В предшествующих разделах главнейшие проблемы экзогенной металлогении были рассмотрены в основном с позиций гальмиролитической концепции генезиса оксидных руд. Ниже будут изложены некоторые доводы альтернативной гальмиролизной концепции, утверждающей ведущую роль вулканогенных источников рудного материала для формирования железомарганцевых образований.
Как было отмечено выше, среди железомарганцевых оксидных образований океанского дна выделено две формации: железомарганцевых конкреций абиссальных котловин и кобальтоносных железомарганцевых корок. Рассмотрим роль вулканизма в образовании каждой из этих формаций.
Формация железомарганцевых конкреций
Несмотря на то, что ЖМК, как и кобальтоносные корки, находятся в стадии формирования и рудообразующие процессы доступны непосредственному наблюдению, многие генетические проблемы остаются нерешенными. Это в первую очередь касается источников металлов и механизмов отложения рудного вещества. Существенная информация по указанным вопросам может быть получена из анализа состава и строения слоев, слагающих оболочку конкреций.
В строении оболочки конкреций выделяются слои трех уровней: первые - макрослои, полностью облекающие конкрецию и разделенные между собой перерывами, несогласиями, следами процессов деструкции. К их контактам иногда приурочены скопления обломочного материала, остатков микрофауны и т.д. Мощность макрослоев в среднем от 0,5 до 1,5 см; вторые - микрослои, согласно налегающие друг на друга. Они различаются по текстурным особенностям (волнисто-слоистые, скорлуповато-слоистые, столбчато-дендритовые, катакластические и др.) и ритмично чередуются в разрезе макрослоев. Микрослои не всегда прослеживаются по всей конкреции: они часто прерываются, выклиниваются. Толщина микрослоев в среднем 1,5-5,0 мм; третьи - субмикроскопические слои, чередование которых и определяет текстурный рисунок микрослоев. Их толщина колеблется в пределах 1-10 мкм.
Детальное изучение конкреций на микроанализаторах позволило установить, что субмикроскопические слои по своим особенностям соответствуют так называемой кристаллической и аморфной фазам (R. Sorem, R. Fewkes, 1979). Первая характеризуется относительно высокой отражательной способностью и низким содержанием железа (0,9-1,6%); вторая - отличается низким коэффициентом отражения и достаточно высоким содержанием железа (до 15% и более).
Субмикроскопические слойки контрастно различаются по составу: содержание Mn в слойках кристаллической фазы в десятки, а иногда в сотни раз больше содержания Fe; в аморфных фазах марганца содержится всего лишь в 2-3 раза больше, чем железа. Интересно, что максимальное содержание Fe в кристаллических фазах меньше, чем минимальное содержание его в аморфных фазах.
Полученные данные в общем подтвердили известное положение о том, что суммарное содержание Fe и Mn в различных слоях конкреций практически постоянно. Кроме этого, наглядно проявилась еще одна закономерность - приуроченность повышенных концентраций Ni и Cu к марганцовистой фазе, а Со - к железистой (О. Корсаков и др., 1987).
Итак, внутреннее строение конкреций характеризуется ритмичным чередованием контрастных по составу субмикроскопических слойков. Эта закономерность представляется чрезвычайно важной для выяснения генезиса ЖМК.
Во-первых, указанные особенности строения конкреций на субмикроскопическом уровне получают наиболее приемлемое объяснение с позиций гипотезы автоколебательного режима осаждения рудного вещества (Ю. Пунин и др., 1995).
Во-вторых, очевидно, что рост конкреций происходит в среде однородной, стабильной, в течение длительного времени сохранявшей относительную гидродинамическую пассивность, т.е. в областях с незначительными скоростями придонных течений.
Итак, одна из важнейших особенностей строения конкреций - ритмически-слоистое чередование контрастных по составу субмикроскопических слойков обусловлено действием автоколебательного механизма осаждения вещества в среде ее роста, определяемой взаимодействием активного слоя с придонным слоем морской воды.
Одной из важнейших проблем генезиса формации ЖМК является проблема источника рудного вещества. Из известного набора источников, пополняющих различными компонентами океанскую воду (от терригенных до космических), ни один не может быть полностью исключен, хотя бы потому, что оценка вклада каждого из них более, чем приблизительна. Поэтому речь может идти лишь о выделении ведущего источника, играющего решающую роль в формировании полей ЖМК, определяющем их размещение, локализацию, геохимические особенности, возраст.
Таким источником может быть базальтовый вулканизм. Главенствующая роль процессов вулканизма, как источника практически всех рудных компонентов месторождений морского дна общеизвестна.
Обратим внимание на некоторые черты строения конкреций, подтверждающие, по мнению сторонников вулканогенной концепции, формирование их из вулканических источников. Одним из важнейших факторов, учет которых необходим при характеристике источников рудного вещества, является макрослоистость конкреций, наглядно отражающая пульсирующий характер их роста. Тот факт, что рост конкреций неоднократно прерывался длительными периодами неотложения рудного вещества, растворения и разрушения поверхности конкреций, - известен давно. Эти особенности учитываются и при оценках возраста и скоростей роста конкреций. Установлено, что общие черты чередования макрослоев в конкрециях распространяются на расстояние до 100 км, что объясняется достаточно общим процессом, регулирующим последовательность их роста (О. Корсаков и др., 1987). Иными словами, в строении конкреций проявлены элементы стратификации, охватывающей, вероятно, рудные поля, а может быть распространяющейся и на более обширные площади.
Пульсирующий характер роста конкреций может быть связан с периодической активизацией вулканических процессов. В периоды активизации вулканизма происходит обогащение рудными компонентами активного слоя, который служит своеобразным промежуточным коллектором для образования конкреций. Когда компоненты из этого слоя концентрируются в конкрециях, истощая его, рост их прекращается. Если интервал между вспышками активного вулканизма был слишком продолжительным, то процессы деструкции могут привести к разрушению конкреции и к моменту следующего этапа активизации вулканизма обломки этих конкреций становятся ядрами новых.
Если в глобальном масштабе связь ЖМК с вулканизмом практически не оспаривается, то установление конкретных соответствий известных рудных районов - вулканическим комплексам на современном уровне изученности весьма затруднительно. Базируясь на данных о возрасте конкреций, которые дают цифры не древнее позднего миоцена, можно предположить, что, по крайней мере, поля конкреций северной части Тихого океана связаны с ферробазальтовыми или пикроферробазальтовыми вулканогенными комплексами, развитыми в Восточно-Тихоокеанском поднятии. Однако, сами эти комплексы достаточно разнообразны в различных сегментах СОХ.
Огромные расстояния, на которые мигрируют рудные компоненты, невыявленность надежных геохимических признаков, не позволяют находить простые фациальные критерии связи полей ЖМК с конкретными комплексами.
Рудные компоненты, поставляемые в океаническую воду вулканическими и поствулканическими источниками, проходят сложный и длительный путь прежде, чем они образуют конкреции. Достоверных сведений о характере, формах и механизмах поступления рудных компонентов при подводных вулканических извержениях практически нет. Значительно лучше обстоит дело с изученностью подводных гидротермальных поствулканических систем, функционирующих, в частности, в рифтовых долинах СОХ. Гидротермальные растворы, изливающиеся на океанское дно, выносят большое количество металлов. Частично рудное вещество фиксируется в приустьевых участках в виде сульфидных построек и сопутствующих им скоплений металлоносных осадков. На гидротермальных постройках различного типа и состава и в непосредственной близости от них постоянно присутствуют ассоциации оксидов - гидроксидов Fe и Mn, образующих инкрустации, корочки, осадки и т.д. Здесь иногда встречаются корки небольшой мощности, но близкие по характеру строения коркам подводных гор, однако никогда в приустьевых участках не образуются конкреции. Среди этих образований наблюдается большое разнообразие марганцевых минералов, но в общем эти скопления обогащены железом. Точно также обогащены железом и металлоносные осадки дистального типа (Е. Гурвич, 1998). Марганец, большая часть которого находится в подвижной форме, мигрирует на значительные расстояния. Иными словами, области конкрециеобразования располагаются на больших расстояниях от источников, чем скопления металлоносных осадков (см. рис.V.3).
Таким образом, можно считать, что поля распространения конкреций являются самостоятельной удаленной фацией рудоносных осадков в основном вулканогенно-осадочного происхождения, в которой накапливающийся в верхнем слое осадка рудный материал, поступающий из вулканических источников, превращается в конкреции практически до начала литификации осадка, или в самом начале ее. Некоторые исследователи считают возможным выделение процесса конкрециеобразования в самостоятельную стадию пелагического литогенеза, отличную от стадий седиментации и диагенеза (Н. Скорнякова и др., 1989).
|
