Лекция 7. Вторичные преобразования пород океанической коры (гальмиролиз, метасоматоз, гидротермальные процессы, региональный метаморфизм). Рудообразование в СОХ.
Факторы кристаллизации:
вторичные изменения базальтов
Гальмиролиз (от греч. Halmyros ≈ солёный и lysis ≈ распад), подводное выветривание, химико-минералогическое преобразование первичного осадка на дне моря под влиянием процессов растворения, окисления и др. Г. объясняют происхождение некоторых минералов, возникающих только в морских осадках (глауконит, шамозит и др.), подводное изменение вулканических туфов, ведущее к образованию бентонита и др. разновидностей поглощающих глин. Скорость процессов Г. определяется главным образом характером присутствующих в морской воде солей и газов, а также быстротой накопления осадков. Особенно благоприятны для Г. места медленного отложения осадков.
|
|
Пиллоу-лавы. Южная Пацифика. |
При реакциях с морской водой стекло и минералы базальтов замещаются глинистыми минералами, такими как селадонит и нонтронит. Также по породам развиваются железистые гидрослюды, смектиты и гидрооксиды. В процессе изменения породы обогащаются за счет морской воды Li, K, Rb, Cs, B и U. Может отлагаться карбонат. Изотопные метки повышаются в базальтах у Sr и O, понижаются у B и Li. В принципе, эти реакции соспоставимы с зеленокаменным изменением.
 |
A lobe of pillow basalt collected from the CoAxial segment lava flow that occurred in June/July 1993. This sample was collected from ALVIN in October 1993, and shows red/orange iron-rich alteration where the glass has broken away. Halite (NaCl) crusts were seen on cavity surfaces of similar samples. |
 |
Состав морской воды. Заметно, что больше тех элементов, которые расположены по краям таблицы Менделеева. |
 Главные компоненты морской воды |
 Растворенные в морской воде газы. |
 |
Заполнение миндалины в базальте. Концентрические круги халцедона , гетита, селадонита, карбоната |
группа кремнезема
халцедон
кварц
Карбонаты
кальцит
доломит
сидерит
анкерит
Палагонит (Большая советская энциклопедия)
Палагонит, стекловатое минеральное вещество жёлто-бурого, буровато-зелёного или
темно-бурого цвета, богатое водой, иногда частично раскристаллизованное;
встречается в базальтах, диабазах и их туфах.
Гидрослюды
Гидромусковит, K<1Al2(Si,Аl)4О10]
[ОН]2╥nН2О
Вермикулит, (Mg, Fe2 , Fe3 )[(Si,
Al)4O10I [ОН]2╥Н2О
Глауконит, K<1(Fe3 , Fe2 ,
Al, Mg)2-3[Si3(Si, Al)O10] [OH]2╥nH2O
Селадонит, (К, Са, Na)<1(Al, Fe3 ,
Fe2 , Mg)2 [(OH)2Al0.11Si3.89O10]
Смектиты (группа монтмориллонита)
смектитсодержащие глины существенно изменяют объем при увлажнении и
высыхании
Бентониты - глины, содержащие большое количество смектитов
Бейделит - глиноземистый минал
Нонтронит - минерал, обогащенный Fe3
Сапонит - обогащен
Mg2 и часть Si замещается
Al
Гекторит - литиевый смектит
Хлориты
Цеолиты
 |
Палагонит. |
 |
 |
Хорошо оформленные псевдоморфозы нонтронита по оливину в серых пиллоу-базальтах. Прожилок в верхнем правом углу фотографии заполнен нонтронитом и небольшим количеством селадонита. Размер поля зрения 5.5 мм. |
 |
Sample
192-1186A-35R-2 (Piece 11, 77-80 cm). Селадонит-кальцитовый прожилок с коричневытым обрамлением (из бурого смектита и гидрооксидов железа) в породе с обоих сторон от прожилка. Селадонит встречается как на краях, таки в центре прожилка, возможно в результате многократного раскрытия. |
 |
1-2 мм прожилок кальцита с постепенным заполнением гетитом, селадонитом и халцедоном (по центру). Sample 192-1183A-67R-1.
|
 |
1-2 мм прожилок кальцита с постепенным заполнением гетитом и халцедоном (по центру). Sample 192-1183A-67R-1. |
 |
Псеввдоморфозы по оливину в измененной зоне образца. Sample 192-1183A-64R-2 |
 |
Псевдоморфозы по оливину (сапонит и кальцит). Sample 192-1183A-64R-2 |
Гидротермальная система СОХ
Одно из удивительных открытий последних десятилетий являются системы гидротермальных жил ("черных курильщиков", "белых курильщиков" и т.д.) в срединно-океанических хребтах, существующих при температурах около 350 градусов и поддерживающих колонии организмов на глубинах более 2.5 км.
 |
Одно из удивительных открытий последних десятилетий являются
системы гидротермальных жил ("черных курильщиков", "белых курильщиков" и
т.д.) в срединно-океанических хребтах, существующих при температурах около
350 градусов и поддерживающих колонии организмов на глубинах более 2.5 км. Сам факт существования жизни на таких глубинах отрицался до тех пор пока существование колоний животных не были открыты при погружениях глубоководного аппарата Alvin в феврале-марте 1977 года в районе Галапагосских островов. На рисунке художник изобразил аппарат Alvin, освещающий светом прожекторов черные курильщики и колонию животных вокруг. |
 |
 вестиментиферы |
 |
 |
| Chimney and hydrothermal vent community at Mariana Trough, 3600 m deep. |
Chimney and hydrothermal vent community at Suiyo seamount, Izu-Ogasawara (Bonin) Islands, 1400 m deep. |
 |
 |
| Chimney and hydrothermal vent community at Minami-ensei Knoll, Okinawa Trough, 700m deep. |
Isolated carbonate chimney at the Mariana Conical Seamount, 3250 m deep. |
Эти гидротермальные системы являются готовыми рудными месторождениями, которые представлены массивными сульфидными рудами.
 |
| Состав флюида представительных гидротермальных жил САХ и
ВТП. From compilations of van Damm (1995) and Shanks et al. (1995). EPR:
East Pacific Rise, Mar: Mid-Atlantic Ridge. South Cleft and Axial Volcano
sites are on the Juan de Fuca Ridge. Флюид явно обогащен Li, Be, Al, C, Si, Ge, Rb, Cs по сравнению с морской водой. |
 |
Pipe Organ vent chimney cluster on the Northern Cleft segment of Juan de Fuca Ridge during ALVIN dive number 2437 in 1991. Photo from the ALVIN bow camera. |
 |
Black smoker vents on Monolith chimney at Northern Cleft in 1991. |
 |
White,2001 по
Alt, 1995. 1. Гальмиролиз при 150 - 200 выпадает ангидрит, при этом из морской воды осаждается весь Ca (2/3 сульфатной серы). 2. Замещение вулканического стекла, плагиоклаза и пироксенов с образованием хлорита и глинистых минералов:
Mg берется из фильтрующейся в этой зоне морской воды. Высвобождающийся H приводит к резкому увеличению кислотности растворов, а также к переходу серы из сульфатной формы в сульфидную. 3. |
Регионально-метаморфические преобразования
Обычно фации зеленых сланцев и эпидотовых амфиболитов.
Рудообразование.
металлоносные осадки. самые низкотемпературные при 150-200 С и давлениях 500 бар.
При взаимодействии с базальтами в воде увеличивается содержание Fe и Mn в 2000 раз. Если оценить вынос вещества из базальтов за счет выщелачивания , то
| Fe | 117.5 | млн.т. в год |
| Mn | 4.85 | млн.т. в год |
| Ni | 0.9 | млн.т. в год |
| Zn | 0.47 | млн.т. в год |
| Cu | 0.29 | млн.т. в год |
| Co | 0.16 | млн.т. в год |
Сульфидные руды
 |
Фотография черного курильщика. |
 |
Схема, демонстрирующая упрощенную модель образования
колчеданных руд и взаимоотношения черных и белых курильщиков.
Un manual on-line de Recursos Minerales, realizado por Pablo Higueras Higueras (Universidad de Castilla-La Mancha), y Roberto Oyarzun Muñoz (Universidad Complutense de Madrid) |
