1
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...................................................3
1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУДООБРАЗУЮЩИХ ГИДРОТЕРМ ОКЕАНА............................10
1.1. Распространение металлоносных гидротерм..............10
1.2. Состав субмаринных гидротерм.........................14
1.2.1. Главные компоненты.................................19
1.2.2. Второстепенные компоненты и микрокомпоненты.........22
1.2.3. Газовый и изотопный состав.........................23
1.3. Группы типоморфных элементов, классификация и районирование океанских гидро герм.......................................25
2. ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ ОКЕАНА.....................................................34
2.1. Сравнительный анализ формирования субмаринных и субаэральных гидротерм..................................................34
2.2. Фазовая дифференциация, состав и металлоносность растворов 44
2.3. Металлоносные гидротермы океана как потенциальный источник минерального сырья.........................................50
3. ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ ОРЕОЛОВ РАССЕЯНИЯ В ОКЕАНЕ...................................................58
3.1. Признаки гидротермального привноса в придонных водах океана...58
3.2. Влияние фазовой дифференциации в недрах систем на формирование гидротермальных илюмов.........................................61
3.3. Гидрофизические характеристики ореолов рассеяния и придонных вод............................................................64
3.4. Границы разделов и трансформация вещества в гидротермальных ореолах рассеяния..............................................76
4. ГЕОХИМИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ ЭКОСИСТЕМ ОКЕАНА 87
4.1. Перераспределение и трансформация гидротермального вещесгва с участием микробиоценозов.......................................88
4.1.1. Взаимодействия в системе бактерии-металлы в процессе гидротермального рудообразования.......................................88
4.1.2. Микробиоценозы в глубоководных гидротермальных нлюмах 94
4.1.3. Взаимодействия в системе бактерии-металлы в гидротермальных
плюмах.......................................................98
4.1.4. Гидротермальные плюмы как глубоководный источник органического углерода..............................................104
4.2. Геохимическая зональность гидротермальных экосистем океана (на примере САХ)................................................109
4.3. Проблемы экогеохимических исследований гидротермальных систем в связи с возможным их освоением............................126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................131
14
термальные проявления Курильской, Марианской, Новогебридской дуг в Тихом океане, Липарской и Эллинской дуг в Средиземном море, ко второму -высокотемпературные гидротермы Марианского трога, трога Лау и других.
Гидротермальная деятельность в гроге Окинава приурочена к зоне раскрытия задугового рифта, перехода от океанического к континентальному типу коры в пределах единой рифтовой зоны (Haibach е.а. 1989). Близкие условия характеризуют зону относительно мелководной гидротермальной деятельности в заливе ГТленти (Новая Зеландия), где рифтовая система междуго-вого трога Г авр переходит на сушу (о. Северный) вулканической зоной Гаупо (Sarano е.а. 1989), и участок низкотемпературного рудообразовапия на г. Франклин во впадине Вудларк (Лисицын и др. 1991).
В пределах океанических плит гидротермальные проявления встречаются относительно редко, возможно в силу малой изученности обстановок этого типа. Наибольшей известностью пользуется гидротермальное поле вулкана Лоихи (Karl е.а. 1988), маркирующего современное положение "горячей точки", сформировавшей Гавайские острова.
1.2. Состав субмаринных гидротерм
Гидрогермы большинства океанских рифтов, свободных от осадков, сходны но составу. По содержанию главных ионов они сопоставимы с морской водой. Различия заключаются в резком снижении концентраций в высокотемпературных растворах ("черных курильщиках") магния и сульфат-иона, а также в повышении содержаний кремнезема, калия, кальция, ряда малых компонентов - щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов, в появлении сероводорода, диоксида углерода, водорода, метана, обуславливающих кислую реакцию и восстановительные свойства вод (табл. 1, 2). При этом величина общей минерализации (количество растворенных веществ) растворов, контролируемая концентрацией С1 и Na, варьирует* как в пространстве (Charlou е.а. 1996), гак и во времени (Urabe е.а. 1998) от заметно распресненных (в 2 - 3 раза) до рассолов, превышающих соленость морской воды втрое. Современные представления о формировании океанских терм, базирующиеся на результатах многочисленных экспериментальных исследований и модельных расчетов (Seyfried е.а. 1986; Bischoff, Rosenbauer 1987; Mottle 1983; 1 ричук и др. 1985; 1988), приводят к выводу об образовании в недрах гидротермальных систем бессульфатных и лишенных магния вод ("end members"), исходных для всех опробуемых на поверхности дна горячих источников, представляющих продукты разбавления растворов морской водой на путях миграции и непосредственно в зонах разгрузки после попадания их в придонную воду. В низкотемпературных (менее 100°С) "белых курильщиках" наблюдается заметное снижение концентраций калия по сравнению с морской водой (хр. Хуан-де-Фука, 46° с.ш.), что подтверждается и данными экспериментальных исследований.
Таблица
Компоненты Морская вода Меж-. ВН)ТрИКОНТИИС1ПаЛЫ1Ь5С рифты Срсдюшо-оксаничсскис хребты
Красное морс Калифорнийский залив, впал ГЧаймас Восточно-Тихоокеанское поднятие Хребет Хуаи-де-Ф\ка Хребет Эксплорер
В пах Аглаи гис-П Впал. 13 с.ш. 1 Гс.ш. 2! с.ш. 44'с.ш. 46:,сш Мидд Вэлчи 48°с.ш. Трог Эскаиаба
С1 19182 156030 155300 20601-26947 25245-26947 11-284-24324 17338-20530 33720-38648 6666-22161 14407-20213 23680 и.с.
SO, 2680 840 700 0 о 0 0 0 0 0.4 н.с. н.с.
НСОь 142 143 30 0-1281* н.с. н.с 1342-4514* н.с 4941-5185* 1525-4026* 915-2806* и.с.
Na 10670 92600 93000 10924-11798 12671-13706 6669-13269 10096-11728 15201-18306 3657-11498 7245-9154 12868 Н.С.
К 383 2400 2140 1271-1924 1075-1165 731-1165 907-1009 1458-2018 297-1075 527-729 1329-1568 1830-2270
Mg 1282 780 810 0 0 0 0 0 0 0 0 НС
Ca 409 3300 5120 1066-1663 1788-2196 425-1411 469-834 3098-3864 409-1876 1600-3246» 133К 1960-2570
Br 67 100 120 84.5-89.4 71.9-15.9 42.6-88.4 64.2-74.3 113.4-146.6 19,2-75.9 60 8-84.5 94.2 Н.С
Sr 7.62 48 46 14-22.2 14.7-15.9 3.3-118 5.7-8.5 20.2-27.3 Н.С. 14-22.6 18.3 12.9-14.2
MT, 0.18 8.9-366 н.с 186-281 КС. Н.С. 0.2 И.С Н.С. 47.6 100.8 H.C.
SKOK), 9.6 21 4.5 559-829 1397-1710 343-952 937-1171 1363-1399 1188- 1360 272-297 366-414 460-920
Li 0.18 4.4 0.4 4.3-7.5 4.1-4.3 3.4-6.1 6.2-72 7.7-126 1.4-4 42 2.6-3.9 891 5.9-6.3
Rb 0.11 н.с. н.с. 4.9-74 1.5-1.7 1.3-2.1 2.3-2.8 24-3.2 Н.С. 1.9-2.6 6.83-8.97 5.1 U
Cs 0.0004 0.69-0.79 0.03 0.1-О.2 0.79-0.93 1 V
В 4.6 7.8 16.7-18.2 5.1 49-5.4 5.5-6.0 5.5 5 5-6.2 17.6-19.0 18.5-23.3
1 0.06 0.03 825-10.53 10.8-14 0 12.56
Ba 0.02 0.9 0.69-7.4 н.с. и.с. 1.1-2.2 — н.с. 1.95 н.с 0.89-175
Мл 0.00005 82 546 7.3-13 92.7-161 40 8-50.8 38.4-55 143.4-246.1 89-62.2 3.5-4.3 0 55-1.15 15.2-16 3
Fe 0.00006 81 3 1-10 117.6-601 91.6-361 42-136 575-1044 0.5-598 06-1.0 001-0.56 0.55-3.1
Ca 0.0004 0.3 0.08 0.001-0.07 н.с. н.с. 0.01-28 0.1 0.045-0 76 0.02-0.08 Н.С 0 002-0.003
Zn 0.0007 5.4 0.77 0.007-2.6 0 13-0.67 2.88-6.86 2.6-69 39.2-58 8 0 15-7.45 004-0.1 не. 0.009-0.1
Be ОфПООб 0 0001-0.0008 0.0001-O.OIXM 0.0009-0.001 1
Se 0.0002 0.003-0.008 0 005-0.006 <0.00001 1
Al 0.0005 0.03-0.2 0.3-0.5 0.3-0.4 0.1-015 0.05
Pb 0000002 0.063 0.17 0.05-0.1 0.003-0.03 0.002-0 06 0.04-0.07 0.2 0.02-0.06
H;S 0 н.с. н.с. 129-204 98.8-279 150-416 98 8-285 102-150 238 5 681.3 102 37.5-48.0 58 6-68.9
CO; »Ufa 101 66-735 254 172-196 6600-7480 176-528
T,eC 2-5 56-62 264-315 317-**- .. 347 273-355 224-285 136-328 265-276 108-217 306
pH 7.8 5 5.9 3.1 3.1-3.7 3.3-3.8 3.2 3.5-4.4 5.1-5.5 54 4.6
Источник (137). [358) |83) |83) (361). 1179) 1170]. (358) (3601. (358), (359). (358| 12841.(178]. (177| |179|. [177| (348|
данных -L1061 _ш>у . 13581 (292) (358)
Nr на рис 1 1 2 3 <г_ . * 5 6 7 8
* Пересчет автора т эквивалентной формы
- Київ+380960830922