Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Условия локализации глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа на примере рудоносных гайотов Магеллановых гор Тихого океана
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Автореферат диссертации по теме "Условия локализации глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа на примере рудоносных гайотов Магеллановых гор Тихого океана"
На правах рукописи
Седышева Татьяна Евгеньевна
УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ГЛУБОКОВОДНЫХ МАРГАНЦЕВООКСИДНЫХ РУД КОРКОВОГО ТИПА НА ПРИМЕРЕ РУДОНОСНЫХ ГАЙОТОВ МАГЕЛЛАНОВЫХ ГОР ТИХОГО ОКЕАНА
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
доктор геолого-минералогических наук Юбко Валерий Михайлович доктор геолого-минералогических наук профессор Авдонин Виктор Васильевич
Официальные оппоненты
доктор геолого-минералогических наук Богданов Юрий Александрович (Институт океанологии РАН) доктор геолого-минералогических наук Углов Борис Дмитриевич (ЦНИГРИ)
Ведущая организация
Тихоокеанский океанологический институт РАН (ТОЙ РАН) г. Владивосток
Защита диссертации состоится 13 января 2006 года в 16 часов в аудитории 415 на 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 9 декабря 2005 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета Д.501.001.62 доктор геолого-минералогических наук профессор
Р.Н. Соболев
226302$
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Современное состояние научно-технического прогресса в области изучения и освоения минеральных ресурсов дна Мирового океана характеризуется таким уровнем, который уже в настоящее время обеспечивает возможности рентабельной эксплуатации ряда глубоководных месторождений рудных полезных ископаемых, в том числе кобальтомарганцевых корок (КМК) подводных гор и возвышенностей.
В соответствии с концепцией Морской доктрины Российской Федерации, на период до 2020 года планируется участие России в заявочной кампании на участок Международного района дна Мирового океана, перспективного в отношении этого вида полезных ископаемых. Международным органом по морскому дну и Международным трибуналом по морскому праву при Организации Объединенных Наций (МОД ООН) начаты подготовительные операции к заявочной кампании. В связи с этим, разработка геологического обеспечения задач прогнозирования, поисков и разведки месторозвдений КМК представляет собой весьма актуальную проблему.
Одному из направлений решения данной проблемы, связанному с изучением геологических условий локализации промьшшенно значимых скоплений корковых руд, посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель работы и задачи исследований. Главная цель работы состоит в исследован™ геолого-геоморфологических и горно-геологических условий локализации глубоководных скоплений кобальтомарганцевых руд коркового типа для решения вопросов, связанных с прогнозированием обстановок рудолокализации и возможного промышленного освоения месторождений.
Поставленная цель определяет следующие задачи:
1) На основе анализа и обобщения результатов комплексных геолого-геофизических исследований изучить распределение рудных образований на гайотах Федорова и Альба.
2) Изучить строение рудных залежей КМК, условия залегания корок, свойства корок и субстрата, пространственную изменчивость мощности корок гайотов Федорова и Альба.
3) Изучить рельеф дна, а также гидродинамический режим для выработки рекомендаций к направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок.
4) Обосновать типизацию горно-геологических условий локализации месторождений КМК
5) Разработать модель условий локализации типового месторождения КМК.
Научная новизна и основные защищаемые положения. Впервые на основе обобщения обширного объема оригинальных геолого-геофизических данных и с применением современных компьютерных технологий исследованы особенности локальной структуры глубоководных месторождений кобальтомарганцевых корок и обоснована ее принципиальная модель.
Детально изучено строение месторождений кобальтомарганцевых корок гайотов Федорова и Альба и слагающих их индивидуальных рудных залежей.
Сформулировано и обосновано представление о типах горно-геологических условий локализации месторождений КМК.
Разработаны рекомендации по направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок и требования к возможностям разведочной и добычной техники.
Основные защищаемые положения сводятся к следующему:
1. Месторождения кобапьтоносных железомарганцевых корок (КМК), приуроченные к плосковершинным подводным горам (гайотам), состоят из рудных залежей, локализованных на склонах и вершинных поверхностях в виде сплошных покровов на поверхностях коренных пород. Форма и размеры рудных залежей КМК определяются макроформами рельефа гайотов, к которым они приурочены.
Установлено, что рудные скопления образуются на благоприятных для осаждения и накопления рудного материала участках: выступах рельефа дна (отроги, сателлитные постройки и др.), свободных от осадков субгоризонтальных поверхностях (вершинные плато и их окраинные части, осевые участки отрогов, ступени и террасы на склонах, седловины) и на крутых участках склонов с повышенной гидродинамической активностью.
2. Важнейшими параметрами, характеризующими особенности залегания корок, служат мезорельеф их поверхности, степень дезинтеграции, присыпанность их покровов рыхлыми осадками, а также наличие ассоциирующих конкреционных образований. С увеличением крутизны поверхностей увеличивается расчлененность мезорельефа корок и степень дезинтеграции их покровов, одновременно уменьшается степень присыпанности осадками и количество ассоциирующих конкреционных образований.
3. Горно-геологические условия эксплуатации месторождений кобальтоносных марганцевых корок определяются рельефом дна (уклонами поверхностей дна, донными препятствиями), условиями залегания корок, физическими и химическими свойствами корок и подстилающего их субстрата, а также гидродинамическими условиями Горно-геологические условия для целей эксплуатации подразделены на простые и сложные. Для первых характерны уклоны площадей до 10°, ровный или слабо расчлененный мезорельеф поверхности корок, присыпанность осадками менее 20 %, ненарушенные или слабодезинтегрированные покровы корок, высокие прочностные характеристики субстрата и спокойная гидродинамическая обстановка. Сложные условия эксплуатации определены уклонами поверхностей свыше 20°, высокой степенью расчлененности мезорельефа поверхности корок, присыпанностъю осадками более 60 %, сильной степенью дезинтеграции покровов корок, наличием конкреций фракции более 12 см.
4. Обоснована модель условий локализации типового месторождения глубоководных мар-ганцевооксидных руд коркового типа, основными элементами которой являются рудные залежи, приуроченные к отдельному гайоту, склоны которого имеют ступенчатый характер, выраженный чередованием субгоризонтальных или пологонаклонных ступеней и крутопадающих уступов, чем обусловлено формирование двух фаций оруденения, контролирующих локализацию соответственно двух геолого-промышленных типов руд. Первая фация приурочена к пологона-клонным и субгоризонтальным поверхностям, вторая - к склонам крутизной от 15 до 25° и более. На пологонаклонных и субгоризонтальных ступенях мощности корок максимальны и содержания полезных компонентов повышены, на крутопадающих поверхностях мощности и содержания значительно меньше.
Практическая значимость работы. Исследования, результаты которых положены в основу диссертационной работы, выполнялись в рамках подпрограммы «Минеральные ресурсы» ФЦП «Экология и природные ресурсы России».
В процессе работы над диссертацией автором в составе коллектива сотрудников отдела твердых полезных ископаемых Мирового океана НИПИОкеангеофизика подготовлены и переданы организациям, осуществляющим геологические работы в океане, шесть научно-исследовательских отчетов, содержащих рекомендации по направлениям геолого-геофизических исследований океанского дна.
Разработанные автором принципы оценки благоприятных и неблагоприятных условий локализации месторождений, являющиеся одним из важных положений диссертации, вошли в материалы, подготовленные для проекта заявки в МОД ООН на участок морского дна в районе Магеллановых гор Тихого океана, перспективный в отношении оруденения коркового типа.
Решение в диссертации проблем, связанных с предъявляемыми требованиями к возможностям добычного агрегата для целей эксплуатации месторождений, создает благоприятные условия для оптимизации процессов планирования морских ГРР и затрат на их проведение.
Фактическая основа, личный вклад автора. В основу работы положены фактические данные по рейсам научно-исследовательских судов (НИС), проведенных в районе Магеллановых гор, а также результаты, полученные при непосредственном участии автора в рейсах НИС «Геленджик» при поисковых работах в Тихом океане на гайотах Федорова и Альба в 2000-2002 гт, а в последующие годы - и на других гайотах Магеллановых гор.
Информация о морфологии и геологическом строении объекте», о распространении и условиях залегания руд получена по данным многолучевого эхолотирования, сонарной, гидроакустической и фототелевизионной съемок, донного пробоотбора методами драгирования и бурения.
Основой диссертации послужили результаты личных исследований автора, полученные в процессе обработки материалов поисковых работ на железомарганцевые корки в районе Магеллановых гор, в том числе построение геоморфологических, горно-геологических и карт уклонов дна гайотов.
Создана компьютеризованная база данных по геологическому опробованию, включающая более 22 000 определений химического состава КМК данных гайотов, обобщение всех выполненных ранее работ в этом регионе различными организациями Министерства геологии, другими отечественными и зарубежными организациями.
Широко использованы данные по геологическому опробованию и фотопрофилированию, полученные при непосредственном участии автора в пяти рейсах научно-исследовательского судна «Геленджик» на КМК в Тихом океане в 2000-2005 гг.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи и тезисы 13 докладов. Результаты выполненных исследований прошли апробацию на 1-ой научно-технической конференции «Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана» (Геленджик, 1986), 8-й Всесоюзной (Москва, 1988) и 10-й, 14-й, 15-й и 16-й Международной школе морской геологии (Москва, 1992, 2001, 2003, 2005), Международной конференции «Minerals of the Ocean» (Санкт-Петербург, 2002, 2004) и на Рабочей фшшппино-российской встрече морских геологов (Кесон-Сити, 2001,2005).
Автор является соисполнителем шести отчетов по НИР и ГРР по теме диссертации.
Объем и структура работы. Общий объем работы 222 страницы, включая 65 рисунков и 35 таблиц. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и текстового приложения. Список использованной литературы включает 173 наименования.
Благодарности. Автор искренне благодарен научным руководителям: доктору геолого-минералогических наук В.М. Юбко и доктору геолого-минералогических наук профессору В.В. Авдонину за консультации и советы, помогавшие в работе над диссертацией. Особую признательность автор выражает доктору геолого-минералогических наук М.Е. Мельникову за методическое руководство, постоянное внимание и помощь в процессе работы.
Полезные советы и ценные замечания по ряду вопросов даны к.г.-м.н. С.П. Плетневым (ТОЙ), В.В. Кругляковым (Южморгеология), к.г.-м.н. М.П. Тереховым и к.г.-м.н. В.М. Анохиным (ВНИИОкеангеология). Автор выражает благодарность геологам, гидрографам и геофизикам ГНЦ «Южморгеология» - участникам экспедиционных рейсов, благожелательное внимание которых способствовали выполнению работы.
Автор также признателен профессору В.И. Старостину, сотрудникам Т.А. Фкпициной, Н.Е. Сергеевой и всему коллективу кафедры полезных ископаемых геологического факультета МГУ за внимание, поддержку и помощь в процессе выполнения работы.
Автор благодарен своим коллегам по исследуемой проблематике из отдела геологии и полезных ископаемых Мирового океана Hi 111 "НИПИокеангеофизика" И.И. Филиппенко, Т.М. Хулаповой, Н.Т. Шевцовой, Т.И. Лыгиной, а так же С.Г. Папсулесовой, JI.A. Кулындышевой, Е.А. Чусь, М.В. Кругляковой, оказавшим существенную помощь в оформлении диссертации.
1. Состояние проблемы
Распространение, строение и состав корок в Международном районе океанского дна наиболее детально изучены в пределах Магеллановых гор, поднятий Маркус-Уэйк и Уэйк-Неккер [Железомарганцевые ..., 1990; Гайоты ..., 1995; Мельников 1994, 1995, 2005; Кобальтбогатые..., 2002; Богданов и др., 1998; Кобальтоносные..., 1988; Hein, 2000].
Распространение. Корки широко распространены на поверхности дна Мирового океана, будучи приуроченными к подводным хребтам и горам, располагаясь на различных морфоструктурных элементах. Глубина их распространения изменяется от 600 до 6000 м (наиболее продуктивный интервал - от 1500 до 3000 м). Субстратом служат различные породы, слагающие конкретное горное сооружение. Общие площади оруде-нения составляют сотни тысяч квадратных километров. Мощности корок на различных подводных горах изменяются от первых миллиметров до первых десятков сантиметров.
Морфология и строение. Структуры поверхности корок могут быть гладкими, бугорчатыми и волнистыми. Различают еще и характер поверхности - гладкий, шагреневый и шероховатый. Корки имеют слоистое строение. В пределах Магеллановых гор в разрезе корок выделены четыре слоя, в единичных образцах большой мощности наблюдаются реликтовые слои. Нередко разрез бывает сокращенным, с выпадением одного или нескольких нижних слоев. Среди текстур рудного вещества корок наблюдаются тонкослоистые, массивные, пятнистые, столбчатые; структуры подразделяются на тонкослоистые фестончатые, микроламинационные, столбчатые и другие.
Минеральный состав. В составе железомарганцевых океанических корок преобладают слабоокристаллизованные гидроксиды марганца и железа. Минеральные формы марганца обычно представлены вернадитом, железа - ферроксигитом. В качестве второстепенных марганцевых минералов присутствуют асболан-бузерит, тодорокит и бернес-сит; минералы железа - гетит, феррищдрит и гематит. Нерудные минералы представлены апатитом, кварцем, глинистыми минералами, цеолитами и полевыми шпатами.
Химический состав. В составе корок установлено 70 элеменгоа Основными полезными компонентами являются кобальт, марганец и никель. Содержания марганца составляют от 14 до 35 %, железа-от 4 до 28%, кобальта-обычно 0.5-0.6% (до 0.8-1.0%), никеля-0.4-0.6 %, меди - 0.1-0.2 %. Попутные полезные компоненты - молибден, редкие земли, платина и ванадий. К вредным примесям относятся фосфор, мышьяк, сурьма и свинец.
Происхождение корок. Формирование корок является следствием осаждения гидро-ксидов марганца и железа на поверхность коренных пород. Дискуссионными являются вопросы источников рудного вещества и механизмов осаждения. Среди источников металлов рассматриваются гидрогенный (хемогенное или биохемогенное осаждение металлов из морской воды), седиментационный (континентальный сток), биогенный (биологическая экстракция океанским биосом), гальмиролитический (подводное разложение вулканических пород), гидротермальный (поступление с вулканическими эксга-ляциями и эманациями) и комбинированное образование из различных источников. В настоящее время основными источниками рудного вещества считаются гидрогенный, гидротермальный и гальмиролитический.
Изучение Магеллановых гор и близлежащих территорий началось в начале XX века Проведено глубоководное бурение б/с «Гломар Челленджер» и «Джоидес Резольюшн».
До 1991 года (региональная стадия) выполнено 12 рейсов НИС, в которых проведены комплексные геолого-геофизические работы, геологическое опробование, на отдельных гайотах пройдены фототелевизионные профили, гидрологические, гидрохимические исследования.
С 1991 года в течение 10 рейсов НИС проведены поисковые работы с выполнением сейсмоакустических, гидромагнитных и гидроакустических работ, геологического опробования, фототелевизионного профилирования, эхолотирования, гидрологических исследований, бурения неглубоких скважин.
С 2000 г. на гайотах Магеллановых гор выполнено пять рейсов НИС «Геленджик», где проводилась съемка многолучевым эхолотом, фототелевизионное профилирование, геологическое опробование скальными драгами и буровыми скважинами.
Одним из первых отдельные аспекты горно-геологических условий локализации месторождений изучал Дж. Хейн с соавторами [Hein е.а. , 1988]. Проблемы рассматривались в основном в производственных геологических отчетах.
Лишь недавно была осуществлена систематизация данных и определены четыре основные направления исследований: изучение рельефа дна, условий залегания руд, свойств рудных образований и субстрата, а также гидродинамического режима вод [Мельников и др., 2004].
Рельеф дна. Первоначально исследования проводились однолучевыми эхолотами, что не давало детальных представлений о морфологии подводной горы. Использование многолучевых эхолотов (с конца 80-х годов) позволило получить более адекватные представления. Было установлено, что подводные горы не обладают округлыми очертаниями; их контуры угловаты, что указывает на ведущую роль тектонического фактора в рельефообразовании. Применение многолучевого эхолотирования позволило откорректировать имевшиеся представления о геоморфологическом строении гайотов, крутизне склонов и развитых мезоформах.
Условия залегания корок определяются мезорельефом их поверхности, степенью присыпанности рыхлыми осадками, степенью дезинтеграции покровов корок, а также наличием ассоциирующих конкреционных образований. Исследования осуществляются донным фототелевизионным профилированием при дешифрировании донных фотоматериалов. На данном этапе основной задачей является обобщение всего имеющегося материала и применение на практике выработанных подходов.
Исследования свойств рудных образований и субстрата производятся путем отбора проб и их лабораторного изучения. Установлено, что свойства корок в целом определяются совокупностью свойств каждого из слагающих их слоев. Породы субстрата корок разделены по степени прочности и деформируемости на две группы: с высокими и низкими значениями параметров. По составу все субстраты также разделены на два типа: породы с нейтральными свойствами и являющиеся вредными примесями. Перечисленные свойства должны быть положены в основу районирования рудных залежей.
Гидродинамический режим оказывает влияние как на процессы формирования корок, так и на разведочную и добычную технику Динамические расчеты скоростей в придонном слое воды в целом подтверждают общее направление движения глубинных вод на северо-запад, а их скорости на глубинах от 1500 до 3500 м достигают 25 см/с. Водная толща над исследуемыми гайотами четко стратифицирована и представлена пятью типами вод. Направления и скорости течений подчиняются общей системе циркуляции вод в регионе.
2. Методика и фактическая основа работы
В работах по изучению месторождений КМК последовательно выполняются четыре стадии: региональная, поисковая, поисково-разведочная и разведочная. Каждая из них подразделяется на три этапа: подготовительный, основной и детализационный. В данный момент на ряде гайотов Магеллановых гор завершаются работы основного этапа поисковой стадии, а на гайотах Федорова и Альба выполнены исследования ее детализационного этапа. На региональной стадии работы проводились в пределах Международного района океанского дна. По результатам работ были выделены объекты для проведения поисковой стадии - гайоты Федорова и Альба в цепи Магеллановых гор, Батиса и Южный на поднятии Маркус-Уэйк.
Настоящая работа базируется на результатах всего накопленного ранее фактического материала, а также на результатах рейсов, проведенных НПО «Южморгеология» в 2000-2005 гг. на гайотах Федорова, Альба, Паллада, Грамберга, Ита-Май-Тай и Геленджик. Основными методами морских работ ГНЦ «Южморгеология» являлись многолучевое эхолотирование, фототелевизионное профилирование и геологическое опробование.
Эхолотирование проводилось многолучевым эхолотом ЕМ 128-120 81тгас1. Были получены батиметрические цифровые карты строения рельефа дна в масштабе 1:200 000 и 1:50 000, карты интенсивности обратнорассеянного сигнала (сонарные изображения), построены физиографические карты и карты уклонов дна.
Фототелевизионное профилирование выполнялось комплексом «Негпун», что позволило получить информацию о распределении и условиях залегания рудных образований.
Геологическое опробование заключалось в отборе проб методами драгирования и бурения скважин Драгирование выполнялось скальными драгами, бурение - глубоководной буровой установкой ГБУ-0.7/4000. В результате лабораторных исследований проведен химический анализ рудных образований на Мп, Ре, Со, Си, Р2О5, ТЮ2 методом «мокрой химии» в НИПИОкеангеофизика, многоэлеменгный анализ методом 1СР в ВИМС,_ определение физических, прочностных и деформационных свойств рудных образований и горных пород во ВНИИОкеангеология. Проводились палеонтологические и технологические исследования, изучение магматических и фосфатизированных пород.
3. Геология и полезные ископаемые района Магеллановых гор
Магеллановы горы - дугообразная цепь вулканических построек протяженностью около 1200 км, простирающаяся от Марианской системы желобов и поднятий на западе до поднятия Маршапловых островов на востоке и разделяющая Восточно-Марианскую котловину на две впадины: северную - Пигафета (или Минамитори) и южную - Сайпан. В цепи Магеллановых гор выделено два основных звена: западное (от 149 до 156 'в.д. и от 15 до 19 'с.ш.) и восточное (между 155 и 158 "в.д. и 10 и 15 "с.ш.).
В целом Магеллановы горы состоят как из одиночных горных сооружений, так и из вужанотектонических массивов. В пределах цепи развиты островершинные и плосковершинные сооружения (гайоты). Гайоты преобладают в количественном отношении и характеризуются большими размерами. Обычно их основания оконтуриваются изобага-
ми от 5100 до 5600 м, а в юго-восточной части - до 6000 м. Наибольшие поперечные размеры оснований изменяются от 70 до 130 км, иногда до 180 км, площадь достигает 9000 км2. Вершинные поверхности расположены в батиметрическом интервале от 1400 до 2650 м. Плато представлены субгоризонтальными или пологонаклонными поверхностями с уклонами от 0 до 2°, иногда осложненными вулканическими конусами и куполами, поперечные размеры изменяются от 15x10 до 80x30 км, площади достигают 2300 км2. Склоны обладают выпукло-вогнутым профилем. Выпуклыми являются верхние части склонов (интервал 1800— 2600 м) ниже бровки вершинной поверхности с уклонами 15-20° и более. В центральных частях (интервал глубин 2600-4000 м) крутизна понижается и составляет 10-12°. У подножий, в батиметрическом интервале 4000-5600 м, склоны пологие (2-8°). Склоны нередко осложнены протяженными отрогами и сателлитными вулканическими постройками. Переход в предгорную равнину фиксируется перегибом на глубинах 5000-5600 м.
Островершинных гор в цепи меньше, чем гайотов, площади их оснований около 1500 км2. Они оконтуриваются изобатами 5400-5600 м; формы в основном изометрич-ные или удлиненные с наибольшими размерами, не превышающими 55 км. Минимальные отметки достигают 1800, редко 1500 м, а высота составляет 2500-3500 м.
Равнины межгорных впадин обладают пологохолмистыми поверхностями с уклонами 1-3°. На глубинах 5400-5800 м отмечается плавный переход к абиссальным котловинам с глубинами дна до 6100 м. Поверхности котловин субгоризонтальны и выровнены.
Геологическое строение. Район Магеллановых гор сложен вулканогенными и осадочными образованиями, возраст которых лежит в диапазоне от поздней юры до четвертичного. В геологическом строении горных сооружений выделяется три структурно-формационных яруса. Нижний, распространенный в батиметрическом интервале 5200-3000 м, сложен преимущественно то лентами гавайского типа Второй ярус слагают субщелочные базальты, оливин-плагиоклазовые базальты, плагиобазальты, трахиба-зальты, анкарамиты и фонолиты. Эти породы встречаются с глубин 4000 м, но широко распространены выше 3000 м. Породы обоих ярусов относятся к толеит-щелочнобазальтовой ассоциации. Временной интервал их формирования был определен второй половиной раннего мела. Третий ярус сложен осадочными породами нижнего и верхнего мела, кайнозойскими породами и рыхлыми осадками.
В межгорных котловинах, по данным глубоководного бурения, в основании разреза залегают базальты океанических плит (плитобазальты) средней - верхней юры (мощностью порядка 40 м). Мощность отложений верхней юры - 73 м, а берриасс - валанжинских - 52 м. Выше залегают апт (?) - альбские вулканические турбидигы, мощность которых достигает 190 м. Разрез верхнего мела по нижний кампан включительно сложен коричневыми кремнями и порцелланитами; мощность отложений составляет 63 м. Венчает разрез пачка «красных пелагических глин» верхнего мела - кайнозоя общей мощностью 64 м В ней вьщеляются отложения кампана (?) - Маастрихта, палеоцена и кайнозоя.
Магеллановы горы входят в Восточно-Марианскую петрологическую провинцию, основными чертами которой являются позднеюрско-меловой возраст вулканических построек и распространенность титанистой толеит-щелочнобазальтовой ассоциации гавайского типа. Магматические образования представлены вулканическими, в меньшей степени субвулканическими разновидностями и подразделяются на четыре комплекса.
К первому комплексу относятся спилиты, метабазальты, метадолериты, туфы (включая гиалокластиты), слагающие океанические плиты. Ими построены основания подводных гор.
Ко второму отнесены породы, слагающие непосредственно тела гайотов. Здесь выделяют оливиновые, оливин-плагиоклазовые, оливин-салитовые и плагиоклазовые базальты, реже океаниты, муджиериты, анкарамиты, трахибазальты, трахиандезиты, тефриты и фонолиты.
Третий и четвертый комплекс связаны с позднейшим проявлением вулканизма в Маастрихте и кайнозое; последний представлен щелочными базальтоидами (базанита-ми), слагающими шлаколавовые конусы на плато некоторых гайотов.
Согласно В.И. Головинскому (1985), формирование вулканов связано с активизацией тектонической и вулканической деятельности на рубеже юры и мела, в процессе которой и развивались линейные разрывные нарушения. В целом магнитное поле над Магеллановыми горами представлено линейно вытянутой в субширотном направлении зоной отрицательных значений ДТ^ достигающих 1000 нТл. Южнее и севернее отмечается спокойное поле.
Высокая вулканотектоническая активность продолжалась с поздней юры до раннего миоцена. В аптское время в результате абразионной деятельности происходит разрушение верхней части горных сооружений и образование атоллов. Во время сеноманской трансгрессии большинство гайотов погружается под воду. В течение позднего мела происходит постепенное погружение, но вершины остаются на относительно небольших глубинах. В кайнозое вершина опускается до глубин пелагиали, и гайот существует в стадии подводной горы.
Среди железомарганцевых руд гайотов выделяют корки, корково-конкреционные образования (ККО) и железомарганцевые конкреции (ЖМК). До 80 % рудных образований представлены корками, конкреционные образования составляют около 20 %. Корки представляют промышленный интерес при толщине рудной оболочки от 4 см и более. Средняя плотность залегания корок в ггоеделах Магеллановых гор 96.7 кг/м2, а площадь их развития составляет более 17 000 км .
Помимо железомарганцевого оруденения, на Магеллановых горах широко распространены фосфориты, отмеченные в зонах обнажения коренных пород на склонах или вершинах гайотов, а также в осыпях, и представленные различными породами с содержанием Р205 более 10 %. Преобладают фосфориты по планктоногенным кокколитовым и кокколит-фораминиферовым известнякам, брекчиям с аналогичным цементом, меньше - по известнякам рифовой фации, иногда базальтам. Фосфориты образованы по породам, имевшим тесные фациальные переходы и общий возраст формирования - от позднемелового до эоценового.
4. Строение и состав кобальтоносных марганцевых корок
Корками называют сплошные покровы гидроксвдов железа и марганца, облекающие выходы коренных пород, а также корковые плиты, представляющие собой дезинтегрированные фрагменты коронных покровов, поверхности которых покрыты более поздними слоями рудного вещества Предложено выделять три уровня организации рельефа корок: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф [Мельников, 2002]. Контакты корок с субстратом обьино четкие, резкие на прочных массивных породах или постепенные со значительной
степенью оруденення приконтактовой зоны субстрата, если последний представлен относительно мягкими измененными породами (известняки, туфы, туффиты).
Одной из основных характеристик корок является их мощность (толщина). На гайоте Федорова максимально выявленная мощность составила 24 см при основном промьпиленно значимом интервале значений 4-15 см, для гайота Альба эти показатели - 12 и 4-10 см. Мощности корок на субгоризонтальных поверхностях выше, чем на крутопадающих, что подтверждено наблюдениями с подводных аппаратов. Выявлено, что субстрата, наиболее благоприятного для роста корок, не существует - наибольшие мощности они образуют на тех породах, которые обнажены в максимально благоприятных условиях. Наименьшие средние значения мощностей на обоих гайотах отмечены на глинах, имеющих наименьшую степень литификации. Мощности корок максимальны в интервале глубин от 800 до 1500 м, что часто связывается с вертикальной зональностью океанских вод.
Многие исследователи говорят о контроле коркообразования абсолютной глубиной океана в связи с наличием в водной толще на различных глубинах физико-химических барьеров - слоя кислородного минимума, лизоклина, уровня карбонатной компенсации и других. По мнению других исследователей, можно отметить лишь общий тренд уменьшения мощности корок с глубиной, что связывается со стабильностью верхних частей склонов при нарастающей нестабильности нижних.
Разрез корок состоит из различного числа слоев. Сводный разрез корок определенного района построен постоянным их числом: Магеллановых гор, поднятия Маршалло-вых островов - четырьмя слоями, поднятия Маркус-Уэйк, Уэйк-Неккер - тремя слоями. Проведена детальная стратификация разреза корок Магеллановых гор и поднятия Мар-кус-Уэйк [Мельников, Пуляева, 1994].
В основании разреза находится слой, известный как «антрацитовый». Его вещество на сколе иссиня-черного цвета, с алмазным блеском, раковистым изломом, иногда чешуйчатой отдельностью. Текстура тонкослоистая, структура - тонкопараллельнослоистая. Характерно наличие межслоевых и секущих фосфатных прожилков. Вещество слоя в значительной степени преобразовано, материал прочный, плотный. Слою присвоен индекс 1-1. Выше залегает слой пятнистого облика. По степени преобразования материала, насыщенности фосфатным веществом, физическим свойствам он сходен с «антрацитовым». Пятнистость обусловлена сочетанием черных столбцов и глобуль рудного вещества и твердого, плотного фосфатного материала, заполняющего ингерстиции между рудными выделениями. Преобладают гигантостолбчатые структуры. Слой обозначен 1-2. Еще выше залегает пестроокрашенный слой П радиально-столбчатого строения. Нерудный компонент - глинистый или карбонатно-глинистый. Структура гигантосголбчатая. Контакт с нижележащим слоем четкий, иногда с угловым несогласием. Завершает разрез слой Ш, наиболее изменчивый по мощности и строению, однако, достаточно стабильный по вещественному составу. Обычно этот слой массивного облика и черного с буроватым оттенком цвета. Иногда текстура столбчатая, пористая или пятнистая. Нерудные включения чаще всего отсутствуют. Преобладают столбчатые структуры, встречаются короткостолбчатые, микроламинационные. Контакт со II слоем резкий или постепенный. В отдельных образцах отмечены фрагменты реликтового слоя (Л), подстилающего зону 1-1. Обычно такой слой обладает мозаично-блоковой текстурой. Блоки повернуты и смещены относительно друг друга. Структуры в них столбчатые, тонкослоистые, фестончатые. Слой обильно насыщен нерудным компонентом преимущественно фосфатного состава
Возраст. На основе анализа видового состава кокколитофорид, произведена датировка основных элементов и охарактеризована возрастная стратификация полного разреза корок [Мельников, Пуляева, 1994]. В реликтовом слое выделено два возрастных интервала: более древний - Н, сформирован в кампан-маастрихте, более молодой, , был отнесен к позднему палеоцену - раннему эоцену (?). Возраст слоя 1-1 - поздний палеоцен - ранний эоцен. Слой 1-2 средний - поздний эоцен. Слой П сформирован в течение миоцена, а слой Ш -плиоцен - четвертичного времени. Очевидно наличие в разрезе существенных стратиграфических перерывов продолжительностью несколько миллионов лет.
В минеральном составе корок резко преобладают слабоокристаллизованные гидро-ксиды марганца и железа, находящиеся в тесном срастании, поэтому их изучение возможно только при помощи инструментальных методов. Основными рудными минералами корок являются Мп-ферроксигит и Ре-вернадит. Из 10 А гидроксидов марганца слоистой структуры наиболее широко развит неустойчивый бузерит. 5 А-минерал, 10 А минерал туннельной структуры тодорокит и 7 А минерал - бернессит встречаются в корках нечасто. Среди гидроксидов железа также диагностируются гетит и ферригцдрит.
Основными нерудными минералами являются кварц, полевые шпаты, апатит, цеолиты, глинистые минералы. Установлено большое количество минералов аутигенного и эдафогенного происхождения.
Состав слоев характеризуется такими минеральными ассоциациями.
Слои 1-1 и 1-2: Ре-вернадит - Мп-ферроксигиг - апатит.
Слой П: Ре-вернадит - Мп-ферроксигит - комплекс эдафогенных и аутогенных примесей.
Слой III: Ре-вернадит - Мп-ферроксигит - кварц.
Реликтовый слой состоит из асболана, «5А-минерала» и тонкодисперсного гетита Вернадиг, ферроксигит и ферригцдрит находятся в подчиненном количестве. В примесных количествах присутствует тодорокит. Фосфаты и карбонаты слагают нерудную часть.
При изучении химического состава анализировался состав в целом, содержания различных элементов в зависимости от подстилающих субстратов, а также послойный состав.
Химический состав корок приведен в таблице 1.
Таблица 1 - Химический состав корок гайотов Федорова и Альба
Компоненты Гайог Федорова Гайсгг Альба
Среднее, % Вариация Выборка Среднее, % Вариация Выборка
Железо 15.95 13 261 16.68 11 188
Марганец 21.39 12 267 20.83 12 189
Кобальт 0.58 23 267 0.59 19 188
Никель 0.44 16 267 0.43 18 188
Медь 0.122 24 267 0.120 26 188
р2о5 3.31 61 210 2.10 63 150
Титан 1.29 45 41 1.41 15 8
Мп/Ре 1.36 16 261 1.26 14 188
В корках гайота Федорова выявлены более низкая железистость и повышенные концентрации марганца и оксида фосфора (V). Содержания кобальта, никеля и меди на обоих гайотах примерно равные. В аналитическом центре ВИМС выполнен многоэлементный анализ и анализ содержаний петрогенных компонентов. Содержания петрогенных компонентов от гайота к гайоту принципиально не меняются.
Среди химических элементов выделены группы по степени концентрации:
1) не выше 1 г/т: цезий, тантал, благородные металлы;
2) до 10 г/т: литий, рубидий, бериллий, селен, кадмий, гафний;
3) до 100 г/г вольфрам, скандий, хром, олово, ниобий, сурьма, галлий, теллур, висмут, уран, торий;
4) до 1000 г/т: цинк, молибден, цирконий, мышьяк, ванадий, таллий;
5) свыше 1 кг/т: свинец, стронций, барий, иногда церий.
Установлено, что два верхних и два нижних слоя сходны по составу между собой, а указанные пары слоев существенно различаются. Для нижней пары характерны пониженные концентрации рудообразующих металлов, пониженная железистость и высокие концентрации фосфатов Слой 1-1 обладает более высокими содержаниями марганца и кобальта, слой 1-2 - никеля, меди и фосфора Реликтовый слой характеризуется максимальными концентрациями фосфатов и минимальными концентрациями полезных компонентов. Верхняя пара слоев, напротив, проявляет наиболее высокие концентрации полезных компонентов и наименьшие - фосфатов. Для слоя П характерны повышенные концентрации меди, титана и фосфора. Для слоя III - марганца, кобальта, никеля, наиболее высокая железистость и максимальные концентрации всех рудных компонентов.
5. Геологическое строение рудных полей кобальтомарганцевых корок
(на примере гайотов Федорова и Альба)
Гайот Федорова расположен на восточном участке цепи Магеллановых гор. В плане гайот представляет сложное горное сооружение дугообразной формы, образованное двумя сросшимися вулканическими постройками - западной и восточной. Сооружение оконтури-вается изобатой 5500 м, размеры основания западной и восточной построек в контурах изобаты 110x66 км и 83x65 км соответственно. Обе постройки осложняют отроги различного простирания и протяженности. На юго-западе находится крупная сателлитная постройка. Очертания субгоризонтальных вершинных поверхностей обеих построек повторяют форму оснований и имеют размеры 79x28 (западное плато) и 42x18 км (восточное). Строение вершинных плато различно: поверхность западной постройки, расположенная в интервале глубин 1500-1750 м, полого погружается от центра к периферии. Уклоны изменяются от 0.5 до 4°. На восточной постройке наиболее приподнятая восточная часть расположена на уровне 1300 м и ограничена со всех сторон крутыми склонами за исключением юго-западного, который, постепенно погружаясь, переходит в седловину. Уклон поверхности в юго-западном направлении около 1°. Бровка восточного плато фиксируется выпуклым перегибом склона. Обе вершинные поверхности осложнены куполовидными и конусовидными холмами и редкими уступами. Субгоризонтальная поверхность седловины, разделяющей вершинные поверхности, расположена в интервале глубин 2000-2050 м. Она обладает неправильно-прямоугольными очертаниями и поперечными размерами 2.4x1.7 км. Склоны от обоих вершинных плато к базису седловины погружаются ступенчато. Склоны горного сооружения сложены поверхностями крутизной от 4 до 25° и более. Наиболее крутые обрывистые поверхности, с уклонами более 20°, опоясывают вершинные плато, иногда опускаясь до глубин 2500 и даже 3500 м. Крутизна
поверхностей подножья составляет 4-10°. Склоны, как и вершинные поверхности, осложнены многочисленными мезоформами - вулканическими конусами и куполами, грядами, террасами, ступенями и уступами. Отражен генезис поверхностей: транзит осадков с элементами аккумуляции на большей части вершинных плато; периферические участки вершинных плато отнесены к зонам эрозии с элементами транзита осадков; поверхности склонов - денудационного происхождения с выраженными акваколлюви-альными конусами выноса грубообломочного материала; конусовидные и куполовидные постройки - вулканического генезиса; поверхности предгорных впадин и зон перехода к ним отнесены к аккумулятивным поверхностям.
Гайот Альба относится к западному участку цепи. В плане гайот представляет собой горное сооружение, состоящее из основного тела и ряда сателлитов Обладает четырехугольной формой с отрогами на каждом углу. Оконтуривается изобатой 5100 м и имеет размеры основания 126x90 км. С различных сторон окружен впадинами глубиной до 5600 м Очертания вершины в целом повторяют очертания основания. Бровка повсеместно выражена хорошо и расположена в интервале глубин 1400-1500 м Отроги, примыкающие по углам, выражены уже на уровне вершинной поверхности. Размеры вершинной поверхности по бровке составляют 46x35 км. Она представляет собой плато со слабым (0.5-2®) уклоном поверхностей от центра к периферии В северной половине вершины локализован ряд молодых конусовидных построек. В южной части южного отрога расположен гайот-сателлит. Склоны гайота характеризуются широко проявленной тер-расированностью и обладают ступенчатым профилем, обусловленным чередованием субгоризонтальных ступеней и крутых уступов. В интервале 1500-3000 м преобладают поверхности крутизной более 20°. Глубже склоны в общем случае становятся более пологими (8-15°), лишь на локальных участках сохраняя крутизну до 20, иногда 30° и более. Как и на гайоте Федорова, склоны покрыты многочисленными осложняющими мезоформами рельефа. Генезис поверхностей аналогичен описанным на гайоте Федорова.
Вулканические купола и конусы имеют различный возраст: куполообразные структуры, вероятно, приобрели свои сглаженные очертания в результате подводного выветривания и являются более древними по отношению к конусовидным постройкам. Так, на вершинном плато гайота Альба детально изучены пять конических построек миоценового возраста; купол эоценового возраста опробован в седловинной зоне гайота Федорова [Мельников и др., 2000].
Геологическое строение гайотов Федорова и Альба в определенной степени схоже: разрез слагают вулканогенные, вулканогенно-осадочные и осадочные образования мезозоя - кайнозоя. В основании лежат базальтоиды верхней юры - раннего мела, представленные породами анкарамитово - трахибазальтовой ассоциации.
Выделено шесть разновозрастных комплексов биогенных и обломочных пород и осадков - раннемеловой, апт-туронский, сантон-маастрихтский, позднепалеоценовый-эоценовый, миоценовый и плиоцен-четвертичный. Обломочные породы представлены брекчиями, гравелитами, песчаниками, глинами Среди биогенных выделяются известняки рифовой фации и планктоногенные известняки. Венчают разрез плиоцен четвертичные кокколитово - фораминиферовые осадки.
Среди магматических образований по петрографическому составу и их геолого-геохимическим характеристикам выделены три комплекса пород.
Первый (пьедестал гайотов) представлен серией дифференцированных толеитов островного типа с преобладанием лав.
Второй (верхняя усеченная часть) состоит из субщелочных и щелочных базальтов.
Третий (шлаколавовые конусы на плагго гайотов) представлен серией щелочных ба-зальтоидов (базанитов) и вулканокластических пород.
Возраст двух первых комплексов на современном этапе отнесен к раннему мелу. Абсолютный возраст базанитов К-Аг методом был датирован нижним-средним миоценом.
В строении аномального магнитного поля обоих гайотов основную роль играют линейные субширотные отрицательные аномалии. Интенсивность аномалий изменяется от минус 700 до минус 1100 нТл с амплитудой от 400 до 900 нТл на гайоте Федорова и от минус 850 до минус 1350 нТл с амплитудой от 400 до 800 нТл на гайоте Альба.
Характер аномального магнитного поля обоих гайотов, в сопоставлении с детальными данными о строении рельефа дна и геологическим строением, позволяет предположить, что тектоническая составляющая играла основную рельефообразующую роль при их формировании. Вероятно, первоначально основные тела обоих гайотов являлись целостными и были подняты по глубинным разломам. Гайот Федорова разломом северо-западного простирания разделился на две постройки, которые в дальнейшем развивались в значительной мере самостоятельно На гайоте Альба воздымание происходило по широтным разломам глубокого заложения. В меридиональном же направлении произошло обрушение. После этого главным рельефообразующим процессом становится вулканический.
Распределение рудных образований. Как для всех подводных гор, для изученных гайотов характерна система концентрической зональности, в которой центральную часть поля занимает безрудная зона, приуроченная к вершинным плато, покрытым неконсолидированными осадками. По периферии вершинного плато покровы корок существенно присыпаны осадками, нередко ассоциируют с конкрециями. Ширина такой полосы рудных образований - от первых сотен метров до первых километров. Ниже бровки наиболее крутые склоны окаймляются непрерывной полосой развития ненарушенных покровов корок, практически свободных от осадков. Ширина полосы изменяется от 1 до 3 км, а ее нижняя граница прослеживается до глубин 2200-2400 м, опускаясь на отрогах до 3000 м Ниже этой зоны происходит чередование полос с различным характером оруде-нения. Полосы не охватывают всего периметра гайота из-за горизонтальной расчлененности склонов Многолучевое эхолотирование показало, что в структуре оруденения гайотов, кроме концентрических черт, присутствуют и радиальные, обусловленные склоновыми процессами. Фактически это зоны склоновой аккумуляции, приуроченные к различным ложбинам, промоинам, а иногда и к поверхностям гребней.
Вьщелено две фации оруденения. К первой отнесены корки на пологонаклонных поверхностях (на периферических частях вершин и ступенях, в седловинах). Здесь преимущественно развиты сплошные «бронирующие» покровы корок, чередующиеся с участками ранней стадии дезинтеграции покровов, разбитых редкими трещинами, при отсутствии или несущественном смещении плит. Отмечается различная степень присыпанное™ корок карбонатными осадками (от менее 10 до 40, иногда 60 %). Вторая охватывает склоны гайота ниже бровки и прослеживается до глубин 3500 м, иногда более. Сплошные покровы отмечаются реже. Обычно корки в определенной степени дезинтегрированы, а в нижней части зоны представлены осыпями, в которых их обломки перемешаны с обломками пород, единичными конкрециями и ККО. Степень присыпанности дна рыхлыми осадками зависит от крутизны склонов. На участках с крутизной более 12° она не превышает 10 %. С выполаживанием склонов степень присыпанности увеличивается; к обширным субгоризонтальным ступеням приурочены локальные безрудные участки.
В результате построения частотных распределений мощностей корок по интервалам глубин отмечено, что на гайоте Федорова более трех четвертей значений мощности выше 7 см наблюдаются на глубинах менее 2 км, а корок мощностью менее 1 см здесь вообще не отмечено. Напротив, на глубинах больше 2.5 км доля корок мощностью менее 4 см составляет 48 %. На гайоте Алъба к глубинам мельче 1440 м относятся корки, покрывающие миоценовые вулканические конуса и окружающие их площади, мощности не превышают 4.5 см. В интервале 1440 - 2500 м доля корок с мощностями менее 4 см не превышает трети, а более 7 см составляет более четверти. В интервале 2500 - 3000 м сокращается доля корок мощностью свыше 7 см, но средняя мощность - 4 3 см. Глубже 3000 м менее 45 % корок характеризуется мощностью более 4 см, средняя мощность - 3.2 см.
По результатам бурения отмечено, что средняя мощность корок на пологих поверхностях существенно превышает аналогичный показатель на склонах (для гайота Федорова, в среднем, 12 против 7 см; для Альба - 8.2 против 6 см), а изменчивость мощности зависит, главным образом, от изменчивости состава разреза: резкое сокращение мощности наблюдается при выпадении из разреза какого-либо из слоев [Ме1шкоу е. а., 2002].
Строение рудных залежей На обоих гайотах выделено по 7 рудных залежей, расположенных на склонах и периферии вершинных поверхностей. Залежи обладают различной формой (чаще всего лентовидной, серповидной, встречаются изометричной, V-образной, Х-образной), расположены в продуктивном интервале глубин от 1450 м (на вершинном плато) до 3000 м, занимают площади от 10 до 400 км2 и более. На гайоте Федорова наиболее перспективными признаны залежи, находящиеся в седловине и на северо-западном отроге; в их пределах выполнены детализационные работы (рис. 1). В пределах гайота Альба две наиболее крупные и перспективные залежи расположены на южном и юго-западном отрогах с прилегающими к ним участками склонов (рис. 2).
6. Горно-геологические условия месторождений кобальтоносных марганцевых корок
Горно-геологические условия изучаются с целью выявления оптимальной схемы разведочных и эксплуатационных работ, параметров и технических характеристик проектируемого добычного агрегата. Основу для их оценки составляют результаты исследований рельефа дна, характера залегания руд, физико-механических свойств рудных образований и субстрата, а также гидродинамического режима придонных вод (рис. 3).
Основными параметрами рельефа являются его абсолютные отметки, градиенты их изменчивости (уклоны дна) и относительные превышения (расчлененность рельефа дна, выраженная в развитых мезоформах рельефа).
Уклоны поверхностей дна. В результате построения гистограмм распределения уклонов поверхностей для гайотов в целом и в пределах рудных залежей выявлен бимодальный характер параметра: первая мода сформирована в основном вершинными поверхностями (на гайоте Альба - преобладает в процентном отношении), вторая соответствует поверхностям склонов. Анализ распределения ресурсов корок по уклонам дна в целом по гайоту Федорова показал, что половина ресурсов месторождения - 51 % - располагается на площадях с уклонами более 20°. Субгоризонтальные и пологонаклонные участки со склонами до 10° вмещают 29 % руды.
Рис 3 Горно-геологические условия эксплуатации кобапьтоносшых марганцевых корок
На гайоте Альба на площадях с уклонами дна более 20° располагается 46 % ресурсов. Субгоризонтальные и пологонаклонные поверхности с уклонами дна до 10° вмещают 25 %. На обоих гайотах на участках с уклонами дна до 15° доля ресурсов преобладает над долей площадей, к которым они приурочены. На склонах круче 15° доля ресурсов ниже доли этих площадей. Таким образом, уклон 15° служит естественной границей областей залегания скоплений корок в пределах субгоризонтальных и пологонаклонных поверхностей и крутых склонов при подсчете ресурсов корок. Площади с крутизной до 15° в каждой залежи занимают в среднем 35 %.
Мезоформы рельефа дна. Мезо- и микроформы рельефа дна, развитые в пределах гайогов, подлежат изучению, так как они могут явиться препятствиями при передвижении и эксплуатации добычного агрегата. Мезоформы разделены на площадные - конусы, купола, террасы и линейные структуры - уступы, отроги, гребни, ложбины.
На обоих гайотах повсеместно развиты вулканические сооружения. Конусы характеризуются островершинной поверхностью и крутыми склонами (от 15 до 30°), купола -выровненной поверхностью вершины и более пологими склонами (от 7 до 12°). На поверхности гайота Федорова на каждой тысяче квадратных километров находится примерно 8.7 вулканических конусов и 2.4 куполов. Диаметр их основания достигает 3 км, а высота до 300, в единичных случаях до 400 м. На поверхности гайота Альба на каждой тысяче квадратных километров расположено примерно 7.2 вулканических конусов и 7.3 куполов. Высота достигает 550 м, в единичных случаях до 800 м, диаметр основания до 10, в единичных случаях 16 км.
На поверхности гайота Федорова наибольшее количество террас находится на восточной постройке с их концентрацией на восточном склоне. Встречаемость этих форм рельефа повышается в пределах отрогов. На поверхности гайота Альба наибольшее количество структур находится на южном, западном и северо-восточном склонах, наименьшее - на севере и северо-западе гайота. На обоих гайотах они расположены в широ-
ком спектре значений глубин - от 2 и менее до 5.5 км и более. Вероятно, среди террас имеют место как аккумулятивные, так и структурные.
Многочисленные линейные мезоформы по отношению к простиранию склонов подразделяются на: 1) простирающиеся вдоль склонов - уступы; 2) простирающиеся вкрест склона - могут присутствовать трещины, ложбины, узкие гребни, узкие валы; 3) танген-ииалъные или пересекающие склон наискось - выражены теми же формами рельефа, что и предыдущие и имеют явную тектоническую природу. Наиболее отчетливо все они выражены на отрогах обоих гайотов и ответственны за их форму.
В пределах рудных залежей осложняющие мезоформы широко распространены, и их необходимо учитывать при проектировании добычного агрегата и последующей добыче руды. Также необходимо учитывать различное утерянное оборудование, являющееся техногенным препятствием при эксплуатации месторождений.
Условия залегания корок оцениваются на основе визуально определяемых параметров их состояния. К мезорельефу относятся положительные и отрицательные формы рельефа поверхности корок дециметровой размерности, являющиеся функцией поверхности микрорельефа субстрата [Мельников, 2002]. В работе обобщен имеющийся по теме материал и предложена схема для выделения типов расчлененности рельефа дна, представляющая собой двухмерную диаграмму, где по оси абсцисс показана горизонтальная расчлененность (по количеству элементов), а по оси ординат - вертикальная (по градациям относительных превышений). Всего выделено 5 типов расчлененности рельефа дна - от низкой (I) до максимальной (V). По предложенной методике просмотрены и обработаны фотопрофиля на гайоте Федорова и привлечены имеющиеся данные по другим гайотам Выявлено, что преобладание умеренной (П) или средней 011) степени расчлененности характерно как для гайота Федорова, так и для других гайотов Магеллановых гор.
Степень присыпанности корок. Обработка материалов более 2000 км фотопрофилирования показала, что корки в той или иной мере присыпаны плиоцен-четвертичными рыхлыми осадками. Степень присыпанности изменяется от полного отсутствия осадков (0 %) до полного погребения корок (100 %). Как правило, максимально обнажены залежи, расположенные на крутых склонах, а также в зонах повышенной гидродинамической активности. Наиболее присыпаны застойные участки на вершинных поверхностях гайотов, ступенях склонов. Присыпанносгь в пределах залежи может изменяться закономерно или незакономерно. В процессе работы выделены 5 градаций различной степени присыпанности покровов корок осадками: от менее 20 % до 80 - 100 %; построена схема распределения присыпанности корок рыхлыми осадками на гайоте Федорова, а также на ряде других гайотов. Выяснено, что в пределах рудных залежей подводных гор площади с низкой (0-20 %) присыпанностыо занимают от 40 до 60 % территории, максимально присыпаны не более 10 % площадей. На гайоте Федорова около 60 % площадей характеризуются максимальной степенью обнаженности с присыпанностыо не выше 20 % и только на 10 % площадей присыпанносгь составляет от 60 до 100 %, то есть по этому параметру он расположен в благоприятных условиях.
Степень дезинтеграции корок Корки залегают в основном или в виде площадных непрерывных покровов, или в виде корковых плит. В то же время, общим случаем является последовательная дезинтеграция с увеличением угла наклона поверхностей субстрата [Мельников и др., 1995]. Для гайота Федорова построена схема районирования по степени дезинтеграции покровов корок, на которой выделены рудные области недезин-тегрированных и слабодезинтегрированных покровов корок (составляют около 46 %
площадей рудных залежей), средней степени дезинтеграции (45 %) и высокой степени дезинтеграции (около 9 %). Выявлено, что для всех исследованных гайотов Магеллановых гор имеют место общие закономерности в распределении степени дезинтеграции корковых покровов, которые выражаются в преобладающем развитии низкой или низкой и средней степени дезинтеграции при подчиненном значении высокой степени дезинтеграции покровов корок в пределах рудных залежей.
Наличие ассоциирующих конкреционных образований. С корками нередко ассоциируют конкреции и корково-конкреционные образования Вершинные конкреции могут слагать отдельные поля или находиться совместно с корками; склоновые конкреции распределены неравномерно и в основном связаны с зонами развития осадков, а также находятся в трещинах между участками корок, затронутых дезинтеграцией. На гайоте Федорова такие площади развиты ограничено, в целом по гайоту составляя не более 30 %, в пределах же наиболее перспективных залежей - не превышая 10 %. На гайоте Альба области совместного залегания различных типов руд достигают 50 %.
Рассмотрены условия залегания корок в пределах рудных залежей обоих гайотов с характеристикой изменения параметров. Отмечено, что выявленные для гайотов в целом закономерности прослеживаются и по рудным залежам.
Свойства корок и (убстрата. Эти характеристики необходимы при оценке прогнозных ресурсов (подсчете запасов) месторождения, выявлении общих закономерностей и их изменчивости по площади, а также для установки оптимальных параметров и технических характеристик добычного агрегата с целью эксплуатации Методами изучения являются исследования петрофизических, химических и инженерных свойств корок и их слоев, а также субстрата в результате отбора проб и их последующего лабораторного анализа
К петрофизическим свойствам корок относятся влажность и плотность, на основе которых вычисляются другие параметры (плотность скелета, плотность минеральной части). Среднее значение плотности корок гайота Федорова несколько выше, чем для гайота Альба, в то время как среднее значение влажности - немного ниже. Это связано с большей средней мощностью корок первого из гайотов в связи с большей мощностью нижних фосфатизированных слоев в разрезе, характеризующихся повышенной плотностью и пониженной влажностью. У корок показатели плотности изменяются в интервале от 1.6 до 2.21 г/см3, пористости - от 53 до 78 %, коэффициент пористости 1.12-3.57, значения влажности находятся в пределах от 25 до 50 %. Петрофизические и инженерные свойства корок в целом определяются совокупностью свойств каждого из слагающих их слоев Нижние фосфатизированные слои корок являются наиболее плотными и наименее влажными, в то время как верхняя часть разреза характеризуется противоположными значениями параметров, причем наименее плотной и наиболее влажной является «сухаристая» разновидность слоя Ш. Сходимость показателей физических свойств всех исследованных гайотов довольно высокая.
Выявлено, что прочностные характеристики у конкреций и корково-конкреционных образований выше, чем у корок (возможно, за счет присутствия в ядрах пород с высокой прочностью). Значения всех инженерных свойств характеризуются полимодальным распределением, связанным со слоистой текстурой корок и непостоянством количества и состава слоев в их разрезе, которым и присущи данные значения. Основная мода предела прочности на растяжение приходится на интервал 0.15-0 9 МПа, предела прочности на сжатие - от 2 до 8 МПа. Так, преобладание в разрезе корок нижних фосфатизированных слоев (1-1,1-2) увеличивает значения прочности испытуемых образцов. Напротив,
при преобладании верхних слоев (П, П1), незатронутых в значительной степени диаге-нетическими преобразованиями, прочность образцов снижается. Для деформационных свойств слоев также характерно снижение значений показателей от нижних слоев к верхним. Подавляющее большинство образцов показывают прочность на сжатие менее 10 МПа и лишь 10 % определений - большую. В результате проведенного районирования площадей по строению разрезов корок на гайоте Федорова было выяснено, что наибольшим распространением пользуются четырех- и трехслойные корки, характеризующиеся повышенными прочностными и деформационными свойствами.
Физико-механические свойства субстрата. Наибольшей плотностью обладают базальты, рифогенные известняки и брекчии, наименьшей - глины, вулканокластические породы (туфы, туффиты и др.) и песчаники Наибольшая влажность присуща глинам и кокколит-фораминиферовым известнякам, наименьшая - базальтам и рифогенным известнякам. Наименьшей изменчивостью характеризуется плотность минеральной части пород. Для всех пород характерна повышенная пористость, причем наиболее высока она у глин, вулканокластических пород и кокколит-фораминиферовых известняков.
Наибольшей прочностью характеризуются базальты. Следующую по прочности группу составляют рифогенные известняки и брекчии. Еще более низкие значения характеризуют песчаники, кокколит-фораминиферовые известняки и вулканокластические породы Наименее прочны глины. Наиболее устойчивы к деформациям рифогенные известняки, затем брекчии, базальты. Песчаники и кокколит-фораминиферовые известняки характеризуются сходными показателями. Для глин зафиксированы наименьшие значения модуля упругости.
Большинство пород субстрата является надежным основанием для разведочной и добычной техники. Исключение составляют слаболитифицированные фораминиферовые известняки, смектитизированные туфы и глины, с низкими значениями прочностных и деформационных показателей, но они не являются преобладающими и ограниченно распространены в пределах рудных залежей.
Химический состав субстрата рассматривается потому, что он может оказывать непосредственное влияние на технологический процесс переработки корок из-за вовлечения в добываемую рудную массу. Согласно исследованиям, проведенным в ЦНИГРИ, все субстраты можно разделить на два типа. К первому относятся породы с нейтральными свойствами, представленные силикатами или алюмосиликатами (базальты и вул-канокласгиты). Ко второму - породы, являющиеся вредными примесями, среди которых следует выделять существенно карбонатные или фосфатно-карбонатные (известняки различного генезиса) и карбонатно-силикатные или фосфатно-карбонатно-силикатные (эдафогенные брекчии и конгломераты).
Для ряда гайотов Магеллановых гор было проведено районирование залежей по типам субстратов. В целом, в различной степени неблагоприятные субстраты занимают более половины площади залежей. Наиболее перспективен в этом отношении гайот Альба, где неблагоприятные субстраты составляют чуть более четверти площади.
Гидродинамические условия. При наличии в донных агрегатах элементов конструкций с нулевой плавучестью необходимо знать направления и скорости придонных течений непосредственно над рабочим пространством, то есть в придонном слое воды. Также следует знать направление сноса неконсолидированного осадочного материала и шлама при разработке залежей. Для успешной эксплуатации частей, связывающих агрегат с добычным судном, следует иметь представления о гидродинамическом режиме водной толщи.
В главе рассмотрены особенности придонной гидродинамики, стратификация водной толщи с выделением пяти типов вод. Отмечено, что направления и скорости течений подчиняются общей системе циркуляции вод в регионе. Очевидно, что гидродинамическая активность в районе убывает с глубиной. Ни в одном из водных слоев скорости течений не превышают 70 см/с, и это, по-видимому, не станет существенно осложняющим фактором для систем коммуникаций обеспечивающего и добычного судна с агрегатом сбора
7. Модель горно-геологических условий типового месторождения глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа
Для северо-западной приэкваториальной части Тихого океана создана идеализированная модель месторождения кобальтоносных марганцевых корок, которая пространственно ассоциируется с отдельно стоящим гайотом (УиЫсо е.а., 2000; Мирчинк и др., 2001; Юбко и др., 2001; Юбко, Мельников 2001, 2003). Месторождение характеризуется концентрически-зональным размещением руд с центром зональности на вершинной поверхности, которая чаще всего представляет собой безрудную зону. Структура зональности склонов характеризуется чередованием зон с различными параметрами орудене-ния, находящихся в едином батиметрическом интервале и единой геоморфологической обстановке. Зона развития корок охватывает кольцом склоны и периферические части вершинной поверхности. Рассмотрен также генетический аспект глубоководного мар-ганцеворудного процесса Однако вопросы, касающиеся горно-геологических условий локализации типового месторождения корок, затронуты не были. Автором работы выделены геолого-промышленные типы руд и определена их роль в общей структуре оруде-нения гайота В масштабе рудного поля, основными геоморфологическими элементами являются пологие и крутые поверхности, к которым приурочены геолого-промышленные типы руд. В модели учтено значение уклонов дна, разграничивающее области залегания скоплений кобальтоносных марганцевых корок в пределах субгоризонтальных и слабонаклонных поверхностей (до 15°) и приуроченных к относительно крутым склонам, и выделены два геолого-промышленных типа руд.
Первый приурочен к субгоризонтальным и пологонаклонным поверхностям гайота -периферическим частям вершинных плато, практически свободных от осадков, гребневым участкам отрогов, центральным участкам седловин. Интервал глубин его развития составляет 1400-2000 м, понижаясь на отрогах до 2500-2600 м Уклоны в центральных частях вершинных плато до 2°, повышаясь к периферии до 5°. Среди донных препятствий преобладают площадные мезоформы, в меньшей степени - линейные объекты Характерно развитие сплошных покровов корок, покрытых рыхлыми неконсолидированными осадками со степенью присыпанности в среднем 40-60 %. Часто с корками ассоциируют железо-марганцевые конкреции различных фракций, которые могут залегать как на корках, так и на перекрывающих их осадках. Мощность корок этого типа наиболее высока они характеризуются более полным и выдержанным трехслойным разрезом, для них свойственно лучшее качество руды за счет высоких концентраций полезных компонентов. Среди субстратов наиболее широко распространены различные типы известняков, иногда - базальты Все породы обладают наибольшей прочностью и устойчивостью к деформациям.
Второй тип приурочен к верхним и средним частям склонов, характеризующимся наибольшей крутизной. Верхней границей служит бровка склона расположенная на глу-
бине около 2000 м, нижней - перегиб склона, примерно на глубине около 3000 м, глубже которого крутизна склонов резко уменьшается и возрастает присыпанность рыхлыми осадками. Верхние части склонов ниже бровки вершинной поверхности характеризуются уклонами от 15 до 20° и более. В центральных частях (интервал глубин от 2600 до 4000 м) крутизна понижается и составляет от 10 до 12°. Донными препятствиями являются различные площадные и линейные структуры, широко распространенные на поверхностях склонов. Их распределение неравномерное, мозаичное, с преобладанием уступов различной протяженности и ориентации. Поле состоит из узких полос, протягивающихся вдоль склонов, в пределах которых отмечаются различные параметры оруде-нения и условия локализации. Сильно изменяется степень нарушенное™ покровов корок и степень присыпанности осадками. Конкреционные образования ассоциируют с корками на пологих ступенях или локальных депрессиях и в нижних частях склонов. Характерна в целом меньшая мощность корок (за счет выпадения из разреза тех или иных слоев), повышающаяся лишь на субгоризонтальных ступенях. Химические характеристики хуже за счет повышенного содержания Р205 и пониженного полезных компонентов. В верхних частях гайотов среди субстратов корок наиболее широко распространены различные типы известняков, в средней части склонов - брекчии, в нижних - вулканокласти-ческие породы, в отдельных случаях - глины. Рифогенные известняки и брекчии характеризуются высокими значениями прочности и наибольшей устойчивостью к деформациям. У туфов и глин показатели прочности и устойчивости к деформациям понижены.
Горно-геологические условия можно разделить по степени сложности на простые и сложные для эксплуатации (таб. 2).
Таблица 2. - Классификация горно-геологических условий по степени сложности
Степень сложности горно-гесшогических условий Уклоны поверхности дна Мезорельеф поверхности корок Степень присыпанности корок нелмифицированными осадками Степень дезинтеграции покровов корок и наличие конкреций
Простые условия ог0до4° Ровный ст0до20 % мощность осадков менее 5 см Нелезишегрированные
аг4до7° от7до10° Низкая степень расчлененности Слабая степень дезинтеграции
Условия средней сложности от10до15° Средняя степень расчлененности от 20 до 40 % мощность осадков от 5 до 15 см Средняя степень дезшпеграиии
от 15 до 20° от 40 до 60 % мощность осадков от 5 до 15 см Наличие конкреций фракции не более 12 см
Сложные условия от 20 до 25° Высокая степень расчлененности от 60 до 80 % мощность осадков более 15 см Сильная степень дзингеградаи
свыше 25° свыше 80% мощность осадков более 15см Наличиеконкрений фракции более 12 см
К простым условиям отнесены площади с уклонами до 10°, ровным или слабо расчлененным мезорельефом поверхности корок, присыпанность осадками минимальна (менее 20 %), а мощность этих осадков не превышает 5 см, покровы корок ненаруше-ны или дезинтегрированы в слабой степени. Такие условия в основном характерны для первого геолого-промышленного типа руд.
Сложными условиям для эксплуатации считаются противоположные крайние значения параметров: уклоны поверхности дна от 20° и выше, высокая степень расчлененности мезорельефа поверхности корок и их присыпанность нелитифицированными осадками свыше 80 %, мощность этих осадков более 15 см, сильная степень дезинтеграции покровов корок и наличие ассоциирующих конкреций фракции более 12 см.
Этими условиями в основном характеризуется второй геолого-промышленный тип. Промежуточные значения параметров определяют условия средней сложности.
По техническим (более простые горно-геологические условия) и технологическим (лучше качество руды) соображениям первый геолого-промышленный тип руд следует считать первоочередным объектом освоения.
Проведенные исследования позволили сформулировать основные направления дальнейшего изучения горно-геологических условий.
Общие требования к добычному агрегату и системе разработки по условиям залегания корок таковы - они должны обеспечить работу в различных режимах с наибольшей эффективностью эксплуатации рудных залежей как при выровненном, так и при расчлененном мезорельефе корок, как при консолидированных покровах, так и при их существенной дезинтеграции, как обнаженных, так и в значительной степени присыпанных донными осадками, как при отсутствии конкреционнных образований, так и при их наличии.
Заключение
Проведенная работа позволила сделать ряд важных выводов.
Строение рудных полей обоих гайотов имеет концентрически-зональный характер. Центрами зональности являются вершинные поверхности, покрытые рыхлыми осадками (безрудные зоны).
Структура зональности склонов складывается из чередования зон с различными параметрами оруденения и различными условиями залегания, приуроченных к единому батиметрическому интервалу и геоморфологической обстановке
В составе рудных полей выделяются отдельные рудные залежи, расположенные на склонах и вершинных поверхностях в виде сплошных покровов корок на поверхностях коренных пород, разнообразные по форме, интервалу глубин, размерам и площадям.
Распределение средних мощностей корок носит полимодальный характер, вызванный наличием различного количества слоев: чем их больше в разрезе, тем выше мощность.
Выявлено, что наибольшие мощности приурочены к полого наклоненным поверхностям, на крутых склонах мощности существенно ниже. Наиболее богаты полезными компонентами корки, в составе которых преобладают один или оба верхних слоя (П и/или III).
Рудные скопления образуются на благоприятных для осаждения и накопления рудного материала участках, которыми могут быть' 1) выступы рельефа дна, 2) свободные от осадков субгоризонтальные поверхности, 3) крутые участки склонов с повышенной гидродинамической активностью.
Основными параметрами, характеризующими горно-геологические условия эксплуатации месторождений КМК, служат: 1) рельеф дна, 2) условия залегания корок, 3) физические и химические свойства корок и подстилающего их субстрата, 4) гидродинамические условия.
Горно-геологические условия для целей эксплуатации подразделяются на две категории.
Первая определяется уклонами площадей до 10°, ровным или слабо расчлененным мезорельефом поверхностей корок, присыпанносгью осадками менее 20 %, ненарушенными или слабо дезинтегрированными покровами корок, высокими прочностными характеристиками субстрата и спокойной гидродинамической обстановкой.
Вторая характеризуется уклонами поверхностей свыше 20°, высокой степенью расчлененности мезорельефа поверхности корок, присыпанносгью осадками более 60 %, сильной степенью дезинтеграции покровов корок, наличием конкреций фракции более 12 см. Первая определяет простые условия эксплуатации, вторая - сложные.
Модель условий локализации типового месторождения глубоководных марганцево-оксидных руд коркового типа может быть представлена как месторождение, приуроченное к отдельностоящему гайоту, склоны которого имеют ступенчатый характер, выраженный чередованием субгоризонтальных или пологонаклонных ступеней и крутопадающих уступов. К пологонаклонным и субгоризонтальным поверхностям приурочена одна фация оруденения, характеризующаяся максимальными мощностями корок. Вторая фация оруденения приурочена к склонам крутизной от 15 до 25° и более; в ней мощности корок значительно меньше.
Все полученные выводы позволили разработать рекомендации к направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок.
Список основных трудов по теме диссертации
(в скобках указаны соавторы)
1. Оценка источников и баланса рудного вещества в процессе конкрециеобразования /Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана (тезисы докладов). Ч. 2. - Геленджик, 1986 -С. 21-22.
2. Редкоземельные элементы в железомарганцевых конкрециях /Геология океанов и морей Т 3 Тез докл. 8 Всесоюзн шк. морской геологии - М., 1988. - С. 184-185.
3 Донная поверхность по данным судового и придонного эхолотов /Геология океанов и морей Т 2 Тез докл. 10 Международн. шк. морской геологии. - М, 1992. - С 32-33 (Домникова И.В., Попович Н.Г )
4 Попутные компоненты в железомарганцевых конкрециях /Геология океанов и морей Т 3 Тез докл 10Международн шк морской геологии -М, 1992 -С 93-94 (ДомниковаИ.В )
5 Геолого-промышленное районирование месторождений кобальтоносных марганцевых корок /Геология морей и океанов Т 2 Тез докл 14 Международн шк морской геологии - M • ГЕОС, 2001 - С. 332-334 (Хулапова Т M, Мельников М.Е )
6 Peculiarities of Co-rich manganese crust's bed composition and industriel zoning /Minerais of the Océan Int. conf.-St Petersburg,2002 -P 28-30(KhoulapovaT.M,MelnikovME.)
7 Особенности распределения уклонов дна в пределах рудных залежей кобальтоносных марганцевых корок по данным многолучевого эхолотарования /В сб «Геология твердых полезных ископаемых Мирового океана»,-Геленджик: НИПИокеангеофизика, 2003 -С. 115-133 (ХулаповаТМ)
8 Особенности строения залежей кобальтоносных марганцевых корок и их геолого-промышленное районирование /В сб «Геология твердых полезных ископаемых Мирового океана» - Геленджик. НИПИокеангеофизика,2003 -С 101-115(ХулаповаТМ)
9 Осложняющие вулканические мезоформы на поверхности подводных гор /Геология морей и океанов Т 2. Тез. докл. 15 Международн шк. морской геологии. - М.. ГЕОС, 2003 - С 265-266 (Мельников М.Е.).
10 Особенности геоморфологического строения гайота МЖ-36 Магеллановых гор (Тихий океан) /Геология морей и океанов Т 2. Тез докл 15 Международн шк морской геологии - М ГЕОС, 2003. -С 271-272.
11 Горно-геологические условия локализации кобальтоносных марганцевых корок //Веста. Моск. Ун-та. Сер. 4 Геология - 2004 - № 1,- С. 34-41 (Мельников М Е., Хулапова Т.М.).
12 Mesorelief of the seamoiint surface as a factor Controlling cobalt-beanng ore fonnations /Minerals of the Ocean. Int conf - St. Petersburg, 2004. - P. 61-63 (Melmkov M E.).
13 Результаты изучения субстрата кобальто-марганцевых корок по керну скважин на гайотах ИОАН и Дальморгеология (Магеллановы горы, Тихий океан) //Тихоокеанская геология - 2004 - Т 23.
- № 1 - С 76-96 (Школьник Э Л, Жегалло Е А., Пономарева И Н, Мельников М Е, Еганов Э А, Хулапова Т М, Басов И.К)
14 Особенности строения восточного и западного звеньев цепи Магеллановых гор (Тихий океан) /Геология морей и океанов Т 2 Тез. докл 16 Международн шк морской геологии - М • ГЕОС, 2005
- С. 168-169 (Мельников М.Е., Скрипниченко С.В)
15 Геолого-геофизические исследования на гайоте Бугакова (Магеллановы горы, Тихий океан) /Геология морей и океанов Т 1 Тез докл 16 Международн шк морской геологии -М ГЕОС, 2005
- С. 319-320 (Мельников М Е, Плетнев С П, Туголесов Д Д)
16 Геолого-геофизические исследования на гайоте Назимова (Поднятие Маршалловых островов, Тихий океан)/Геология морей и океанов Т 1 Тез докл 16 Международн шк морской геологии - М' ГЕОС, 2005 - С 321-322 (Мельников М Е., Плетнев С П, Зуев О В)
17 Модель горно-геологических условий месторождения корковых руд /Геология морей и океанов Т 1 Тез докл 16 Международн шк морской геологии -М ГЕОС, 2005 -С 325-326 (Мельников МЕ)
Подписано к печати 25.11.05. Заказ № 011. Объем 1.0 уч.-изд. л. Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз.
Отпечатано на лазерном принтере. Редакционно-издательская группа ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» г. Геленджик, ул. Крымская, 20.
»2537*
РЫБ Русский фонд
2006-4 29761
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Седышева, Татьяна Евгеньевна
ВВЕДЕНИЕ
СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1 1 Общее состояние изученности корок 7 1 2 Геолого-геофизическая изученность района Магеллановых гор и гайотов
Федорова и Альба
1 3 Степень из\ченности горно-геологических \ словий локализации месторождений кобальто-марганцевых корок (на примере гайотов Альба и Федорова)
Методика и фактическая основа работы
2 1 Стадийность геологоразведочных работ в океане 19 2 2 Методика проведения потевых работ
2 5 Обработка по левого материала
2 3 1 Лабораторные исследования
2 3 2 Математическая обработка
ГЕОЛОГИЯ II ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ РАЙОНА МАГЕЛЛАНОВЫХ 28 ГОР ТИХОГО ОКЕАНА
3 1 Рельеф дна и геоморфология 28 Стратиграфия 33 Магматизм
3 4 Тектоника
3 5 Полезные ископаемые 40 ® 35 1 Железомарганцевое ор\денение
3 5 2 Фосфориты
4 СТРОЕНИЕ И СОСТАВ КОБАЛЬТОНОСНЫХ МАРГАНЦЕВЫХ КОРОК
4 1 Морфология 46 4 2 Строение разреза и возраст слоев 51 4 ^ Минеральный состав
4 4 Химический состав
5 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РУДНЫХ ПОЛЕЙ 76 КОБ АЛЬТОМ-АРГАНЦЕВЫХ КОРОК (НА ПРИМЕРЕ ГАЙОТОВ ФЕДОРОВА
И АЛЬБА)
5 1 Рельеф дна и геоморфология 76 5 2 Стратиграфия 84 5 3 Магматизм 95 5 4 Тектоника 96 5 5 Кобальтоносное железомарганцевое ор\денение
55 1 Распределение р\дных образований на гайоте Федорова
5 5 2 Распределение р\дных образований на гайоте Альба
5 6 Строение р\дных залежей
5 6 1 Строение р\дных залежей гайота Федорова
5 6 2 Строение р\дных залежей гайота Альба
6 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 111 КОБАЛЬТОНОСНЫХ МАРГАНЦЕВЫХ КОРОК
6 1 Рельеф дна
6 1 1 Уклоны поверхностей дна 113 612 Мезоформы рельефа дна
6 2 Характер залегания корок
6 2 1 Мезорельеф поверхности корок
6 2 2 Степень присыпанности корок
6 2 3 Степень дезинтеграции корок
6 2 4 Наличие конкреционных образований
6 2 5 Условия залегания корок в пределах р> дных залежей
6 3 Свойства корок и с\ бстрата
6 3 1 Петрофизические и инженерные свойства корок и их слоев
6 3 2 Состав и физико-механические свойства с\ бстрата
6 3 2 1 Петрофизические и инженерные свойства с\ бстрата
6 3 2 2 Химический состав с> бстрата
6 4 Гидродинамические > словия
6 4 1 Придонная гидродинамика
64 2 Водная толша
МОДЕЛЬ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТИПОВОГО 193 МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ МАРГАНЦЕВООКСИДНЫХ РУД КОРКОВОГО ТИПА
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Условия локализации глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа на примере рудоносных гайотов Магеллановых гор Тихого океана"
Актуальность проблемы. Современное состояние научно-технического прогресса в области изучения и освоения минеральных ресурсов дна Мирового океана характеризуется таким уровнем, который уже в настоящее время обеспечивает возможности рентабельной эксплуатации ряда глубоководных месторождений рудных полезных ископаемых, в том числе - кобальтомарганцевых корок (КМК) подводных гор и возвышенностей В соответствии с концепцией Морской доктрины Российской Федерации, на период до 2020 года планируется участие России в заявочной кампании на участок Международного Района дна Мирового океана перспективного в отношении этого вида полезных ископаемых Международным органом по морскому дну и Международным трибул1алом по морскому прав\ при Организации Объединенных Наций (МОД ООН) начаты подготовительные операции к заявочной кампании В связи с этим, разработка геологического обеспечения задач прогнозирования, поисков и разведки месторождений КМК представляет собой весьма актуальную проблему Одному из направлений решения данной проблемы, связанному с изучением геологических условий локализации промышленно-значимых скоплений корковых руд. посвяшена настоящая диссертационная работа
Цель работы и задачи исследований. Главная цель работы состоит в исследовании геолого-геоморфологических и горно-геологических условий локализации глубоководных скоплений кобальтомарганцевых руд коркового типа для решения вопросов, связанных с прогнозированием обстановок рудо локализации и возможного промышленного освоения месторождений Поставленная цель определяет следующие задачи
1) На основе анашза и обобщения результатов комплексных reo лого-геофизических исследований изучить распределение рудных образований на гайотах Федорова и Альба
2) Изучить строение рудных залежей КМК. условия залегания корок, свойства корок и су бстрата. пространственную изменчивость мощности корок гайотов Федорова и Альба.
3) Изгчить рельеф дна а также гидродинамический режим для выработки рекомендаций к направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок.
4)Обосновать типизацию горно-геологических условий локализации месторождений КМК
5) Разработать модель условий локализации типового месторождения КМК
Научная новизна и основные защищаемые положения. Впервые на основе обобщения обширного объема оригинальных reo лого-геофизических данных и с применением современных компьютерных технологий исследованы особенности локальной структуры глубоководных месторождений кобальтомарганцевых корок и обоснована ее принципиальная модель Детально изучено строение месторождений кобальтомарганцевых корок гайотов Федорова и Альба и слагающих их индивидуальных рудных залежей Сформулировано и обосновано представление о типах горно-геологических условий локализации месторождений КМК Разработаны рекомендации по направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок и требования к возможностям разведочной и добычной техники Основные защищаемые положения сводятся к следующему
1 Месторождения кобальтоносных железомарганцевых корок (КМК). приуроченные к плосковершинным подводным горам (гайотам). состоят из рудных залежей, локализованных на склонах и вершинных поверхностях в виде сплошных покровов на поверхностях коренных пород Форма и размеры рудных залежей КМК определяются макроформами рельефа гайотов. к которым они приурочены Установлено, что рудные скопления образуются на благоприятных для осаждения и накопления рудного материала участках выступах рельефа дна (отроги, сателлитные постройки и др). свободных от осадков субгоризонтальных поверхностях (вершинные плато и их окраинные части, осевые участки отрогов ступени и террасы на склонах, седловины) и на крутых участках склонов с повышенной гидродинамической активностью
2 Важнейшими параметрами, характеризующими особенности залегания корок. сл\жат мезорельеф их поверхности, степень дезинтеграции, присыпанность их покровов рыхлыми осадками, а также наличие ассоциирующих конкреционных образований С увеличением крутизны поверхностей увеличивается расчлененность мезорельефа корок и степень дезинтеграции их покровов, одновременно уменьшается степень присыпанности осадками и количество ассоциирующих конкреционных образований
3 Горно-геологические условия эксплуатации месторождений кобальтоносных марганцевых корок определяются рельефом дна (уклонами поверхностей дна донными препятствиями). условиями залегания корок, физическими и химическими свойствами корок и подстилающего их субстрата. а также гидродинамическими условиями Горногеологические условия для целей эксплуатации подразделены на простые и сложные Для первых характерны уклоны площадей до 10°. ровный или слабо расчлененный мезорельеф поверхности корок, присыпанность осадками менее 20 %. ненарушенные или слабодезинтегрированные покровы корок, высокие прочностные характеристики субстрата и спокойная гидродинамическая обстановка Сложные условия эксплуатации определены уклонами поверхностей свыше 20°. высокой степенью расчлененности мезорельефа поверхности корок присыпанностью осадками более 60 %. сильной степенью дезинтеграции покровов корок, наличием конкреций фракции более 12 см
4 Обоснована модель условий локализации типового месторождения глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа, основными элементами которой являются рудные залежи при\роченные к отдельному гаиоту. склоны которого имеют ступенчатый характер, выраженный чередованием субгоризонтальных или пологонаклонных ступеней и крутопадающих уступов, чем обусловлено формирование двух фаций оруденения. контролирующих локализацию соответственно двух геолого-промышленных типов руд Первая фация приурочена к пологонаклонным и су бгоризонтальным поверхностям вторая -к склонам крутизной от 15 до 25° и более На пологонаклонных и субгоризонтальных ст\ пенях мощности корок максимальны и содержания полезных компонентов повышены, на крутопадающих поверхностях мощности и содержания значительно меньше
Практическая значимость работы. Исследования, результаты которых положены в основу диссертационной работы, выполнялись в рамках подпрограммы «Минеральные ресурсы» ФЦП «Экология и природные ресурсы России» В процессе работы над диссертацией, автором в составе коллектива сотрудников отдела твердых полезных ископаемых Мирового океана НИПИОкеангеофизика подготовлены и переданы организациям осуществляющим геологические работы в океане, шесть научно-исследовательских отчетов, содержащих рекомендации по направлениям геолого-геофизических исследований океанского дна
Разработанные автором принципы оценки благоприятных и неблагоприятных условий локализации месторождений, являющиеся одним из важных положений диссертации вошли в материалы, подготовленные для проекта заявки в МОД ООН на участок морского дна в районе Магеллановых гор Тихого океана, перспективный в отношении оруденения коркового типа
Решение в диссертации проблем, связанных с предъявляемыми требованиями к возможностям добычного агрегата хля целей эксплуатации месторождений, создает благоприятные условия для оптимизации процессов планирования морских ГРР и затрат на их проведение
Фактическая основа, личный вклад автора. В основу работы положены фактические ланные по рейсам научно-исследовательских судов (НИС). проведенных в районе Магеллановых гор а также результаты, полученные с непосредственных! участием автора в рейсах НИС «Геленджик» при поисковых работах в Тихом океане на гайотах Федорова и Альба в 2000-02 гг а в последу лошие годы - и на других гайотах Магеллановых гор
Информация о морфологии и геологическом строении объектов, о распространении и условиях залегания руд получена по данным многотучевого эхолотирования. сонарной. гидроак}стической и фототелевизионной съемок, донного пробоотбора методами драгирования и б\рения
Во время рейсов на гайоте Федорова многотучевым эхолотированием покрыто 12000 км" батиметрической съемкой масштаба 1 200 000 и 3500 км" масштаба 1 50 000 На гайоте Альба. соответственно. 13160 и 3200 км" На гайоте Федорова на 417 км было проведено фототелепрофилирование Дражные пробы на гайотах были соответственно отобраны на 52 и 121 станциях, а керны на 18 и 40 станциях На технологическое опробование были взяты 2 пробы на гайоте Федорова и 3 пробы на гайоте Лтьба Основой диссертации пост} жили результаты личных исследований автора, полученные в процессе обработки материалов поисковых работ на железомарганцевые корки в районе Магеллановых гор в том числе построение геоморфологических, горно-геологических и карт \клонов дна гайотов Создана компьютеризованная база данных по геологическом} опробованию включающая более 22 000 определений химического состава КМК данных гайотов обобщение всех выполненных ранее работ в этом регионе различными организациями Министерства геологии. др}гими отечественными и зар\бежными организациями Широко использованы данные по геологическом} опробованию и фотопрофилированию, полученные с непосредственным участием автора в пяти рейсах на}"чно-исследовательского с}дна «Геленджик» на КМК в Тихом океане в 2000 - 2005 гг
Апробация работы. По теме диссертации оп}бликовано 17 работ, в том числе 4 статьи и тезисы 13 докладов Рез}льтаты выполненных исследований прошли апробацию на 1-ой научно-технической конференции «Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана» (Геленджик. 1986) 8-ой Всесоюзной (Москва. 1988) и 10. 14. 15 и 16 Межд\ народной школе морской геологии (Москва 1992. 2001. 2003. 2005) Международной конференции «Minerals oí the Ocean» (Санкт-Петерб}рг. 2002. 2004) и на Рабочей филлииино-российской встрече морских геологов (Кесон-Сити. 2001. 2005)
Автор является соисполнителем пяти отчетов по НИР и ГРР по теме диссертации Объем н стр>ктлра работы. Общий объем работы 222 страницы, включая 65 рис}нков и 35 таблиц Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и текстового приложения Список использованной литерат}ры включает 173 наименования
Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Седышева, Татьяна Евгеньевна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенная работа позволила сделать ряд важных выводов Строение рудных полей обоих гайотов имеет концентрически-зональный характер Центрами зональности являются вершинные поверхности, покрытые рыхлыми осадками (безрудные зоны) Структура зональности склонов складывается из чередования зон с различными параметрами оруденения и различными условиями залегания, приуроченных к единому батиметрическому интервалу и геоморфологической обстановке
В составе рудных полей выделяются отдельные рудные залежи, расположенные на склонах и вершинных поверхностях в виде сплошных покровов корок на поверхностях коренных пород, разнообразные по форме, интервалу глубин, размерам и площадям
Распределение средних мощностей корок носит полимодальный характер, вызванный наличием различного количества слоев в корках чем их больше в разрезе, тем выше мощность Выявлено, что наибольшие мощности корок приурочены к пологонаклоненным поверхностям на крутых склонах мощности сулцественно ниже Наиболее богаты полезными компонентами корки в составе которых преобладают один или оба верхних слоя (II и или III)
Рудные скопления образулотся на благоприятных хля осаждения и накопления рудного материала участках, которыми могут быть 1) выступы рельефа дна - отроги, сателлитные постройки и др. 2) свободные от осадков субгоризонтальные поверхности, приуроченные к вершинным плато и их окраинным частям, осевым участкам отрогов, ступеням и террасам на склонах, а также седловинам и 3) крутые участки склонов с повышенной гидродинамической активностью
Основными параметрами. характеризулощими горно-геологические условия эксплуатации месторождений КМК. служат 1) рельеф дна. включающий уклоны поверхностей дна и донные препятствия. 2) условия залегания корок, включающие мезорельеф их поверхности, степень присыпанности рыхлыми осадками, степень дезинтеграции покровов корок, наличие ассоциирующих конкреционных образований С увеличением крутизны поверхностей увеличивается расчлененность мезорельефа корок и степень дезинтеграции их покровов, одновременно уменьшается степень присыпанности осадками и количество ассоциирующих конкреционных образований 3) физические и химические свойства корок и подстилающего их субстрата. 4) гидродинамические условия, включающие характеристику водной толщи и придоннуло гидродинамику
Горно-геологические условия хля целей эксплуатации подразделяются на две категории Первая определяется уклонами площадей до 10°. ровным или слабо расчлененным мезорельефом поверхностей корок, присыпанностью осадками менее 20 %. ненарушенными или с лабодезинтегрированными покровами корок. высокими прочностными характеристиками субстрата и спокойной гидродинамической обстановкой Вторая характеризуется уклонами поверхностей свыше 20°. высокой степенью расчлененности мезорельефа поверхности корок, присыпанностью осадками более 60 0 о сильной степенью дезинтеграции покровов корок, наличием конкреций фракции более 12 см Первая определяет простые условия эксплуатации, вторая - сложные
Модель условий локализации типового месторождения глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа может быть представлена как месторождение приуроченное к отдельностоящему гайоту. склоны которого имеют ступенчатый характер выраженный чередованием субгоризонтальных или пологонаклонных ступеней и кр\ топадаюших уступов К пологонаклонным и субгоризонтальным поверхностям приурочена одна фация оруденения. характеризулощаяся максимальными мощностями корок Вторая фация оруденения приурочена к склонам крутизной от 15 до 25° и более, в ней мощности корок значительно меньше
Все полученные выводы позволили разработать рекомендации к направлению исследований горно-геологических условий эксплуатации корок 1 2 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Седышева, Татьяна Евгеньевна, Москва
1. Авдонин В В Сергеева НЕ Фосфатизация железомарганцевых корок гайотов Магеллановых гор (Тихий океан) Бюл Моек О-ва испытателей природы Отд Геол . 2004. т 79. вып 6. с 39-45
2. Андреев СII Металлогения железомарганцевых образований Тихого океана СПб Недра 1994.191 с
3. Андреев СII Аникеева ЛII Ваниипеин Б Г Задорнов ММ Кобальтоносные железомарганцевые корки и конкреции новый вид минерального сырья - Геология и геохимия железомарганцевых конкреций Мирового океана - Л ПГО «Севморгеология». 1988. с 17-23
4. Андреев СII Старицына ГН Аникеева ЛII и др Металлогеническая зональность Мирового океана СПб. ВНИИОкеангеология. 1997. 172 с
5. Аникеева ЛII Вайнштейн БГ Смекалов АС и др Железомарганцевые конкреции гор Марку с-Неккер ДАН СССР. 1990. т 310. № 3. с 664 - 668
6. Аникеева ЛII Новиков А Б Черномордик А Б Локальные закономерности размещения кобальтоносных железомарганцевых корок Кобальтоносные железомарганцевые корки Тихого океана - СПб . ВНИИОкеангеология. 1993. с 112116
7. Аппас конкреции Л Недра 1988. 323 с
8. Аппас морфоюгичеекга типов жетезомарганцевых конкреиий Тихого океана Брно 1985 214 с
9. Аппас морфоюгичеекга типов жетезомарганцевых конкреции Мирового океана -Брно. 1990.211 с
10. Базюевская ЕС Химико-минералогические исследования марганцевых руд М Наука. 1976. 95 с
11. Безрлков П.7 Основные научные результаты 48-го рейса исследовательского судна «Витязь» Океанология. 1971. т. 9. № 3. с 65 - 69.
12. Богданов ЮЛ Горшков ЛИ Гурвич ЕГ и др Железо-марганцевые корки и конкреции гайотов северо-западной части Тихого океана Геохимия. 1998 № 5. с 518-531
13. Богданов Ю4 Зоненишин 7И Лисицын 4 И и Ор Жетезомарганцевые руды подводных гор океана Изв АН СССР Сер геол . 1987. № 7. с 103-120
14. Богоров В Г Вторая экспедиция на «Витязе» по программе МГГ Информационный бюллетень Между ведомственного комитета по проведению МГГ при Президи\ме АН СССР. 1958. №5.'с 16-29
15. Варенное IIМ Мп-Ге-гидроксидные корки подводной горы Крылова геохимия редкоземельных элементов, генезис Тр геол ин-та АН СССР. 1989. № 436. с 194209
16. Варенное II М Дрии В А Горшков А II и др Процессы формирования Мп-Ге- корок в Атлантике минералогия, геохимия главных и рассеянных элементов, подводная гора Крылова Генезис осадков и фундаментальные проблемы литологии. М . 1990о. с 58-78
17. Ваетьев БII Вою\ин ЮГ Говоров IIН и др Фосфориты северо-западной провинции Тихого океана Тихоокеан геология. - 1989. № 5. с 3-9
18. Ваипьев БII Евтанов ЮБ Симаненко В И К геологическому строению Магеллановых гор Тихого океана Тихоокеан геология. - 1985. № 3. с 97-101
19. Ваипьев БН Основные черты геологического строения северо-западной части Тихого океана Владивосток ДВО АН СССР. 1988. 192 с
20. Ваетьев Б Н Предварительные данные драгирования на подводной возвышенности Обручева Тихий океан//Тихоокеан геол . 1982. № 5. с 96-99
21. Ваетьев Б Н Пмпиниев В К Удинцев Г Б Геологическое строение северо-западной части Тихого океана и проблемы субдукции// Проблемы расширения и пульсаций Земли М Наука. 1984. с 141 149
22. Вастьева -1 II Грамм-Осипов Л М Григорьева ТН Железо-марганцевые образования гайота Ламонт западная часть Тихого океана Новосибирск ИГиГ СО АН СССР. 1990. 140 с
23. В\ 1канические поднятия и г1\боководные осадки востока Центрачьнои Атлантики -Тр ГИН.вып 436. М Наука. 1989.247 с
24. Гаиоты Западной Пацифики и и\ р\доносность ' Волохин ЮГ. Мельников МЕ. Школьник Э Л и др М Наука. 1995. 368 с
25. Геодинамика и р\богенез Мирового океана — СПб . ВНИИОкеангеология. 1999.209 с
26. Геоюгия и метапогения северной и экваториальной частей Индийского океана отв ред Е Ф Шнюков Киев Наул< думка. 1984. 165 с
27. Говоров НИ Герасимов НС Симаненко В И Рубидий-стронциевая изохрона анкарамит-трахибазальтовой ассоциации поднятия Марк\с-Уэйк (Тихий океан) ДАН. 1996. т 347. №6. с 780- 783
28. Говоров ПН Го1\бева ЭЛ Стрижкова А А Стунжас А А Геохимические типы и провинции Тихого океана // Тихоокеан геол . 1984. № 6. с 24-36
29. Говоров ПН Говоров ГII Симаненко В И Мартынов ЮА Анкарамитовая ассоциация гор Марку с-Уэйк (Тихий океан) как показатель погребенных древних стру кту р Геотектоника. 1993. № 4. с 87 - 96
30. Говоров IIН Шкотьник ЭЛ Маьников ME и др Комплексные месторождения фосфоритов и кобальт-марганцевых корок западной Пацифики условия залегания вещественный состав, закономерности размещения Тихоокеан геология, - 1994. № 5 с 17-38
31. Гоювинскии ВII Тектоника Тихого океана -М Недра. 1985 198 с
32. Гордин В М Розе Е Н J гюв Б Л Морская магнитометрия М Недра. 1986. 232 с
33. Грамберг IIC Аюксандров ПА Ершов ЮП Карбонатная система и гидрохимическая структура океана Литосфера океанов состав, строение, развитие, прогноз и оценка минеральных ресурсов Ч 1. - С -По . 1995. с 115 - 126
34. Григорьева ТН Дубинина ГА Мороз ТН Пальчик НА Минеральный состав оксидов Мп. синтезированных при участии микроорганизмов Тихоокеан геология 1998. т 17. №4. с 59-64
35. Г\ревич В II Яковтев А В Железисто-марганцовистые корки и конкреции Карского моря Кобальтоносные железомарганцевые корки Тихого океана СПб. ВНИИОкеангеология. 1993. с 97 - 111
36. Жеюзомарганцевые корки и конкрегцш подводных гор Тихого океана ' Богданов Ю А . Сорохтин О Г. Зоненшайн Л Б и др. М Наука. 1990. 229 с
37. Задорнов М М Андреев СII Аникеева ЛII и др Состояние и перспективы развития морских геологоразведочных работ по изучению и промышленному освоению кобальтомарганцевых корок Разведка и охрана недр. 1996 . № 12. с 8-11
38. Захаров ЮЛ Метьников ME Ххдик В Л и др Новая находка позднемеловых аммоноидей (Cephalopoda) в осадках дна океанов // Тихоокеан геология. 2003. № 5. с 51-57
39. Зырянов В Н Двойные и инверсионные вихри Тэйлора Хогга в стратифицированном океане//ДАН СССР. 1984. т 227. №4. с 967-971
40. Зырянов В Н Топографические вихри в динамике морских течений М ИВП Р АН 1995 239 с
41. Иванов IIП Инженерная геология месторождений полезных ископаемых М Недра 1990 302 с53 ihbuh а В О пространственной изменчивости ландшафтов подводных гор -Океанология. 1991. т 31. № 6. с 1052- 1059
42. Казьмин В Г Матвиеенков В В Разницин ЮН и др Новые данные о породах Магеллановых гор (запад Тихого океана) ДАН СССР. 1987. т 296 № 4. с 942-946
43. КиртюваГЛ Марков ЮЛ I ткин IIВ Эволюция морфострулчту ры гайота Ламонт поднятия Маркус-Уэйк (Тихий океан) Тихоокеан геология. 1987. № 6. с 30 - 44
44. Кленова MB Об условиях подводного выветривания В со Академику В И Вернадском\ к пятидесятилетию на\~чной и педагогической деятельности, т II. М АН СССР. 1936. с 905-921
45. Кобспьтбогатые рхды Мирового океана /Аникеева Л И . Андреев С И . Казакова В Е и др / СПб ВНИИОкеангеология. 2002. 167 с
46. Кобсиьтмарганиевые корки Мирового океана (Методические документы) М АОЗТ "Геоинформмарк". 1996.259 с
47. Коба1Ы1Юносные жетезомарганиевые корки океана '.Андреев С И . Ванштейн Б Г . Аникеева Л И и др ' Морская геология и геофизика М ВИЭМС. 1988. 53 с
48. Козюв С Л Инженерно-геологические свойства кобальтомарганцевых корок и их субстратов, особенности их формирования Инженерно-геологические условия разработки полезных ископаемых морского дна СПб . ВНИИОкеангеология. 1996. с 15-29
49. Козюв С 4 Решетова О В Неизвестное Я В Горно-геологические условия разработки глубоководных кобальто-марганцевых корок Кобальтоносные железомарганцевые корки Тихого океана СПб . ВНИИОкеангеология. 1993. с 117123
50. Кронен Д Подводные минеральные месторождения М Мир. 1982. 392 с
51. Кругляков В В Мельников МЕ Гайоты вулканы или экструзии1 // Геология морей и океанов Тез докл 13 Междунар шк морской геологии М Ин-т океанологии РАН. 1999. т 2. с 342-343
52. Кругляков В В Мельников МЕ Голс'ва Р В и др Рудные корки подводных поднятий Мирового океана . Геленджик ЦГГЭ. 1993. 129 с
53. Курносое В Б Гидротермальные изменения базальтов в Тихом океане и металлоносные отложения М Науъа. 1986. 251 с68 7ис ииын 4 П Процессы океанской седиментации М Наул^. 1978. 392 с
54. Ъаииина НА Исаева А Б Соколова АД Шевченко 4 Я Карбонатно-фосфатные породы подводных гор Восточно-Марианского бассейна (Тихий океан) Литология и полез ископаемые. 1988. № 2 с 39-54
55. Чомтадзе В Д Инженерная геология Инженерная петрология Л Недра. 1984
56. Лысенко НИ Головина МА Свальнов В Н О находке позднемеловых неренеид на поднятии Маркус-Неккер в Тихом океане ДА.Н СССР. 1982. т 263. № 5. с 1237 -1238
57. Международно-правовые и экономические проблемы поиска разведки и освоения минеральных ресурсов глубоководных районов Мирового океана 1 ЮБ Казмин А. Н Волков. И Ф Глулюв и др /. Геленджик. 1989. 143 с
58. Мельников МЕ Геологическое строение месторождений железомарганцевых корок и конкреций подводных гор западной части Тихого океана Автореферат днссерт на соиск уч степ Докт геол -мин наулс 25 00 11 - М . 2002. 48 с
59. Мельников МЕ Месторождения кобальтоносных марганцевых корок — Геленджик ГНЦ «Южморгеология». 2005 231 с
60. Мельников МЕ Поисковые критерии обнаружения кобальтоносного марганцевого оруденения Геология твердых полезных ископаемых Мирового океана -Геленджик НИПИокеангеофизика. 2003. с 86-101
61. Мельников МЕ Строение и вещественный состав железомарганцевых образований гайота Йомей (Императорский хребет) Кобальтоносные железомарганцевые корки Тихого океана СПб . ВНИИОкеангеология. 1993. с 47-57
62. Мельников МЕ Подипвейт В Б Пуляева 114 Невретдинов Эр Б Среднемиоценовые вулканические постройки на гайоте Дальморгеология (Магеллановы горы. Тихий океан) Тихоокеан геология. - 2000. № 5. т 19. с 38 - 46
63. Мельников МЕ Пуляева ПА Железомарганцевые корки поднятия Маркус-Уэйк и Магеллановых гор Тихого океана строение, состав, возраст Тихоокеан геология. -1994. №4. с 13-27
64. Мельников МЕ Седышева ТЕ Хулапова ТМ Горно-геологические условия локализации кобальтоносных марганцевых корок Вестн Моек Ун-та Сер 4 Геология. 2004. № 1. с 34-41
65. Мельников ME Школьник ЭЛ П\ ляева II 4 Попова ТВ Результаты детального изучения оксидной жетезомарганцевой и фосфатной минерализации на гайоте ПО АН (Западная Пацифика) -Тихоокеан геотогия 1995а - №5 - С 4-20
66. Мельников МЕ Школьник ЭЛ Сенькова ТВ Попова ТВ Геологическое строение и полезные ископаемые гайота Батиса (Тихий океан) Тихоокеан геология - 19950 -№ 1 - С 23-40
67. Мера J Минеральные богатства океана -М Прогресс. 1969.440 с
68. Месторождения металлических полезных ископаемых1 В В Авдонин. В Е Бойцов В М Григорьев и др М ЗАО «Геоинформмарк». 1999 - 269 с
69. Металлогеническая зональность Мирового океана / под ред СII Андреева IIС Грамберга -СПб ВНИИОкеангеодогия. 1997. 172 с
70. Мирчинк ИМ Юбко ВМ Мельников МЕ Поиски и разведка месторождений кобальтоносных марганцевых корок в Международном районе дна Мирового океана Мировой океан Минеральные ресурсы Мирового океана. Арктики и Антарктики -М ВИНИТИ. 2001. с 120-127
71. Михаилик ЕВ Хершберг Л Б Члдаев О В О механизме формирования кобальтомарганцевых корок на гайотах Магетлановьгх гор Тихого океана Вестник ДВО РАН. 2003. №6. с 87-93
72. Неизвестное Я В Общая инженерно-геотогическая классификация донных гручтов океана /' Методы изучения физико-механических свойств донных отложений Мирового океана Л . ПГО «Севморгеология». 1989 С 47-58
73. Описание подводных гор и поднятий промысловых районов Мирового океана (Открытая часть) Тихий океан Л ГУНиО МО СССР. 1989. т 2. 386 с
74. Плетнев СП Дополнительные биостратиграфические данные о гайотах Западной Папифики (на основе анализа фораминифер) Новые данные о стратиграфии Дальнего Востока и Тихого океана - Владивосток ДВО АН СССР. 1990. с 100-105
75. Плетнев СП Бирюлина МГ Биостратиграфические исстедования западной части Тихого океана (Новогебридские желоба, хребет Михельсона. Магеллановы горы) -ДВО АН СССР. Препр Владивосток. 1989. 37 с
76. Полезные ископаемые Мирового океана / В В Авдонин. В В Кругляков. ПН Пономарева Е В Титова М Изд-во МГУ. 2000. 160 с
77. Положение о стадийности геологоразведочных работ на кобалыпомарганиевые корки Мирового океана Кобальтмарганцевые корки Мирового океана (Методические документы) М АОЗТ "Геоинформмарк". 1996. с 17-24
78. П\ ляева II 4 Этапы формирования железомарганцевых корок Магеллановых гор Тихого океана Автореферат на соискание степени канд reo л-мин на\к. 04 00 10. СПб. 1999.27 с
79. Свальное ВН Ушакова .МГ Чеховская МП и др Новые данные о геотогии подводных гор Тихого океана Литол и полезн ископ . 1984. № 1. с 78-89
80. Сергеев Е М Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород, т 2 Недра 1984
81. Сметанникова О Г Франк-Каменецкий В Л Возможности рентгенодифракционых методов при диагностике гидроксидлв марганца Методы дифракционных исследований кристаллических минералов - Новосибирск Наука 1989. с 100-106
82. Сметанникова О Г Франк-Каменецкии В А Аникеева ЛII и др Минеральный состав и структура океанических железомарганцевых образований в связи с их генезисом ЗВМО. 1991. Ч 120. № 3. с 31 -42
83. С мирное ВII О металлогении океана Метатлогения М Наука. 1993. с 153-162
84. Смут НК Гайоты и тектоника Императорского хребта'/ Геотогия Мирового океана Доклады 27-го Международного геот конгр . т 6. ч 1 М .1984. с 79 88
85. Чудаев О В Источники рудного вещества- Гайоты Западной Пацифики и их рудоносность М Наука. 1995. с 326 - 336
86. Ч\\ров Ф В Горшков Л II Дриц В А Гипергенные окис ты марганца М Наука 1989.208 с
87. Ч\\ров ФВ Горшков ЛII Дриц В Л Дубинина ГА Отображение генезиса океанических корок и конкреций в кристаттохимии окистов марганца Известия АН СССР, сер геот . 1990. № 2. с 91-102
88. Шко1ьник ЭЛ Батурин Г Н. О строении и происхождении фосфоритов подводных гор Мид-Пацифик. Тихий океан Тихоокеан геотогия 1986 № 1. с 22 - 26
89. Шко1ьник ЭЛ Говоров IIН Хершберг Л Б и др Рудные провинции западной и центратьной частей Тихого океана масштабы фосфатогенеза и кобатьт-марганцевой минерализации - Тихоокеан геология. 1996а. № 6. с 120-128
90. Шкочьник Э 7 Жегапо Е 4 Пономарева IIН и др Резу тьтаты изучения су бстрата кобатьто-марганцевых корок по керну скважин на гайотах ИОАН и Датьморгеотогия (Магеллановы горы. Тихий океан) /' Тихоокеан геол . 2004. № 1. с 76-96
91. Шкотьник 3 1 Маъников ME Сенькова ТВ Герасимова ГН Особенности комптексной минерализации на подводных горах центральной части системы Маркус-Уэйк -Тихоокеан геология 1993 -№2 - С 28-37
92. Шко1ьник ЭЛ Тан Тянъфу Суэ Яосон Ю Цотю Электронно-микроскопическое изучение фосфоритов гайота ИОАН (Тихий океан) Тихоокеан геология. 19960. № 1. с 102-109
93. Шко1ьник 3 1 Хершберг 1Б Задорнов ММ Чудаев О В О фосфоритах гайота Дальморгео Магеллановых гор Тихого океана Тихоокеан геология. 2000. № 2. с 101 - 108
94. Шко1ьник ЗЛ Хершберг Л Б Михайтк ЕВ и др Условия залегания, закономерности распространения и особенности формирования кобатьто-марганцевых корок на гайотах Магетлановых гор (Тихий океан) Тихоокеан геология. 2001. №2. с 76-86
95. Юбко В М Ппеви Р В Мельников .М Е и др Минералы кобальта в океанических железо-марганцевых корках и конкрециях ДАН. 2002. т 384. № 6. с 1-4
96. Юбко ВМ Мельников ME Задачи изучения и перспективы освоения месторождений кобатьтоносных марганцевых корок дна Мирового океана Разведка и охрана недр. 2001. № 8. с 5-8
97. Юоко ВМ Мечников ME Трансрегиональная генетическая модель глу сюководного марганцеворудного процесса Геленджик НИПИокеангеофнзика. 2003.с 5 20
98. Юоко В М Мечников МЕ Лыгина ТII Условия локализации, строение и возраст кобальтоносных железомарганцевых корок на подводных горах// Отечественная геология. 2001. с 66-70
99. Aoki Н Co-rich manganese crusts Tokyo Tokai Uni\ press. 1990. 124 p
100. An hernia G Sediment cores from the east Pacific -Swedish deep-sea exped Rep . N 5 1952. Goteborg.p 1-227
101. Che^ahei J P Geomorphology and geology of coral reefs in French Polynesia Biology and geology of coral reefs \ 1. Geology 1. 1973. p 113-141
102. Flint J M A contribution to the oceanography of the Pacific Compiled from data collected by survey of a route for a Transpacific cable -US Natl Mus Bull. 1905. N 5. 62 p
103. Glasfo GP Manganese deposits of the Southwest Pacific Investigations of ferromanganese deposits from Central Pacific - Hawaii Inst Geoph . 1974. p 59-82
104. GUv<b\ G P Andiews JE Manganese crust and nodules from Hawaiian Ridge Pacific Seien. 1977. \ 31. No 4. p 363 -379
105. Halbach P Manheim FT Orten P Co-rich ferromanganebe deposits in the marginal seamount regions of the Central Pacific basin Results of Midpac'81 Erzmetall. 1982. \ 35. N 9. p 447-453
106. Halbach P Manheim F T Potential of Cobalt of other metals in ferromanganese crusts on beamount of the Central Pacific basin Manne Mining. 1984. \ 4. N 4. p 319 - 336
107. Halbach P Sattlei С-D Teichmann F Wahsnei M Cobalt-rich and platinum-bearing manganese crust deposits on seamounts nature, formation and metal potential Mar Mining 1989 -\ 8 - P 23-39
108. Hamilton E L Sunken islands of the Mid-Pacific mountains Mem geol soc Алпег . 1956. \ 64. p 1-64
109. Heezen В С Matthews J L Catalano R ea Western Pacific guy ots Initial reports of the Deep Sea Drilling Proiect W. 1973. V 20. p 653 723
110. Hem JR Cobalt-rich ferromanganese crusts global distribution, composition origin and research actiuties Workshop on mineral resources of the international seabed area -Kingston. 2000a. 45 p
111. Hem JR Cobalt-rich ferromanganese oxyhydroxide crusts in the Global ocean Abstr of 31th mt'l Geol Congr . Rio-de-Janeiro. 2000o. 4 p
112. Hem JR BohisonWA Schulz MS e a Variations in the fine-scale composition of a Central Pacific ferromanganese crust paleoceanographic implications Paleoceanograph\. \ 7. 1992. No l.p 63-^77
113. Hein JR Manheim FT Schwab WG Geological and geochemical data for seamountb and associated ferromanganese crust in and near the Hawaiian. Jonston Island and Palmira bland Exclusne Economic Zones -US Geol Sen . Open-File Rep 1985a- N 292. 126 P
114. Hein JR Manheim FT Schwab JI'G Doms AS Ferromanganese crust from Necker ridge. Horizon guy ot and S P Lee guy ot geological consideration Mar Geol. \ 69. 1985B. 25 - 54 p" *
115. Hem JR SthubMS Kang J -K Insular and submarine ferromanganese mineralization of the Tonga-Lau region The geology of the Tonga-Lau region of the Southwest Pacific -Circum-Pacific Council for Energy and Mm Res Earth Scien Ser . ■> 5 1990 25 - 54 p
116. Hem J R Sclmab W G Da\is A S Cobalt- and platinum-rich ferromanganese crusts and associated substrate rocks from the Marshall islands Mar Geol. \ 78. 1988. 255 - 283 p
117. Heizig P M Hannington M D Peteisen S Technical requirements for exploration and mining of seafloor massne sulfide deposits and cobalt-nch ferromanganese crusts -W orkshop on mineral resources of the international seabed area Kingston. 2000. 9 p
118. Initial reports of the Deep-Sea Drilling Program -W.1973. \ 17
119. Initial reports of the Deep-Sea Drilling Program -W . 1973. \ 20
120. Initial reports of the Deep-Sea Drilling Program -W.1975. \ 32
121. Initial reports of the Deep-Sea Drilling Program -W ,1981.\ 62
122. Initial reports of the Deep-Sea Drilling Program -W. 1986. л 89
123. Khoulapo\a T M МеЬикол ME Sedyshe^a ТЕ Peculiarities of Co-rich manganese crust's bed composition and industrial zoning Minerals of the Ocean Conference abstracts International Conference 20-23 April Saint - Petersburg. 2002 P 28-30
124. KoppeisAAP Staudigel H JVijlbians J R Pi ingle MS The Magellan seamount trail implication for Cretaceous hotspot \olcamsm and absolute Pacific plate motion Earth and Planet Scie Let 1998. л 163. p 53-68
125. Lam elot ) La; son RL e a Proceeding of the Ocean Drilling Program. Initial reports 1990. TX.\ 129. 488 p
126. Lenoble J -P A comparison of possible economic returns from mining deep-sea poly metallic nodules, poly metallic massne sulfides and cobalt-nch ferromanganese crusts Workshop on mineral resources of the international seabed area - Kingston. 2000. 22 p
127. Le Si/ал e R Piehoeki С Pautot G e a Geological and mineralogical study of Co-rich ferromanganese crusts from a submerged atoll in the Tuamotu archipelago (French Polynesia) Mar Geol. 1989. \ 87. p 227 - 247
128. Local J Sanfacon R Multibeam sun ey s a major tool for geosciences /' Sea technology. June 2002. - P 39-45
129. Melmkov MEu Tugoleso\ DD Gubenko\ Г Г Rozhdesr\ensk\ V Ch Preliminary results on drilling of Co-rich manganese crusts (the IOAN guyot. the Pacific ocean саье study) - Minerals of the Ocean Conf abstr Saint-Petersburg VNIIOke-angeologia 2002 p 24-27
130. MenaidHfl The marine geology of the Pacific NY McGraw Hill. 1964 271 p
131. Menai d НП Darw in Reprise j" Geophy s Res . 1984. \. 89. N 12. p 9960 - 9968157 \leio JL Economics of mining and processing deep-sea manganese nodules Inst Mariner Resourse. Um\ California. San Diego. 1959. 96 p
132. Mm ten R On the depth temperature of the ocean waters and mariner deposits of the south-u est Pacific ocean Queensland Geogr J . Brisbane. 1906
133. Мипал R Renaid A F Deep sea deposits Rept Sci Resulb of \oyage of H M S Challenger H M S О London. 1891. 525 p
134. Pipe) DZ Williamson ME Composition of Pacific Ocean ferromanganese nodules -Mar Geol. 1978. \ 23. p 283 303
135. Piemoli SI Haggein J Rack F e a Proceeding of the Ocean Drilling Program. Initial reports. 1993. TX. С 144
136. Puhae\a 14 Melmkov ME Manganese crust of the Marcus-Wake and Magellan beamounts structure, composition, age Doc of the 30th IGC. Geol publ 1юиье. Beiiing. 1996
137. Runt R Seismic refraction studies of the Pacific ocean basin Part 1 Crustal thickness of the central Equatorial Pacific Bull Geol Soc Amer.1956. \ 67. N12. p 1623 - 1640
138. Re^elle RR Riggot CS Scientific results of cruise of the Carnegie during 1928-1929 under command of captain J P Ault W . 1944
139. Sagei Jf JJ Wmtei EL Firth J V ea Proceeding ot the Ocean Drilling Program Initial Reports. TX. 1993. \ 143 •
140. Smoot \ C The Marcus-Wake seamounts and gu\ ots as paleofracture indicators and their relation to the Datton Ridge Mar Geol. 1989. \ 88. p 117-131
141. Smoot \ C Orthogonal intersections of megatrends in the Western Pacific ocean basin a case stud} of the Mid-Pacific mountains Geomorph . 1999. \ 30. p 323 - 356
142. Stuben D Glasb\ GP EckhaidtJ-D ea Enrichment of platinum-group elements in h}drogenous. diagenetic and h}drothermal manner manganese and iron deposits Explor mining geol. 1999. \ 8. N 3-4." p 233 - 250
143. Статистические характеристики и описание выделенных мезоформ на гайотах1. Федорова и Альба.1. Пюшидные мсзоформы
-
Седышева, Татьяна Евгеньевна
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Москва, 2005
-
ВАК 25.00.11
- Палеогеография осадочных бассейнов западной части Тихого океана
- Геологическое строение месторождений железомарганцевых корок и конкреций подводных гор западной части Тихого океана
- Типизация инженерно-геологических условий разработки железомарганцевых образований Тихого океана
- Рельеф вулканических гор ложа океана
- Обоснование границ промышленного контура океанического полигона на примере объекта для селективной добычи металлоносных корок тихоокеанских гайотов
