Формирование отложений на дне прибрежного апвеллинга в океане

  • Вид работы:
    Реферат
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    1,05 Мб
  • Опубликовано:
    2015-05-21
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Формирование отложений на дне прибрежного апвеллинга в океане

Оглавление

 

1. Cовременные рудоносные фации в зонах прибрежного океанского апвеллинга

1.1 Углеродистые осадки шельфов

1.2 Фосфориты

1.3 Костные брекчии

2. Минералогия и геохимия ЖМК озера Байкал

3. Благородные металлы в Fe-Mn и фосфатных отложениях океана

3.1 Железомарганцевые корки и конкреции

3.2 Фосфориты

4. Преобразование рудных корок под воздействием H2S

5. Литературы

1. Cовременные рудоносные фации в зонах прибрежного океанского апвеллинга

Прибрежный апвеллинг в океане генерирует высокую биологическую продуктивность в связи с активной поставкой биогенных элементов в фотический слой воды из более глубоких горизонтов водной толщи. В результате на дне формируются отложения, обогащенные биогенными компонентами металлоносные углеродистые сланцы, фосфориты и костные брекчии. Современные аналоги этих руд выявлены на шельфах Намибии, Перу и Чили.

 

1.1 Углеродистые осадки шельфов


Углеродистые осадки шельфов, содержащие до 10-20 % Сорг, обогащены серией элементов, характерных для металлоносных черных сланцев, распространенных в осадочных толщах всех возрастов, включая докембрий.

Среднее содержание некоторых элементов в углеродистых осадках шельфов Намибии, Перу и Чили приведены в табл.1. Сопоставление современных и плейстоценовых осадков свидетельствует о близком содержании в них ряда элементов, за исключением того, что плейстоценовые отложения незначительно обогащены Sb, РЗЭ, Re и U. Майкопские глины обогащены по сравнению с осадками океанских шельфов As, Sb, РЗЭ и Mo. Рудные сланцы еще более обогащены As, Sb, а также Sr, РЗЭ, Ni,Zn, Mo, Tl и U вплоть до промышленных концентраций. По сравнению с кларками осадки шельфов и особенно майкопские сланцы обогащены Ag, As, Bi, Sr, Ni, Zn, Cd, Re и Tl в среднем в 5-10 раз. Максимальные концентрации в майкопских рудных отложениях характерны для РЗЭ (в 20 раз), Mo (100 раз) и U (400 раз). РЗЭ в современных углеродистых осадках шельфов не концентрируются, а максимальные содержания Mo и U превышают кларковые значения не более чем в 20 раз.

 

1.2 Фосфориты


Фосфориты, ассоциирующие с углеродистыми осадками зон прибрежного апвеллинга, представлены зернистыми и желваковыми разностями, возраст которых находится в пределах от современного до плиоцен-плейстоценового. Содержание Р2О5 в этом материале относительно однородно и колеблется в пределах 25-32 %. Содержание ряда других макро - и микроэлементов приведено в табл.2. В нее же включены данные о составе фосфоритовых конкреций, присутствующих в рассмотренных выше майкопских рудных сланцев. Судя по этим данным, современные фосфориты и плейстоценовые конкреции с шельфа Намибии представлены относительно чистыми от нефосфатных примесей разностями, но фосфатные пески Намибии, атакже перуанские и майкопские конкреции содержат заметное количество терригенного материала и железа, связанного с пиритом. Современные фосфатные зерна, выделенные из диатомовых илов, содержат столько же урана, как и майкопские (олигоценовые) конкреции - 245 и 290 г/т. Кроме того, те и другие обогащены Zn и Mo, что свидетельствует о сходстве диагенетических процессов формирования их микроэлементного состава. Для майкопских конкреций характерно также минимальное содержание бария (0.008 %) при максимальном содержании РЗЭ (La 130 и Се 170 г/т) и As (180 г/т). Современные фосфатные зерна характеризуются максимальным содержанием V (225 г/т), а сопутствующие им конкреции - минимальным содержание РЗЭ (0.14 г/т La и 0.15 г/т Ce).

При поиске фосфоритовых месторождений основное внимание необходимо уделять тем участкам земной поверхности, которые в периоды мировых трансгрессий (например, вендской, ордовикско-девонской или позднемеловой) располагались в прибрежных и затапливаемых морем районах материков, расположенных в тропическом поясе, в местах подъема глубинных вод или зонах апвеллингов (рис.1 и 2), обычно располагаемых по восточным берегам существовавших тогда океанов.

Выделяются четыре главные эпохи фосфоронакопления:

) ранний и средний кембрий (Каратау);

) ранний и средний ордовик (Прибалтика, Теннеси);

) поздняя юра - кайнозой (Волжский и Марокканский бассейны).

Рис. 1. Образование фосфоритов в зонах действия апвеллингов в тропических зонах океанов на их восточных побережьях (по А.В. Казакову): 1 - океанические воды, обогащенные соединениями фосфора; 2 - карбонатные осадки на континентальном шельфе; 3 - отложения фосфоритов

отложение байкал океан апвеллинг

Рис. 2. Фосфоритоносные провинции мира (по В.И. Синякову, 1987). Месторождения фосфоритов: 1 - микрозернистые; 2 - зернистые; 3-желваковые. Фосфоритоносные провинции: I - Скалистых гор; II - Восточно-Американской береговой равнины; III - Аравийско-Африканская; IV Русской платформы; V - Азиатская; VI - Австралийская.

1.3 Костные брекчии


Костные брекчии, формирующиеся в зонах прибрежного апвеллинга, являются широко распространенным явлением, связанным со специфическим сочетанием климатических, океанологических и биологических факторов, приводящих к массовым заморам ихтиофауны и других организмов. В результате таких явлений на дне водоемов накапливается костный фосфатный детрит, литификация которого сопровождается концентрацией ряда металлов, что может привести к формированию месторождений, подобных металлоносным костным брекчиям в неогеновых отложениях юга России и в Казахстане. Масштабы процесса накопления костного материала на дне океана не оценивались, но судя по имеющимся данным, количество гибнущей при массовых заморах рыбы превосходит годовой улов мирового рыболовного флота. О современных аналогах процесса формирования костных брекчий сообщалось в литературе, но детальное исследование этого костного материала не проводилось, поэтому интересно сопоставить химический состав металлоносного рудного костного детрита из промышленного месторождения с составом костей рыб и морских млекопитающих из зон современного океанского апвеллинга. Основной химический состав как современного, так и ископаемого костного детрита довольно однообразен, что относится в первую очередь к содержанию породообразующих компонентов, а также Sr и Ba. Содержание V в большинстве образцов относительно низкое (5-44 г/т) и лишь в одном образце кости кита с шельфа Намибии достигает 100 г/т, что соответствует кларку осадочных пород. Ni и Zn в современных костях не накапливаются, но в костях из рудных пластов их содержание повышается соответственно до 230-245 и 464-600 г/т. Содержание Cd во всех образцах умеренное (0.5-4.3 г/т) и лишь в кости кита с шельфа повышено до 19 г/т. Mo в костях рыб из современных осадков накапливается слабо (4-5 г/т), но в костях млекопитающих из тех же осадков его содержание возрастает до 110-196 г/т, а в костях из месторождения достигает 257-508 г/т. Аналогичная ситуация наблюдается в поведении РЗЭ: кости рыб из современных осадков ими бедны, в костях млекопитающих их содержание повышается до кларкового уровня, а в костном материала месторождения, несмотря на неравномерное распределение, может резко возрастать. As, Tl, а также, вероятно, Bi и Re содержатся в костях рыб с шельфа в субкларковых количествах, но в остальных трех категориях образцов их содержание превышает кларковый уровень и достигает средних значений, установленных для черных сланцев. Содержание Th во всех образцах оказывается ниже кларка, но приближается к таковому для сланцев. Наиболее эффективно происходит концентрация U, которая начинается в слабо минерализованных костях рыб из современных осадков (до 30 раз относительно кларка), затем продолжается в крупных пористых, но также слабо минерализованных костях млекопитающих с шельфа (до 400 раз) и достигает максимума в минерализованных костях рыб и млекопитающих в майкопских рудных сланцах (до 800 раз). Среднее содержание U в черных сланцах оценивается цифрой 13 г/т, т.е. в 3-4 раза выше кларка в глинах, но в 100-200 раз ниже, чем в костях из металлоносных костных брекчий.


Согласно этим данным, зоны прибрежного апвеллинга являются рудогенерирующими очагами трех сопряженных рудных процессов, приводящих к формированию углеродистых металлоносных сланцев, фосфоритов и металлоносных костных брекчий.

 


2. Минералогия и геохимия ЖМК озера Байкал


Железомарганцевые конкреции (ЖМК) на дне Байкала распространены в пределах всей его акватории, что требует выявления полной картины их состава. ЖМК на дне озера разнообразны по размеру и форме. Идентичные по составу корковидные образования отличаются от конкреций относительно уплощенной формой. Те и другие наиболее распространены в относительно

 мелководной зоне и встречаются на поверхности дна и реже в колонках, где обнаружены также прослои обогащенных железом и марганцем осадков.

К категории конкреций можно отнести также трубчатые образования диаметром до 4-6 и высотой до нескольких см, состоящие из сцементированного гидроксидами железа и марганца осадка.

Выявлены 4 типа микроструктур: колломорфная, комковатая, и неравномернозернистая и микроглобулярная. В первой из них отсутствуют определенные структурные элементы, но основная масса неоднородна за счет чередования относительно консолидированных и пористых участков. Преобладающим компонентом колломорфной массы являются гидроксиды железа. Второй тип представлен слабо сцементированным конгломератом бесформенных частиц размером преимущественно 5-15 мкм, состоящих, в свою очередь, из частиц микронного размера, сложенных гидроксидами железа и в меньшей степени марганца. Неравномернозернистая структура наименее однородна и является хаотичным скоплением макро - и микрозерен различного размера и формы, включая многочисленные остатки панцирей и циста диатомей. Микроглобулярный тип встречается редко и представлен агрегатами округлых частиц пирита размером около 1 мкм.

Первоначальное исследование минералогии ЖМК показало, что они сложены рентгеноаморфными гидроксидами марганца, гидрогетитом и псиломеланом. Позднее в одной глубоководной конкреции, обогащенной цветными металлами, были определены гетит, псиломелан, а также бузерит и

вернадит. При исследовании ряда образцов ЖМК методом аналитической электронной микроскопии с применением микродифракции нами установлен более широкий круг минералов. Наряду с вернадитом и гидрогетитом идентифицированы асболан, тодорокит, магнетит, а из нерудных минералов - апатит и гипс.


На рис.1 показан полиминеральный агрегат, в составе которого присутствуют асболан (а) и магнетит (б), а на рис.2 - агрегат, включающий кристаллы апатита (а), призматический расщепленный кристалл тодорокита (б) и угловатую частицу гидрогетита. В трубчатых ЖМК изредка встречаются шаровидные микроконкреции пирита диаметром 4-6 мкм, что свидетельствует о спорадическом возникновении микроочагов восстановительных процессов.

Распределение макро и микроэлементов определено в нескольких образцах ЖМК (конкреции, трубчатые образования, корка) и ассоциирующих с ними донных осадках из южной и центральной частей озера (табл. 1).

Доминирующими компонентами во всех образцах, за исключением одной исключительно железистой конкреции (90 % оксида железа), являются кремнезем и алюминий, т.е. терригенный комплекс. Содержание железа возрастает (в %) в ряду: осадки (4.8-8.4) - трубчатые образования и корка (11.0-15.3) - конкреции (25-90). Содержание оксида марганца в осадках и корке составляет 0.10-0.26, в трубках 0.87-1.56 и в конкрециях 1.3-2.6 Отношении Fe/Mn в трубках составляет 6.3-10.8, а во вмещающем их осадке 31-41, т.е. марганец накапливается в трубках активнее, чем железо. Титан распределяется во всех образцах относительно равномерно (0.44-0.61), исключая обедненную им (0.1) железистую конкрецию.


Содержание фосфатов (Р2О5) повышается в ряду: осадки (0.13-0.37) - трубки (0.22-0.43) - корка (0.98) - конкреции (2.13-3.71). При этом в осадках содержание фосфора меняется вслед за СаО, а в остальных образцах - вслед за железом, что свидетельствует о его нахождении в фосфатной и сорбированной форме.


Содержание органического углерода в осадках составляет 1.89-2.38 %, в трубках 0.28-0.92 %, в корке 0.51 % и в двух проанализированных конкрециях 0.37 и 0.79 %, а содержание СО2 в тех же конкрециях 0.05 и 0.10%.

Среднее содержание органического углерода в трубках, корке и конкрециях примерно одинаково (0.5-0.6 %), а в осадках в 3.7 раза больше (2.2 %).

По сравнению с подстилающими осадками трубки незначительно обогащены As, Ba, Co, а также Cd, Mo, Ni, Sb, Se, U, V, Zn. Конкреции, особенно железистый образец, в свою очередь обогащены относительно трубок As, Co, Ga (железистая конкреция), Mo, Ni, Pb, Sb, Tl, U, V, W, Y, Zn. При этом к железистой конкреции приурочено минимальное содержание Bi, Cr, Hf, Li, Nb, Rb, Sc, Sr, Ta, Th, Zr.

Для осадков характерно также относительно повышенное содержание (по сравнению с трубками) только нескольких элементов - Bi, Cu, Sn, Zr.

 


3. Благородные металлы в Fe-Mn и фосфатных отложениях океана


Благородные металлы (БМ), являющиеся иногда спутниками Fe-Mn руд и фосфоритов, изучались в серии океанских Fe-Mn конкреций и фосфатов.

 

3.1 Железомарганцевые корки и конкреции

одержание БМ в Fe-Mn образцах крайне неравномерно (табл.1). Fe-Mn корки Тихого океана вдвое богаче Ag по сравнению с корками Мирового океана. Но средние содержания Ag в корках Тихого океана, в конкрециях

Тихого океана и в гидротермальных корках близки (740-770 мг/т), хотя гидротермальные корки Японского моря обеднены Ag (280 г/т).

Наши результаты по среднему содержанию Au в корках Тихого и Мирового океана совпадают с предшествующими (47-50 мг/т), но по конкрециям расходятся в 30 раз (2 и 60 мг/т). Среднее содержание Au в конкрециях Мирового океана, а также в конкрециях и корках Атлантического океана примерно одинаково (2-4.3 мг/т). В гидротермальных корках оно составляет 20г/т, но в гидротермальной корке Японского моря - всего 1.23 г/т.

Данные по среднему содержанию Pt более однородны, составляя (г/т): в корках Мирового и Тихого океанов 450-515, в корках Атлантики 203, в конкрециях Мирового океана 120-230, в конкрециях Атлантического океана 111. В гидротермальных корках содержание Pt существенно ниже: 69 в океанских и 48.6 в корке из Японского моря.

Данные по Ir, Os и Ru фрагментарны. Содержание Ir в корках и конкрециях составляет 2-7 мг/т, повышаясь до 10 в океанских гидротермальных корках и понижаясь до 0.68 г/т в морской гидротермальной корке. Содержание Os в тех же объектах колеблется от 10 в конкрециях до 17-60 в корках, понижаясь до 1.12 в гидротермальной корке Японского моря. Содержание Ru колеблется от 10 до 15 г/т в конкрециях и корках, понижаясь до 5.18 в корке Японского моря.

Содержание Rh колеблется ar  от 2.4 г/т в конкрециях Атлантики до 22.3 г/т в корках Тихого океана. В остальных гидрогенных Fe-Mn образованиях оно составляет от 6.8 до 14 г/т, понижаясь до 3 г/т в гидротермальных корках.

реднее содержание Pd в гидрогенных конкрециях и корках Мирового, Тихого и Атлантического океанов оценивается нами в пределах 3-6 г/т.

По другим данным, в конкрециях Мирового океана оно составляет (в г/т) 20,в гидрогенных корках 10 и в гидротермальных 6.

Относительно пониженное содержание БМ в гидротермальных железомарганцевых образованиях свидетельствует, что эндогенный источник не играет в этом процессе решающей роли. В вертикальном разрезе корок с подводных гор Тихого океана повышенное содержание Pt приурочено к нижнему и одному из промежуточных горизонтов, обогащенных железом и в определенной мере фосфором. В тех же горизонтах установлены повышенные значения цериевой и европиевой аномалий в распределении редкоземельных элементов. Вероятно, эпизоды накопления Pt приурочены к изменениям океанской среды, включая уровень карбонатной компенсации, колебания содержания кислорода, гидротермальную активность. Возможно также, что обогащение корок Pt происходит в зоне кислородного минимума на глубинах ниже 800 м.

3.2 Фосфориты


В океанских фосфоритах ранее были известны микроскопические включения золота, но прочие БМ не исследовались. По нашим данным (табл.2), содержание БМ в исследованных образцах колеблется в следующих пределах (мг/т): Ag 1.98-1020, Au 0.43-97.8, Pt 0.061-3200, Ir 0.022-5.27, Os

.033-8.31, Ru 0.7-90.6, что свидетельствует об относительной стабильности поведения Ru, Au, Ir и Os, но не Pt, содержание которой в процессе фосфатонакопления меняется в диапазоне 5 порядков. В образцах фосфоритов со дна океана эти пределы существенно сокращаются, составляя для Ru, Os и Ir 9-30, для Au и Ag 230-330 и для Pt 12000. Минимальные содержания всех БМ приурочены к молодым океанским фосфоритам, а максимальные к относительно древним фосфоритам на континентах.

Минимальные значения Ag/Au (0.1-0.5) отмечены в современном фосфатизированном копролите с шельфа Намибии и в фосфатно-Fe-Mn корке, амаксимальное значение (92) - в N2 копролите c шельфа Намибии, что свидетельствует об инверсии этого соотношения в ходе диагенеза и переотложения фосфатного материала. О том же свидетельствует повышенное значение этого показателя (63-352) в древних фосфоритах континентов.


Отношение Au/Pt меняется крайне неравномерно как в океанских (0.008-85), так и в континентальных (0.01-87) образцах, при отсутствии видимых трендов. Такова же ситуация с отношением Pt/Ir, которое меняется в диапазоне 1.0-480 в океанских образцах и 0.17-1300 в континентальных.

Соотношения между остальными тремя элементами платиновой группы значительно более стабильны. Os/Ir в океанских образцах составляет от 0.72 до 1.50 и лишь в фосфатно-железомарганцевый корке повышается до 2.36. В фосфоритах континентов это соотношение колеблется в пределах 0.65-1.58. Отношение Ru/Os меняется в девяти океанских образцах от 5.2 до 18.5 и лишь в двух (современная конкреция с шельфа Намибии и позднечетвертичная с шельфа Перу) повышается до 33-40. Та же картина наблюдается в континентальных образцах, где это отношение составляет 6.3-18 и лишь в фосфорите Флориды повышается до 35. На основании этих и литературных данных можно предположить, что рассчитанный кларк Ag в фосфоритах составляет (в мг/т) около 100, Au около 6, Pt в океанских образцах - около 7. Для оценки кларк Pt в континентальных образцах данных недостаточно. Среднее содержание Ir в изученных фосфоритах около 0.5, Os - около 0.6, Ru - около 5 г/т. Но при этом следует иметь в виду крайнюю неравномерность распределения всех БМ в фосфоритах, что может привести в дальнейшем к переоценке предложенных величин на основании новых более представительных материалов.

 


4. Преобразование рудных корок под воздействием H2S


Железомарганцевые конкреции и корки, распространенные на дне глубоководных впадин и на подводных горах океана, находятся в контакте с насыщенной кислородом придонной водой в окислительной обстановке и в соответствии с этим сложены главным образом гидроксидами железа и марганца. В то же время в составе этих рудных образований присутствуют включения сульфидных минералов, а также самородных металлов и интерметаллических соединений, формирование которых в окислительной среде считается невозможным. Для интерпретации этого парадокса, как и генезиса конкреций и рудных корок в целом, предлагались различные гипотезы, связывающие рудный процесс с поступлением эндогенных флюидов из мантии или гидротермальных растворов из рифтовых зон и вулканических источников.

Основанием для таких гипотез является наличие в рифтовых зонах современного океана высоко и низкотемпературных гидротерм, содержащих сероводород и насыщенных растворенными металлами, что приводит к формированию массивных сульфидов и металлоносных осадков.

Материалом исследования послужила сборная технологическая проба железомарганцевых корок с подводных Мателлановых гор в северо-западной части тропической зоны Тихого океана на участке с координатами 15-18ᵒ с. ш., 150-156ᵒ в. д. В минеральном составе рудной части корок преобладают гидроксиды марганца (вернадит, в меньшей степени асболан, реже тодорокит) и железа (гидрогетит, гетит, редко магнетит). Из нерудных минералов присутствуют гидрослюды, апатит, реже каолинит и в следовых количествах - кварц и кальцит. Среднее содержание металлов в пробе составляет (%): Fe2O3 19.0, MnO 21.0, Со 0.48, Ni 0.33, Cu 0.10, Zn 0.057.

Взаимодействие гидроксидных компонентов железомарганцевых корок с сероводородом сопровождается значительным изменением их минерального состава. Интенсивность этого изменения связана также с температурой и с длительностью процесса. При относительно низкой температуре (100ᵒС) происходит достаточно интенсивное восстановление железа и формируется пирит. Вероятно, что при более длительном течении процесса, чем в нашем эксперименте (24 ч), при такой температуре возможно формирование и других сульфидов (халькопирита, ковеллина и т.д.), которые установлены в железомарганцевых корках со дна океана.

При температуре порядка 200ᵒ продолжается пиритизация и начинают формироваться магнетит и алабандин, а также, возникают изначальные центры агрегации и собирательной кристаллизации золота и платины. При температуре 600ᵒС весь марганец переходит в алабандин и происходит укрупнение микрочастиц платины и золота с примесью других самородных металлов, а также формирование интерметаллических соединений. Но в натуральных образцах железомарганцевых корок и конкреций алабандин не обнаружен, что может быть связано с отсутствием влияния гидротерм или с их относительно низкотемпературным характером. Вопрос о том, какой из двух факторов (температура или содержание сероводорода) влияет на формирование того или иного минерала, можно рассмотреть путем сопоставления описанных результатов с теми, которые были получены ранее при собственно термической обработке железомарганцевых корок. При 70ᵒ С происходит упорядочение кристаллической структуры вернадита, асболана и тодорокита, при 150ᵒ начитается разрушение их структуры, а при 150-300ᵒ - полная аморфизация. Параллельно происходит переход фероксигита в гематит, завершающийся при 150-300ᵒ. При 600ᵒ минеральный состав корок полностью преобразуется: в результате дегидратации и перекристаллизации формируются слабо кристаллизованные гаусманит Mn2+ Mn3+2O4, биксбиит (Mn3+, Fe3+) 2O3, шпинель и аморфные железомарганцевые охры. При доведении температуры до 1000 в материале пробы установлены те же, но хорошо кристаллизованные минералы, а также браунит Mn2+Mn4+6 [O8] [SiO4].

Итак, преобразование минерального состава железомарганцевых корок при обработке их сероводородом значительно отличается от того, что происходит при прокаливании: в первом случае формируются, наряду с самородной серой, сульфиды марганца, железа, никеля и, вероятно, других цветных металлов, а также заметная агрегация микровключений золота и платины. Во втором случае происходит только трансформация железомарганцевых фаз. Приведенные экспериментальные данные позволяют предположить, что насыщенный сероводородом раствор действительно может инициировать формирование в корках сульфидных минералов. Вопрос о возможности существования таких растворов в зоне распространения подводных гор связывают с проявлениями вулканизма. В качестве свидетельств гидротермальной активности приводят наличие в базальных слоях корок тодорокита и высокое отношение в них (Mn+Fe) /Ti, находки в пределах поднятий магматических образований эоценового и миоценового возраста, наличие в межгорных впадинах цеолитовых глин, обогащенных вулканокластикой, положительная европиевая аномалия в составе редкоземельных элементов. Наличие сульфидных включений в океанских базальтах также позволяет рассматривать их в качестве одного из источников "экзотических" минералов в железомарганцевых корках. Частицы самородных металлов в железомарганцевых корках Магеллановых гор приурочены главным образом к нижним прослоям рудного вещества, подстилаемого базальтом. Но при этом как сульфиды, так и самородные металлы достаточно часто встречаются в окисленных металлоносных осадках океана. Известно также, что в составе железомарганцевых конкреций и корок присутствует материал космического происхождения в виде микроскопических шариков преимущественно железо-никелистого состава. Предлагалась также гипотеза о возможности возникновения в гидроксидной массе железомарганцевых образований восстановительных микроочагов за счет осаждения органических частиц и сопутствующей сульфатредукции. Не исключено, что таким путем могут образоваться микрочастицы пирита, но для формирования самородных металлов энергия такого процесса недостаточна; кроме того, сама возможность участия в этом процессе микроорганизмов проблематична. Можно предположить, что наиболее реальным фактором, влиявшим на состав железомарганцевых корок подводных гор (представляющих собой, как правило, вулканические образования), явились именно подводные поствулканические гидротермы, обогащенные металлами и содержащие сероводород. В связи с этим представляет интерес состав современных гидротермальных растворов рифтовых зон океана, которые детально исследованы и могут дать хотя бы приблизительное представление том, какими могли быть поствулканические растворы подводных вулканов.

Первым таким примером являются горячие рассолы и рудные илы рифта Красного моря, на дне которого чередуются слои гидроксидов Fe и Mn с включениями сульфидов и сульфидные слои с включениями гидроксидов.

В зоне Восточно-Тихоокеанского подводного хребта (21ᵒ с. ш.) и во впадине Гуаймас (Калифорнийский залив) на дне фонтанируют гидротермы с температурой 315-350ᵒC и концентрацией растворенного сероводорода 223-284 мг/л. Содержание рудных металлов в растворе на несколько порядков выше, чем в океанской воде, и достигает (мкг/кг): кобальта - 13.4, меди - 2790, цинка - 6930, свинца - 135, кадмия - 20, серебра - 24. Из этого следует, что наличие сероводорода не препятствует высокой миграционной способности металлов в кислом горячем растворе. В связи с этим для получения более определенного ответа на вопрос о влияниии гидротермального фактора на минеральный состав железомарганцевых корок следует, видимо, расширить диапазон экспериментального моделирования.

В целом, как нам представляется, описанные эксперименты демонстрируют, что по крайней мере некоторые сульфидные минералы и аккреция микрочастиц самородных металлов, присутствующих в железомарганцевых корках и конкрециях океана, действительно могут возникнуть под влиянием низко и среднетемпературных сероводородных гидротерм даже без дополнительной поставки металлов за счет своих исходных ресурсов. Но значительно более весомый результат этой работы заключается в экспериментальном установлении того факта, что железомарганцевые корки и конкреции являются чрезвычайно активным поглотителем сероводорода, что намного повышает практическое значение этого вида полезных ископаемых.

5. Литературы


1. Батурин Г.Н. Cовременные рудоносные фации в зонах прибрежного океанского апвеллинга

. Батурин Г.Н., Дубинчук В.Т., Гранина Л.З., Пересыпкин В. И.,. Жегалло Е. А, Юшина И.Г., Исаева А.Б., Золотых Е. О. Минералогия и геохимия ЖМК озера Байкал

. Батурин Г.Н., Колесов Г.М. Благородные металлы в Fe-Mn и фосфатных отложениях океана

. Батурин Г.Н., Дубинчук В.Т., Крылов И.О. Преобразование рудных корок под воздействием H2S

Похожие работы на - Формирование отложений на дне прибрежного апвеллинга в океане

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!