Условия локализации глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа на примере рудоносных гайотов магеллановых гор тихого океана

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 Маршалловых 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 ^oв.д. и от 15 до 19 ^oс.ш.) и восточное (между 155 и 158 ^oв.д. и 10 и 15 ^oс.ш.).

В целом Магеллановы горы состоят как из одиночных горных сооружений, так и из вулканотектонических массивов. В пределах цепи развиты островершинные и плосковершинные сооружения (гайоты). Гайоты преобладают в количественном отношении и характеризуются большими размерами. Обычно их основания оконтуриваются изобатами 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^o, иногда осложненными вулканическими конусами и куполами, поперечные размеры изменяются от 15х10 до 80х30 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^o и более. В центральных частях (интервал глубин 2600-4000 м) крутизна понижается и составляет 10-12^o. У подножий, в батиметрическом интервале 4000-5600 м, склоны пологие (2-8^o). 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 изометричные 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^o. 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 толеитами гавайского типа. Второй ярус слагают субщелочные базальты, оливин-плагиоклазовые базальты, плагиобазальты, трахибазальты, 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 турбидиты, 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 выделяются 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 (базанитами), 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 Тa, 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 пределах Магеллановых гор 96.7 кг/м², а площадь их развития составляет более 17 000 км².

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 P₂O₅ 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.