1.2. Связь древних и современных гидротермальных процессов
Первая рудообразующая гидротермальная система на дне моря была
обнаружена в 1963 г. в осевой части Красного моря американской экспедицией на
НИС "Атлантис-II" [Современное
гидротермальное рудоотложение, 1974]. Эта система (и открытые несколько позже
соседствующие с ней аналогичные) оказалась очень специфичной в связи с влиянием
миоценовых эвапоритов, рассеченных красноморским рифтом, и вопрос о древних ее
аналогах до сих пор не ясен. Обнаружение этой системы, а затем - ряд работ, в которых была
развита гипотеза о гидротермально-осадочном происхождении колчеданных руд в
результате конвекции морской воды в горячей коре [Ohmoto, Rye, 1974; Sakai,
Matsubaya, 1974; Lister, 1972; Spooner
et al., 1977; Solomon, Walshe, 1979], резко активизировали интерес к этой
проблеме.
Были обнаружены признаки гидротермальной активности на
Срединно-Атлантическом хребте (САХ), Восточно-Тихоокеанском поднятии (ВТП),
Галапагосском центре спрединга (ГЦС). Первая высокотемпературная
гидротермальная система была найдена в конце 1979 г. на 21oс.ш.
ВТП [RISE Project Group, 1980]. В последующие годы в результате работ
американских, французских, русских, а также - международных экспедиций новые находки гидротермальных систем
на дне океана следовали чуть ли не ежегодно. К настоящему времени такие системы
обнаружены во многих местах на ВТП, на САХ, в системе хребта Хуан-де-Фука, в
задуговых бассейнах юго-западных частей Тихого океана. Хотя довольно быстро
выяснилось, что обнаружение экономически важных рудных скоплений на дне океана
маловероятно, влияние полученных данных на теорию гидротермального процесса,
геологию и геохимию океана, и даже на биохимию и экологию (в связи с находкой
вокруг выходов гидротерм специфических сообществ организмов), оказалось
настолько велико, что число связанных с этими проблемами публикаций давно
превысило 1000 наименований. Геологии и геохимии гидротерм в океане посвящен
ряд монографий, специализированные выпуски журналов Marine Mining, Canadian
Mineralogist, Economic Geology, Journal of Geophysical Research, несколько
специальных симпозиумов. По разносторонности изучения
гидротермы океана -
сейчас один из наиболее исследованных типов объектов в геологии.
В результате проведения этих работ было доказано большое сходство
современных сульфидных руд на дне океана с древними колчеданными рудами. Была
подтверждена фактическим материалом возможность образования
гидротермально-осадочных руд за счет тепловой конвекции поверхностных (морских)
вод в породах коры вокруг источника тепла - магматического очага (модель "рециклинга" - [Кривцов, 1981]). Многие признаки,
характерные для океанских сульфидных руд были найдены на древних месторождениях
[Зайков, 1991; Масленников, 1997]. Одновременно были определены и различия,
прежде всего - в геодинамическом положении: практически все
находки сульфидов в океане связаны с зонами спрединга в срединно-океанических
хребтах и задуговых бассейнах, тогда как для древних медно-колчеданных
месторождений реконструируется положение в островных дугах [Гидpотеpмальные
сульфидные руды..., 1992].
Таким образом, причина вещественного сходства руд заключается в
сходстве физико-химических механизмов и условий рудообразования, обладающих,
по-видимому, достаточно большой универсальностью. Эта инвариантность механизмов
рудообразования открывает возможность построения на материале океанских
гидротерм физико-химической модели рудного процесса, область применения которой
будет существенно шире, чем только обстановки зон спрединга.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- разработка методики моделирования инфильтрационно-метасоматических процессов,
термодинамического и программного обеспечения моделирования;
- построение и
исследование свойств термодинамической модели гидротермальной системы в
океанической коре, верификация этой модели;
- разработка методов моделирования гидротермально-осадочного
рудообразования и построение на этой основе модели образования колчеданного
рудного тела;
- разработка метода термодинамического моделирования
изотопно-химических систем и исследование с его помощью изотопной модели
океанского рудообразования (в отношении изотопов серы);
метода моделирования, построение модели и прогноз влияния кипения в недрах
гидротермальной системы на процессы рудообразования.
|
