Введение 3
Глава 1. Современные гидротермальные системы на океанском дне 5
1.1 Открытие современных гидротермальных систем, история их исследования и общая информация об их функционировании 5
1.2. Строение гидротермальных систем и механизмы формирования металлоносных осадков 10
Глава 2. Материалы и методы 13
2.1 Материалы 13
2.2 Методы анализа 14
Глава 3. Геологическое строение рудного узла Семенов 15
Глава 4. Результаты 18
4.1 Литологический и минеральный состав проксимальных осадков полей Семенов-1, 2 и 4 18
4.2. Химический состав осадков 23
4.3 Обсуждение результатов 33
Глава 5. Реконструкция истории накопления проксимальных осадков в пределах полей Семенов-1, 2 и 4 36
Заключение 42
Благодарности 44
Список литературы 45
Первые сведения о наличии сульфидных руд на дне Мирового океана были получены в 1978 г. На протяжении 40 лет исследования глубоководных сульфидных руд имели не только научный характер, но и важную практическую значимость. Вследствие гидротермальной активности, на морском дне накапливаются рудные залежи, ресурсы которых настолько значительны, что позволяют рассматривать их в качестве перспективных полезных ископаемых. По данным бурения, сульфидные залежи в этих местах превышают 100 м, а количество доступных для добычи ресурсов достигает 10 млн. тонн (Черкашёв Г.А., 2004). Важной особенностью таких руд, является их высокая скорость накопления, что позволяет говорить о возобновляемом характере минеральных ресурсов этого типа. По мнению ряда специалистов массивные сульфиды будут первыми из разрабатываемых глубоководных океанских руд.
Колонки металлоносных осадков сохраняют "летопись" геологических событий, фиксирующей изменения во времени интенсивности, а также состава и свойств поднимающихся к поверхности гидротермальных рудоносных растворов. Исследование подобных непрерывных разрезов позволяет реконструировать историю гидротермальной деятельности и условия формирования этих специфических образований.
Целью выпускной квалификационной работы является реконструкция истории накопления проксимальных осадков рудного узла Семенов.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) Систематизация имеющейся в литературе информации о функционировании современных гидротермальных систем на океанском дне;
2) Описание основных черт геологического строения рудного узла Семенов;
3) Изучение состава металлоносных осадков, развитых в пределах рудных полей Семенов-1, 2 и 4;
4) Реконструкция истории гидротермальной деятельности в пределах полей Семенов-1, 2 и 4 на основе полученной информации.
В настоящей работе была систематизирована имеющаяся в литературе информация о современных гидротермальных системах на океанском дне, механизмах формирования сульфидных руд и металлоносных осадков, характерных для рудного поля Семенов, описаны основные черты геологического строения рудного узла. Также был изучен литологический, минеральный и химический состав трех колонок проксимальных осадков полей Семенов-1, 2 и 4. Установлено, что в осадках исследуемых полей присутствует биогенное, терригенное и гидротермальное вещество различного генезиса – как материал взвеси плюма черного курильщика, так и обломки древних сульфидных построек. О последнем свидетельствует зернистость осадков, а также их минеральный состав, близкий к составу массивных сульфидных руд соответствующих полей.
Использование оригинальной методики, разработанной при исследовании металлоносных осадков другого рудного узла, позволило количественно оценить вклад каждого из этих компонентов и проследить их вариации во времени в пределах полей Семенов-1, 2 и 4. Согласно полученным результатам, накопление терригенного и биогенного компонентов в исследуемых осадках происходит «фоном», практически с одинаковой скоростью, за исключением небольших колебаний. Гидротермальное вещество составляет основную массу осадков, однако поступление его в осадки всех трех полей не было равномерным. Так, на поле Семенов – 1 в диапазоне от ~38 до ~29 тыс. лет назад и от ~20 до ~4 тыс. лет назад происходило увеличение доли взвеси гидротермального плюма, свидетельствующее об усилении гидротермальной деятельности. В остальное время значительно возрастало влияние сульфидного обломочного компонента. На поле Семенов – 2 небольшие эпизоды усиления гидротермальной активности происходили в двух диапазонах - от ~30 до ~17 тыс. лет назад и с ~4 тыс. лет назад до нашего времени. На поле Семенов – 4, для которого характерна высокая общая доля обломочного материала в составе, повышение влияния вещества взвеси происходит в диапазоне 4 тыс. лет назад и до самого недавнего времени.
Таким образом, изучение металлоносных осадков, формирующихся в пределах гидротермальных полей, позволяет не только лучше понять природу океанского седиментогенеза, но и реконструировать историю деятельности современных гидротермальных систем.
