиппертон, характеризующемуся западным градиентом.

2. В пределах отдельного месторождения, как и на площади провинции в целом, изменчивость весовых концентраций ЖМК и содержаний их рудных компонентов на региональном уровне контролируется характером металлогенической зональности провинции Кларион-Клиппертон, проявляющейся в приуроченности зоны максимальных значений весовой концентрации ЖМК к центральной части провинции и повышении марганцовистости конкреций в южном направлении. Батиметрические и геоморфологические условия различных районов провинции не являются главными факторами, определяющими их характер конкрециеносности.

3. Наиболее важным фактором, определяющим структуру месторождения ЖМК, а также морфологию, размеры и внутреннее строение индивидуальных рудных залежей являются локальные геолого-геоморфологические условия поверхности дна. Рудные залежи приурочены к выположенным участкам рельефа, в пределах которых развиты плиоцен-четвертичные кремнисто-глинистые и глинисто-кремнистые отложения и отсутствуют проявления донной эрозии руслового и площадного характера. Тип локального элемента геолого-геоморфологической структуры дна и мощность осадочного чехла для формирования конкреционного скопления не имеют принципиального значения.

4. Однотипность структуры конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон определяется линейно-блоковым характером локальной структуры коренного ложа на всей ее площади. Структура месторождений провинции представляет собой систему линейных рудных залежей с преобладающей субмеридиональной ориентировкой. Размеры рудных тел в поперечном сечении варьируют от первых сотен метров до первых километров, в отдельных случаях достигая 10-15 км и более. Протяженность рудных скоплений составляет десятки километров, нередко превышая 100-130 км.

5. Внутри рудных залежей прослеживается изменчивость распределения абсолютных количеств ЖМК и их качественных характеристик, обусловленная геолого-геоморфологической позицией отдельных элементов структуры залежи. Изменчивость весовых концентраций по направлению вкрест простирания залежи носит более интенсивный характер, по сравнению с изменчивостью вдоль ее простирания.

6. Изучение истории развития районов локализации конкреционных месторождений дает основание считать, что начальный этап формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон был единым, независимо от их конкретного пространственного положения. Период формирования скоплений ЖМК на всей площади провинции связан с пост-среднемиоценовым этапом развития.

Дальнейшее уточнение представлений о характере распределения конкреционных руд и их основных промышленных типов (в качестве которых выступают фациальные разновидности железомарганцевых конкреций) в пределах индивидуальных залежей возможно только по результатам работ разведочной стадии, проведение которых, в соответствии с Контрактом, заключенным Российской Федерацией с Международным органом по морскому дну, должно начаться с 2007 г. Их главной целью является уточнение сведений о запасах, качестве конкреций, их технологических свойствах и горногеологических условиях эксплуатации месторождения по его отдельным конкрециеносным участкам или залежам и подготовка месторождения к промышленному освоению.

Представления о локальной структуре конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон, полученные в результате настоящих исследований, являются надежной геологической основой для проведения дальнейших геолого-разведочных работ разведочной стадии и базой для решения практических и методических вопросов, таких как выделение первоочередных для проведения разведки объектов, разработка методики разведки, уточнение видов, объемов и плотностей сетей наблюдений и т.д.

Результаты оконтуривания на площади месторождения, локализованного в центральной части провинции, обеспечивают возможность достоверной оценки прогнозных ресурсов конкреционных руд и полезных компонентов по месторождению в целом и по отдельным его залежам, а также выделения участков месторождения, наиболее перспективных как по количеству сосредоточенных в их пределах руд, так и по качественному их составу.

Сформулированные в рамках данного исследования представления о региональных и локальных факторах, контролирующих характер конкрециеносности дна провинции Кларион-Клиппертон, позволяют осуществлять прогноз в отношении перспектив на наличие скоплений ЖМК в других районах Мирового океана, находящихся в сходных геологических условиях (Центральная котловина Тихого океана, Центральная и Западно-Австралийская котловины Индийского океана).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Лыгина, Татьяна Ивановна, Москва

1. Авдонин В.В., Сергеева Н.Е. Об особенностях формирования железомарганцевых конкреций и корок // Вестн. Моск. Ун-та.- Сер 4. Геология. - 2003.- №5.- С.31-39.

2. Алексеева O.A. Радиолярии в железомарганцевых конкрециях и вмещающих их осадках поля Кларион-Клиппертон Северо-Восточной котловины Тихого океана 7 Геология и геохимия железомарганцевых конкреций Мирового океана. Л.ГТПГО «Севморгеблогия», 1988.-С. 68-72.

3. Андреев С.И. Факторы, контролирующие образование железомарганцевых конкреций в Мировом океане. / Геология и твердые полезные ископаемые Мирового океана.- Л.-1980.- С. 33-39.

4. Андреев С.И., Аникеева Л.И. Образование железомарганцевых конкреций / Тр. ВНИИ геол. и минерал, ресурсов Мирового океана. Л.,1984.- 192.- С. 152-166.

5. Андреев С.И. Металлогения железомарганцевых образований Тихого океана СПб: Недра.- 1994.- 191 с.

6. Андреев С.И., Егиазаров Б.Х. Классификация скоплений железомарганцевых конкреций Мирового океана основа их прогнозной оценки / В кн. Экономическая эффект, геологоразведочных работ в океане и на шельфе. - Л., 1984.- С.44-49.

7. Аникеева Л.И., Скорнякова Н.С. Текстурно-структурные особенности конкреций радиоляриевой зоны Тихого океана // Тихоокеанская геология.-1988.- N2.- С.15-24.

8. Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С. Изотопный состав гелия и скорости роста тихоокеанских железомарганцевых конкреций // Литология и полезные ископаемые.- 1996.- N 5.- С. 552560.

9. Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С. Скорость роста глубоководных океанических конкреций по потокам изотопов гелия и радиоактивных изотопов // Литология и полезн. ископаемые.- 1997.- № 5.- С. 451 -457.

10. Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С. Механизм формирования и скорость роста железомарганцевых конкреций океана// Океанология.- 1999.- Т. 39.- N 4.- С. 614-621.

11. П.Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С., Волков И.И., Капитонов И.И. Определение скорости роста океанических железомарганцевых конкреций по стабильным изотопам гелия и неона// Литология и полезные ископаемые.- 1996.- № 1.- С. 3-11.

12. Атлас морфологических типов железомарганцевых конкреций Тихого океана. Брно, 1985.-214 с.

13. Базилевская Е.С. К вопросу о минеральном составе железо-марганцевых конкреций // ДАН СССР.- 1973.- Т. 210.- N2.

14. Бараш М.С., Крутикова С. Б. Возраст радиолярий из железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон (Тихий океан) и проблема "непотопляемости" конкреций // Океанология.- 1994.- Т. 34.- № 6.- С. 890-904.

15. Басов И.А. Стратиграфические перерывы в осадочном чехле Северо-Западной Пацифики и их связь с геологическими событиями / в сб. Геология дна Тихого океана и зоны перехода к Азиатскому континенту.- Владивосток, 1989.

16. Батурин Г.Н. Возраст и скорость роста железо-марганцевых конкреций / Железо-марганцевые конкреции центральной части Тихого океана. М.: Наука, 1986.- С. 284— 296.

17. Батурин Г.Н. Геохимия железомарганцевых конкреций океана М.: Наука, 1986.- 328 с.

18. Батурин Г.Н.,Савенко В.С.О скоростях роста глубоководных железо-марганцевых конкреций // Океанология.- 1989.- 29, N3.- С.442-452.

19. Безруков П.Л. Стратиграфическое положение и возраст железо-марганцевых конкреций. / Железо-марганцевые конкреции Тихого океана.- М.: Наука, 1976.- С. 82 90.

20. Блюм Н.С., Соколова Е.А. Климатическая зональность Тихого океана в миоцене по данным анализа комплексов планктонных фораминифер // Бюлл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. геол. -1987.- Т. 62.- Вып. 6.

21. Варенцов И.М. О главных проблемах в познании генезиса марганцевых месторождений. / Литогенез и рудообразование (критерии разграничения экзогенных и эндогенных процессов).- М., 1989.- С. 151-157.

22. Власова Н.Э. Скорость роста глубоководных железомарганцевых конкреций из юго-восточной части Тихого океана по данным трекового метода / Совр. методы мор. геол. исслед. Тез. докл. 3 Всес. шк.- Калининград, 1991- С. 114-116.

23. Временные методические рекомендации по подсчету запасов железомарганцевых конкреций в Мировом океане, (авторский коллектив с участием В.А.Кулындышева, И.И.Филиппенко и др.) Москва, 1995.

24. Волохин Ю.Г. Геохимические свидетельства ускоренного роста железомарганцевых конкреций при гидротермальном привносе / Геология океанов и морей. Т.З. Тез. докл. 9 Всесоюзн.шк. морской геологии.- М., 1990.- С.96-97.

25. Гросс Е.Г., Корсаков О.Д., Кругляков В.В., и др. Генотипы железомарганцевых конкреций приэкваториальной части Тихого океана // Доклады АН СССР.- 1985.- Т. 282, №4.- С. 938-941.

26. Железомарганцевые конкреции Мирового океана Под ред. Ю.Б.Казмина. - Тр. ВНИИокеангеология ПГО Севморгеология, т. 192. Л.: Недра, 1984 - 175 с.

27. Железомарганцевые конкреции Тихого океана Под редакцией Безрукова П.Л. - Тр. ИО АН СССР, т. 109. М.: Недра, 1976 - 301 с.

28. Железомарганцевые конкреции центральной части Тихого океана Под ред. И.О.Мурдмаа, Н.С.Скорняковой. - Тр. ИОАН СССР, т. 122. М.: Наука, 1986 - 344 с.

29. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Палеогеодинамика М.: Наука, 1993 - 192 с.

30. Кононов М.В. Тектоника плит северо-запада Тихого океана М.: Наука, 1989 - 168 с.

31. Кронен Д. Подводные минеральные месторождения М.: Мир, 1983 - 392 с.

32. Кругликова С.Б. Радиолярии и возраст железомарганцевых конкреций // Природа.- 1995. -№ 4. С. 48 - 58.

33. Куликов А.Н. Изменчивость скоростей роста железомарганцевых конкреций и скоростей накопления донных осадков поля Кларион-Клиппертон JL- 1986.- С. 84-89.

34. Куликов А.Н. Взаимоотношение скорости роста железомарганцевых конкреций с величиной отношения Mn/Fe // Докл. АН СССР. 1988.- Т. 301.- N 4.- С. 928-931.

35. Левитан М.А., Гордеев В.В. Морфология и химический состав железомарганцевых конкреций центральной части Индийского океана // Литол. и полез, ископаемые.- 1981.-N 5.- С.27-37.

36. Линькова Т.И., Иванов Ю.Ю. К вопросу о возрасте и скорости роста железо-марганцевых конкреций // ДАН СССР.- 1988.- Т.302.- № 1.- С.202 206.

37. Лисицин А.П. Геохимия марганца в океане // Изв.АН СССР.- Сер.геол.- 1985.- N3.- с.3-29.

38. Лисицин А.П. Океанское рудообразование // Вест.АН СССР.- 1986.- N3.- С.3-20.

39. Международно-правовые и экономические проблемы поиска, разведки и освоения минеральных ресурсов глубоководных районов Мирового океана. / Казмин Ю.Б., Волков А.Н., Глумов И.Ф, Корсаков О.Д., Кулындышев В.А . Геленджик, 1989.- 143с.

40. Мельников М.Е. Минеральный состав железомарганцевых образований зоны Кларион-Клиппертон и его связь с подстилающими осадками //ЗВМО.- 1992.- 4.121.- № 1.- С. 48 -55.

41. Мельников М.Е. О многостадийном росте железомарганцевых конкреций // ЗВМО -1990.- 4.119.- № 2.- С. 35 39.

42. Меро Ж. Минеральные богатства океана. М.: Прогресс, 1969.- С. 240-244.

43. Методические рекомендации по геолого-экономической оценке рудопроявлений и месторождений ЖМК при производстве геологоразведочных работ (авторский коллектив с участием А.Н.Волкова, В.А.Кулындышева и др.). М., 1994.

44. Мурдмаа И.О., Скорнякова Н.С., Агапова Г.В. Фациальная обстановка распространения железомарганцевых конкреций в Тихом океане / Тр. Ин-та океанологии АН СССР. -М.,1976.- Т. 109,- С.7-36.

45. Мурдмаа И.О. Фации океанов. М.: Наука, 1987.- 306 с.

46. Пунин Ю.О., Сметанникова О.Г., Демидова Г.Е. др. Автоколебательная гипотеза формирования океанических железомарганцевых конкреций // Докл. РАН 1993.- 332, N2.-0. 216-218.

47. Ромашов А.Н. Планета Земля: тектонофизика и эволюция М.: Едиториал УРСС, 2003.264 с.

48. Савостин Л.А., Волокитина Л.П., Зоненшайн Л.П. и др. Палеобатиметрия Мирового океана в позднем мелу // Океанология.- 1980.- Т.ХХ. Вып. 5.- С. 871- 881.

49. Скорнякова Н.С., Безруков П.Л., Мурдмаа И.О. Основные закономерности распространения и состава полей океанских железомарганцевых конкреций // Литол. и полезн. ископаемые.-1981.- № 5.- С. 51-63.

50. Скорнякова Н.С., Аникеева Л.И. и др. Локальные вариации конкреций рудной провинции Кларион-Клиппертон//Океанология.- 1985.-25.- № 4.-С. 630-637.

51. Скорнякова Н.С. Морфогенетические типы Ре-Мп-конкреций радиоляриевого пояса Тихого океана // Литол. и полезные ископаемые.- 1984.-№ 6.- С. 67-83.

52. Скорнякова Н.С.,Безруков П.Л.и др. Железо-марганцевые конкреции восточной части Индийского океана(зональная и локальная изменчивость) // Литол. и полезн. ископаемые.- 1979.-N 3.- С. 3-18.

53. Скорнякова Н,С., Безруков П.Л., Мурдмаа И.О. Основные закономерности распространения и состава полей океанских железо-марганцевых конкреций // Литол. и полезн.ископаемые.-1981.-N5.- С.51-63.

54. Скорнякова Н.С., Гордеев В.В., Кузьмина Т.Г. Локальная изменчивость железомарганцевых конкреций в пределах радиоляриевого пояса Тихого океана // Литология и полезные ископаемые. -1981.- N 5.-С. 79-90.

55. Скорнякова Н.С., Гордеев В.В., Аникеева Л.И. и др. Локальные вариации конкреций рудной провинции Кларион-Клиппертон // Океанология.- 1985.- 25.- N4.- С.630-637.

56. Скорнякова Н.С., Заикин В.Н. Локальная изменчивость железомарганцевых конкреций на участках дна в восточной части рудной провинции Кларион-Клиппертон // Океанология, 1988.- Т.ХХУШ.- Вып. 4. С. 625-631.

57. Скорнякова Н.С.,Мухина В.В.,Иванова Ю.Ю. Палеомагнитное и биостратиграфическое исследование железомарганцевых конкреций // ДАН СССР.-1991.- Т.319.- N3.- с.695-698.

58. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых М.: Недра, 1982. - 669 с.

59. Старостин В.И., Дергачев А.Л., Семинский Ж.В. Структуры рудных полей и месторождений М.: Изд-во МГУ, 2002. - 352 с.

60. Страхов Н.М. Локализация рудных стяжений Бе и Мл в Тихом океане и ее генетический смысл // Литология и полезные ископаемые. -1974.- № 5.- С. 3-17.

61. Страхов Н.М. Условия образования конкреционных железомарганцевых руд в современных водоемах // Литология и полезные ископаемые.- 1976,- № 1.- С. 3-19.

62. Страхов Н.М. Условия образования рудных накоплений в Тихом океане // Литология и полезные ископаемые,- 1974.- № 5.- С. 3-17

63. Удинцев Г.Б. Геоморфология и тектоника дна Тихого океана М.: Наука, 1972 — 394 с.

64. Удинцев Г.Б. Рельеф и строение дна океанов. М.: Недра, 1987. - 239 с.

65. Условия образования и закономерности размещения железомарганцевых конкреций Мирового океана Под ред. О.Д.Корсакова. - Л.: Недра, 1987.-259 с.

66. Успенская Т.Ю., Горшков А.И., Сивцов А.В. Минеральный состав и внутреннее строение Бе-Мп-конкреций из зоны разломов Кларион-Клиппертон // Изв. АН СССР. Сер. геол.-1987,-№3.- С. 91 -100.

67. Юбко В.М., Корсаков О.Д., Горелик И.М., Заболотный Н.Д. Структурная неоднородность и стадийность формирования железомарганцевых конкреций // ДАН СССР.- 1988.-Т.299.-Ш.- С.206-209.

68. Юбко В.М. Металлогеническая зональность марганцевоносных провинций Мирового океана: Дис. д.г.-м.н. / Новочеркас. политехи, ин-т (НПИ). Защищена 92.10.29.- 243 с.

69. Юбко В.М., Крамер К.Н. Экзотический тип элементов геолого-геоморфологической структуры дна зоны Кларион-Клиппертон Тихого океана / Геология океанов и морей. Т.2. Тез. докл. 9 Всесоюзн.школы морской геологии.- М., 1990.- С. 106.

70. Юбко В.М., Стоянов В.В., Горелик И.М. Геологическое строение и рудоносность зоны Кларион-Клиппертон Тихого океана// Советская геология.- 1990.- N12.- С.72-80.

71. Andrews Y.E., Friederich G. Distribution patterns of manganese nodule deposits in the northeast eguatorial Pacific // Mar. Mining.- 1979.- V. 2.- № 1-2.- P. 1-43.

72. Beiersdorf H. Interpretation of Seafloor Relief and Acoustic Fades in the Clarion-Clipperton Block Southeast of Hawaii in Terms of Depositional, Diagenetic, and Tectonic Processes -Geol. Jb. -D 1987.- N 87.- P. 27-69.

73. Craig J.L. The relationship between bathymetry and ferromanganese deposits in the north eguatorial Pacific // Mar. Geol.- 1979.- V. 29.- № 1-4.- P. 165-186.

74. Cronan D.S. Metallogenesis at Oceanic Spreading Centres // J. Geol. Soc.-1980.- 137.- N4.-P.621-626.

75. Deep-sea mineral resources investigation in the Central-Eastern part of Central Pacific Basin. Cruise Report № 8, January March 1976 (GH 76-1 Cruise) - Geological Survey of Japan.-1977.-217 p.

76. Deep-Sea mineral resources investigation in the Central-Western part of Central Pacific Basin. Cruise Report, № 12. Januaiy-march 1977 (GH 77-1 Cruise) Geological Survey of Japan.-1979.- 256 p.

77. Deep-sea mineral resources investigation in the Eastern Central Pacific Basin. Cruise Report, № 4. August-October 1974 (GH 74-5 Cruise) Geological Gurvey of Japan.- 1975.- 103 p.

78. Deep-sea mineral resources investigation in the Northern part of Central Basin. Cruise Report № 15. January-March 1979 (GH 79-1 Cruise) Geological Survey of Japan.-1981.- 309 p.

79. Deep-sea mineral resources investigation in the Western part of Central Pacific Basin. Cruise Report № 17. January-March 1978 (GH 78-1) Geological Survey of Japan.- 1981.- 269 p.

80. Finney В., Heath G.R., Lyle M. Growth rates of mangannes-rich nodules at MANOP Site H (Easten Noth Pacific) // Geochim. et Cosmochim. Acta.- 1984.- 48.- N5.- P.911-919.

81. Frazer J.Z., Fisk M.B. Geological factors related to characteristics of sea-floor manganese nodule deposits // Deep-sea Res.- 1981.- V. 28.- № 12.- P. 1533-1551.

82. Halbach P., Scherhag Ch., Hebisch U., Marchig V. Geochemical and mineralogical control of different genetic types of deep-sea nodules Pacific ocean // Miner. Deposita.- 1981.- V. 16.-P.59 84.

83. Hayes S.P. The Botton Boundary Layer in the Eastern Tropical Pacific // Journal of Physical Oceanography.-1980.- V. 10.- № 3.- P. 315-329.

84. Heye D. The internal micro-structure of manganese nodules and their relationship to the growth rate // Marine Geology.- 1978.- N26.- P.M59-M66.

85. Heye D. Grouth conditions of manganese nodules. Comparative studies of grawth rate, magnetization, chemical composition and internal structure // Progr. Oceanogr.- 1979.- 7, N5-6.- P.163-239.

86. Init. Repts Deep Sea Drill. Proj. Vol. 16.- 1973.

87. Janin M.-Ch., Person A. Biostratigraphie comparée de nodules et sediments du Pacifique Nord-Equatorial (zone Clarion-Clipperton) // Bull.Soc.Geol. France.- 1986.-8.- Т.П.- N. 3.-P. 373-380.

88. Lyie M. Estimating growih rates of ferromanganese nodules from chemical compositions for podule formation processes // Geochim.et cosmochim. Acta.- 1982.- 46.- N11.- P.2301-2306.

89. Manganese nodules and sediments in the Equatorial North Pacific Ocean. SONNE Cruise SO 25,1982. Geologishes Jahrbuch.- Reihe D.- Heft 87.- Hannover, 1987.

90. Magnetic lineations of the World's Ocean basins/. Map of the Lamont-Doherty GeologicalObsevatory of Columbia Univercity. AAPG, 1989.

91. Marine and Oceanography of the Pacific Manganese Nodule Province Ed. by J. Bischooff, D.Z. Piper. - Marine Science.- V. 9. Plenum Press. New York, London. 9.- 1979.

92. Mero J.L. Ocean- floor manganese nodules // Economic Geology.- 1962.- V. 57.- P. 747-767.

93. Morel J., Le Suave R. Variabilité de l'environnement du Pacifique Nord // Bull. Soc. Geol. Fr.-1986,- № 3,- p. 360-372.

94. Morphological and geochemical characteristics of manganese nodules collected from three areas on an Equatorial Pacific transect by R.V. Sonne.- Friedrich G., Glasby G.P., Thyssen T., Pluger W.L. // Marine Mining.- V. 4.- № 2-3.- P. 167-253.

95. Murray J.W., Brewer P.G. Deep-sea deposits Prept. Challenger Exped.- London, 1891.

96. Occurrence and character of manganese nodules in DOMES sites A,B, and C, Equatorial Pacific Ocean Sorem K.K., Reinhart W.R., Fewkes R.H. et al.- Marine Science.- 1979.- V. 9.-P. 475-528.

97. Piper D.Z., Blueford J.R. Distribution, mineralogy, and texture of manganese nodules and their relation to sedimentation at DOMES site A in the equatorial North Pacific // Deep-Sea Res.-1982.- V29.-N8.- P.927-951.

98. Piper D.Z., Swint-Iki T.R., McCoy F.W. Distribution of ferromanganese nodules in the Pacific Ocean // Chem. Erde.- 1987.- 46.- P. 171-184.

99. Reyss J.L., Marchigt V., Kut T.L. Rapid growth of a deep-sea manganese nodule // Nature.-4.- February.- 1982.- 295.- P.401-403.

100. Schott W. Die Fahrten des Forschungsschiffes "Valdivia", 1971-1978 Geowissenschaftliche Ergebnisse Geologisches Jahrbuch.- 1980.- D.- № 38.- 204 p.

101. Sorem R.K., Fewkes R.H. Manganese Nodules: Research Data and Metods of Investigation Washington State University, W.: Plenum,1979.- 722 p.

102. Ujiie H. A middle miocene hiatus in the Pacific region: its stratigraphic and palaeoceanographic significance // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.-Amsterdam, 1984.- 46, N 1-3, P. 143-146.

103. Usui A., Nakao S. Local variability of manganese nodule deposits in the GH-80-5 area.-Geological Survey of Japan Cruise Report.- N20,- 1984.- P. 106-164.

104. Weydert M.M.P. Manganese Nodule Distributions at a Site in the Eastern North Pacific // Marine Mining.- 1986.- V.5.- № 4.- P. 357-392.

105. Wessel P., Kroenke L.W., Bercovici D. Pacific Plate motion and undulations in geoid and bathymetry // Earth and Planetary Science Letters.- 1996,- 140.- P. 53-66.

106. Xu Dongyu. Paleo-ocean events and mineralization in the Pacific ocean Proc. 30th int'l. Geol. Congr.- V. 13.- 1997.- P. 129 - 144.

107. Xu Dongyu, De Yao, Chen Zongtuan. Paleo-oceanographic environments and events of the formation of manganese nodules. Resource Geology Special Issue.-1993.- № 17.- P. 66-75.1. Фондовая литература

108. Лукьянов В.Ю. (отв. исп.). Поисково-оценочные геофизические работы в восточной части Советского заявочного участка. Отчет по объекту 15-90Г в 5 книгах. Геленджик: ПО «Южморгеология», ЦГГЭ, 1991.

109. Туголесов Д.Д. (отв. исп.) Опытно-производственные оценочные работы на СВУ поля Кларион-Клиппертон. Отчет по объекту 16/90-Г в 4-х книгах. Геленджик: ПО "Южморгеология", ЦГГЭ, 1991.

110. Юбко В.М. (отв. исп.) Выявление закономерностей формирования богатых Со залежей ЖМК и КМК в пределах рудных провинций Тихого океана. Отчет по договору 8-98. Геленджик: НИПИОкеангеофизика, 2000.- 173 с.

Информация о работе

Лыгина, Татьяна Ивановна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.11

Диссертация

Структура конкреционных месторождений провинции Кларион-Клиппертон - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы