Океанский рудогенез представляет собой уникальное явление в эволюции Земли. Он связан с развитием Мирового океана, начало которому было положено в поздней юре и которое продолжается вплоть до настоящего времени. Продукты океанского рудогенеза не имеют прямых аналогов в прошлом и не свойственны континентальным образованиям. Основными действующими агентами океанского рудогенеза являются морская вода и базальтовый магматизм.
Особого внимания при анализе металлогении океана, в особенности экзогенной металлогении, заслуживает морская вода, которая по существу также должна рассматриваться как важнейший металлогенический объект. В работах многочисленных исследователей убедительно обосновывается и особо подчеркивается роль этого уникального геологического образования. Согласно современным представлениям, океанская водная толща со стабильным объемом, составом, физико-химической структурой возникла в последние 170 млн лет.
Общепризнанно, что происхождение воды на поверхности Земли связано с дегазацией мантии и определяется эндогенными режимами развития планеты. Первичная дегазация началась после начала тектономагматической активности около 4 млрд лет назад (Сорохтин, Ушаков, 2002). С течением времени объем водной толщи возрастал, а ее состав изменялся. Оценки эволюции гидросферы для архейского и протерозойского этапов в работах различных авторов существенно разнятся. Так, О. Сорохтин и С. Ушаков (2002) склонны мелководные изолированные водные бассейны, возникшие в архее, уподоблять океану, полагая, что они образовались в результате спрединга и обладали выраженными срединно-океаническими хребтами. В конце архея предполагается возникновение единого суперконтинента - Моногеи и единого океана - Моноталассы.
По мнению ряда исследователей, ранняя почти полная дегазация недр Земли обусловила однонаправленную эволюцию состава океана, которая привела к почти современным значениям солености и химического состава океана около 2,0 млрд лет назад. На этом рубеже ранняя атмосфера с дефицитом кислорода сменилась явно окислительной обстановкой (Шопф, 1982).
Другие исследователи водные бассейна архея и протерозоя не считают океанскими образованиями, отмечая существенно отличный от современного солевой состав, повышенную температуру и не соответствующую океанической геодинамическую обстановку бассейнов той эпохи. Даже в фанерозое водная масса, заполнявшая многочисленные изолированные бассейны, имевшая в связи с активной биологической деятельностью достаточно стабилизированный солевой состав, не представляла собой единого геологического тела. К началу мезозоя гидросфера, несмотря на большой объем и близкий к современному солевой состав, еще не испытала глобальной упорядоченности, гомогенизации и структурирования (Андреев и др., 1999). Преобразование разрозненных водных бассейнов в единую физико-химическую и гидродинамическую систему глубоководных впадин Мирового океана началось в юрское время вместе с началом глобального процесса формирования океанской коры, сопровождавшимся поставкой огромных масс базальтоидов. Сопутствовавшее магматизму выделение ювенильной воды составляет, по оценкам указанных авторов, не менее 20% по массе от всей современной толщи океана. Уровень океана поднялся почти на 1 км, возникло общее водное пространство, охватившее не менее 60% водных масс гидросферы и при активном участии биоты сформировалось единое геологическое тело с близким составом и структурой (Андреев и др., 1997). Таким образом возникла особая геологическая формация.
Надо заметить, что в известной степени подобная современной водная геологическая формация, вероятно, существовала с начала архея, когда водная толща, составлявшая всего 15-30% современной, покрывала всю планету (Андреев и др., 1999). О свойствах этой, впоследствии исчезнувшей, формации известно немного, но ее возможными <следами> являются толщи железистых кварцитов.
Океанская вода представляет собой насыщенный раствор хлоридов, сульфатов и карбонатов в соотношениях, обратных тем, которые свойственны речным водам, поступающим в океан. Это является одним из следствий генезиса океанской воды, как производной дегазации мантии. Воды континентов - это продукт испарения и конденсации. Протекая по толщам и массивам пород суши они обогащаются различными компонентами, которые и приводят к формированию гидрохимических аномалий в прибрежных частях Мирового океана.
 |
| Рис. III.1. Характеристика параметров станции с координатами 13°39,997' с.ш.; 129°14,158' з.д. |
|
 |
| Рис. III.2. Температурная структура океана в умеренных широтах. |
|
В океане, в первую очередь в области от 40? с. ш. до 40? ю. ш., отчетливо выражена вертикальная структура водной толщи (рис. III.1). Поверхностная вода в тропиках и субтропиках интенсивно прогревается. Это определяет формирование термоклина. В тропиках его положение стабильно. В более высоких широтах он имеет сезонный характер и менее яркую выраженность (рис. III.2). Поверхностная вода хорошо аэрируется. Содержание кислорода в ней максимально. Даже в тропиках, где идет интенсивный прогрев, количество растворенного кислорода в поверхностной воде не ниже 4 мл/л. В более высоких широтах, где вода холоднее и растворимость газов выше, содержание кислорода, естественно, более высокое. В подповерхностных водах в интервале глубин от 150-200 м до 800 м отмечается кислородный минимум. Далее с глубиной количество растворенного кислорода увеличивается. Температура плавно падает до глубины 2000-2500 м, где наступает ее стабилизация. В придонной части устанавливается слой температурного минимума (1,1?-2,4? С), обогащенный кислородом. Соленость воды по всей толще в общем случае стабильна. Лишь в поверхностной толще отмечается некоторое снижение за счет атмосферных осадков. К глубинам 4-4,5 км приурочен уровень критической глубины карбонатонакопления.
Химический состав водной толщи формируется в результате поступления ювенильной воды и флюидных потоков из мантии, вулканических эманаций, экстракции компонентов из базальтоидов океанической коры. По мнению многих исследователей, океанской водной толще свойственны своеобразные защитные функции, механизмы внутреннего саморегулирования, позволяющие ей сохранять стабильным солевой состав, физико-химическую структуру и объем. Это положение базируется на представлении о том, что поступление вещества в водную толщу океана из различных источников динамически уравновешивается их удалением в донные отложения. Стабилизация океанской водной толщи наступила с эоцена, и с этого же времени масштабно проявился процесс железомарганцевого рудообразования (Андреев и др., 1999).
Таким образом, океанская водная толща может рассматриваться как чрезвычайно своеобразная уникальная геологическая формация. Обладая по существу всеми атрибутами, свойственными геологической формации, водная толща отличается только ей присущими особенностями. В отличие от геологических формаций, сложенных твердыми горными породами, эта формация характеризуется постоянной изменчивостью, эволюцией состава, необыкновенной подвижностью. Она непрерывно обменивается веществом с подстилающими и окружающими формациями сопредельных участков суши. Океанская водная толща выполняет важные рудогенные функции, определяя саму возможность формирования разнообразных месторождений океанского дна: и массивных сульфидов, и металлоносных осадков, и железомарганцевых руд, и фосфоритов, и россыпей. Сама водная толща во всем своем объеме является потенциальным минеральным сырьем. Эта формация, как и некоторые другие океанские образования, находится в стадии формирования, но ей, в отличие от этих образований, суждено, по всей видимости, оставаться вечно самой молодой формацией.
Как было отмечено выше, океанская вода является продуктом дегазации мантии, ее состав, как и состав осадков Мирового океана, определяется подводным вулканизмом, который является одним из основных механизмов дегазации мантии. Именно подводный вулканизм постоянно пополняет водные запасы и комплекс растворенных в них солей. Мантийные флюидные потоки, извержения вулканов, поствулканическая гидротермальная деятельность - это те, реально фиксируемые процессы, которые являются основными поставщиками металлов для формирования оксидных железомарганцевых руд.
Вторым и, по-видимому, не менее существенным источником металлов является выщелачивание их из базальтов, как диффузионное, особенно в зонах развития трещинных структур, так и в результате функционирования конвективных гидротермальных систем.
|
