Закономерности строения рудных залежей
Конкреции имеют концентрическое строение: ядро (обломки пород, стяжения цеолитов, обломки ранее сформированных и разрушенных конкреций) облекается слоистой рудной оболочкой. Концентрически полосчатое строение оболочки обусловлено чередованием слоев различных по составу, толщине, примесям постороннего материала. Основными минералами конкреций являются гидрооксиды железа и марганца, тонкодисперсные, аморфные или слабо окристаллизованные (табл. V.8). Химический состав конкреций непостоянен, испытывает резкие колебания в зависимости от фациальной обстановки формирования, но в среднем характеризуется высокими содержаниями марганца, никеля, меди (табл. V.9). Практический интерес представляют и другие рудные компоненты.
С начала восьмидесятых годов прошлого века многие исследователи, занимавшиеся проблемой океанических железомарганцевых конкреций, практически одновременно независимо друг от друга пришли к выводу о существовании двух (Хальбах и др., 1982) или трех (Скорнякова, 1985, Гросс и др., 1985, Ленобль, 1987 и др.) генетических типов конкреций. В это же время генотипы начали рассматриваться как вероятные промышленные сорта руды (Гросс и др., 1987). П. Хальбах, Н. Скорнякова и некоторые другие авторы полагали, что конкреции разных типов формируются в результате различных процессов - диагенеза (генотип С) и химической седиментации из придонной воды (генотип А). Правда, уже в те годы было замечено, что конкреции генотипа С встречаются как на вершинных, так и на днищевых поверхностях клавишной структуры дна рудной провинции Кларион-Клиппертон, тогда как конкреции типа А отмечаются только на вершинных поверхностях. С увеличением объема и детальности исследований удалось установить, что конкреции генотипа А развиты, в основном, по периферическим частям приподнятых клавиш. Ближе к осевым их частям генотип А сменяется переходным типом В и затем нередко типом С. Последними детальными исследованиями 2001-2004 годов установлено, что встречаются конкреции генотипа А и на террасовидных поверхностях склонов.
Конкреции генотипа А - это, как правило, мелкие (1-3 см) индивиды с гладкой поверхностью сферической, дискоидальной, таблитчатой формы. Таблитчатые конкреции могут быть существенно крупнее - до 5-6 см по длинной оси. Вертикальные размеры этих конкреций не зависят от их горизонтальных размеров и редко превышают 2 см. В разрезе конкреции сложены обычно плотными тонкими слойками (до 10, а иногда более на 1 мм), которые облекают нерудное (цеолититовое) ядро. Горизонтальные размеры конкреций определяются, в основном, размерами и формой ядер. При высокой плотности залегания, когда отдельные стяжения соприкасаются друг с другом, возникают сростковые разности. В таких конкрециях, естественно, отмечается несколько ядер. Генотип А характеризуется относительно повышенным содержанием железа и пониженной концентрацией марганца по сравнению с конкрециями других генотипов. Соответственно, в этих конкрециях понижены содержания никеля и меди, ассоциирующих с марганцем, и относительно повышено содержание кобальта, связанного с железом.
Сторонники концепции гальмиролитического образования конкреций считают, что конкреции генотипа А - это конкреции ранних стадий гальмиролиза, когда его профиль сформирован не полностью (толщина пачки иллитовых глин, являющаяся аналогом каолиновой пачки коры выветривания, сокращена вплоть до практического отсутствия).
При дальнейшем развитии гальмиролиза, когда формируется пачка иллитовых глин (мощность ее в этот период относительно сокращена) конкреции генотипа А выступают в роли ядер формирующихся относительно более марганцовистых конкреций генотипа В. Эти конкреции также зачастую содержат цеолитовые ядра и вростки, но значительная часть индивидов этого типа не имеет видимых нерудных ядер и отличается следами деструкции внутри рудной оболочки. То есть, эти конкреции в процессе своего развития попадали в условия, в которых они либо раскалывались, либо частично растворялись. Примеры текстур деструкции приводились многократно. Развиты такие конкреции преимущественно на вершинных и террасовидных поверхностях. Они более марганцовисты, чем конкреции генотипа А. Их верхние и нижние поверхности зачастую различаются: верхние - гладкие, нижние - шероховатые.
Наибольшее количество стадий роста и деструкции обнаруживается в крупных конкрециях генотипа С. Для них характерно отсутствие нерудных ядер. В качестве ядер в них выступают фрагменты более древних индивидов. Именно в таких конкрециях выделялось до шести генераций. Эти конкреции встречаются повсеместно, как на вершинных поверхностях, так и на днищевых горизонтальных площадках и пологих склонах. Они содержат максимальное количество марганца, меди и никеля, меньшее - железа и кобальта. Их доминирующие размеры в плане 6-8 редко до 10 см при отчетливой дискоидальной форме. Верхние поверхности гладкие или бугристые, нижние - шероховатые. Часто проявляется так называемый экваториальный поясок, представляющий собой причудливые выросты на границе воды и глины. На пологих склонах конкреции приобретают веретенообразную форму и ориентируются удлинениями вдоль склона, образуя полосы относительного обогащения и разубоживания; размеры их нередко превышают 15 см по длинной оси. Верхние и нижние поверхности практически неразличимы, что может свидетельствовать о постоянных переворачиваниях индивидов.
Обращает на себя внимание тот факт, что конкреции типа А в общем случае характеризуются плотностями залегания порядка 10 кг/м2, тогда как регулярно расположенные конкреции типа С залегают в количестве около 20 кг/м2. О химическом составе ЖМК в пределах РРР можно судить по данным, приведенным в табл. V.10.
Как видно из таблицы, статистические характеристики всех выборок Восточного полигона и базы данных по РРР сопоставимы. Показатели всех пяти компонентов существенно не меняются при изменении площади изучаемого объекта и размера выборки. Статистические характеристики Западного полигона резко отличаются от таковых Восточного. Здесь существенно ниже содержание элементов группы марганца при повышенных концентрациях железа и кобальта. Это может свидетельствовать о том, что на Западном полигоне в отличие от Восточного доминируют конкреции генотипа А.
С позиций гальмиролитической концепции - выделенные типы соответствуют профилю гальмиролиза, и, как следствие, возрасту, геоморфологическому положению и типа подстилающего разреза осадочных образований. В соответствии с этим типы конкреций можно рассматривать как сорта руды, различающиеся размерностью, химическим составом основных рудных элементов и примесей, разубоживающей массы ядер.
В этом смысле собственно рудой являются конкреции типа С. Лишь в периферических частях вершинных поверхностей и на террасах в условиях сокращенного или неполного профиля коры гальмиролиза формируются своеобразные зальбанды по периферии рудных тел, представленные разубоженными рудами.
Примеры таких зальбандов различной ширины отчетливо просматриваются у вершинных рудных тел.
В отдельных случаях оторочки из конкреций типа А и В или только А могут срастаться, образуя самостоятельное рудное тело, особенно на узких гребневидных поверхностях. В этом случае <взрослые> многогенерационные конкреции типа С отсутствуют. Такая ситуация иногда отмечается на узких (признанных безрудными по ширине) гребневидных поднятиях, разделяющих днищевые рудные тела рудной залежи. Связано это вероятно с тем, что при формировании клавиш по сбросам или взбросам образовалась узкая клавиша, первичные продукты гальмиролиза с которой за счет реологических свойств, под воздействием силы тяжести или придонных течений сносятся с ее поверхности. При этом полный профиль коры гальмиролиза не формируется. Как следствие, образуются исключительно геохимически наиболее юные конкреции типа А или А и В.
В других случаях конкреции типа С на вершинной поверхности распространяются до самой бровки склона без зальбандов. Это объясняется отступанием склона, когда происходит обрушение коренных осадочных образований; вместе с которыми обрушаются и краевые части гальмиролигенной составляющей разреза. В таких случаях локацией бокового обзора на склонах обнаруживаются следы скатывания обрушившихся глыб, а у его подножия - глыбы-отторженцы, что отмечается на фототелевизионных и геоакустических профилях. Основной причиной отступления склонов являются карстовые явления, детально изученные в Разведочном районе России (Казанцев, Кругляков, 1995, Кругляков, 2003, <Инженерная геология >, 2004).
Формация кобальтоносных железомарганцевых корок развита в основном в Северо-Западной части Тихого и восточной - Индийского океанов. Сегмент Мирового океана, ограниченный на востоке поднятиями Императорского хребта, архипелагов Гавайи, Лайн и Туамоту, а на западе подводным хребтом Инвестигейтор, имеет более длительную историю по сравнению с остальной частью: он начал развиваться, вероятнее всего в юре.
Наибольшее количество подводных гор с кобальтовым оруденением сосредоточено в западной части Тихого океана на поднятиях Мидпасафик, Маркус-Уэйк-Неккер, Магеллановых гор, к западу от островов Гавайи, Лайн, Туамоту, в районе Маршалловых островов. В Индийском океане они известны на плато Эксмут, на поднятиях Кокосовой котловины.
Встречаются рудные корки и за пределами указанного сегмента. Известны они, в частности, на горе Экватор, на Мальдивском хребте в Индийском океане и в ряде других мест. В Атлантическом океане рудные корки известны на поднятии Сьерра-Леоне, Китовом хребте и в других местах. Всего насчитывается около 20 рудных провинций и 64 рудных районов (В. Юбко и др., 2001). Практическое значение подавляющего большинства из них пока не оценено.
|
