Гидротермальное поле ТАГ на 26 с.ш. САХ

Рис. 5.1. Глобальное распределение сульфидных рудных отложений на глубоководных гидротермальных полях, по [3671

Расположение Скорость спрединга, см/год 7 гаах, °с Скорость излияния флюида, м/с Вынос тепловой энергии, мВт Площадь гидротермального поля, м [c.175]

Исследование минерализации на гидротермальных полях основывается на следующих положениях [367]. [c.178]

Некоторые крупные неактивные гидротермальные поля и соответствующие металлоносные отложения могут быть защищены от окисления в [c.178]

Короткоживущие гидротермальные системы и связанные с ними, небольшие рудные тела, как правило, обогащены цинком, в то время как долгоживущие системы с крупными рудными образованиями с массой в несколько миллионов тонн отличаются повышенным содержанием меди [30]. Термодинамическое моделирование, проведенное Д.Гричуком, показало, что в долгоживущих гидротермальных системах происходит разделение тяжелых металлов. Более подвижные цинк и свинец выносятся первыми гидротермальными растворами, тогда как медь задерживается в породе. При длительном функционировании гидротермальной системы подвижность меди возрастает и ее концентрация в гидротермальных растворах увеличивается (например, гидротермальное поле ТАГ) [40]. Однако гидротермальные флюиды долгоживущей гидротермальной системы ТАГ в целом однотипны с флюидами короткоживущих гидротермальных систем ВТП. [c.181]

Площадь контакта 5 оценивается из геофизических данных по ширине кровли магматической камеры (приблизительно 1 км) [317], а с учетом того, что гидротермальные поля располагаются через 1 км, она может быть оценена как 10 м . Плотность теплового течения Щ имеет вид [c.184]

Гидротермальное поле Снейк Пит в области МАРК на 2з с.ш. САХ. [c.187]

Активные гидротермальные источники встречаются, как правило, на вершинах гидротермальных холмов, сложенных блоками массивных сульфидов, образованных в результате обрушения гидротермальных трубок. Холмы окружены непрерывным покровом гидротермальных осадков, имеющих цвет от оранжевого до зеленого. По мере приближения к гидротермальному полю наблюдается довольно резкий контакт между относительно свежими лавами и гидротермальными осадками. Мощность осадков более 1 м, что вполне достаточно, чтобы полностью перекрыть подстилающие их подушечные лавы [310]. Лишь немного базальтовых обнажений было обнаружено в гидротермальном поле, что свидетельствует об отсутствии извержений после начала формирования гидротермальных сульфидов. Поэтому все гидротермальное поле Снейк Пит, видимо, было сформировано после последнего, локального, вулканического извержения. [c.189]

В области исследований по проекту глубоководного бурения ODP в северной части гидротермального поля Снейк Пит обнаружено несколько гидротермальных холмов с размерами 40-100 м в длину, 20 м в ширину и около 40 м в высоту [310, [c.189]

Таким образом, основными видимыми особенностями гидротермального поля Снейк Пит являются большая мощность гидротермальных отложений, окружающих гидротермальные источники и сульфидные купола и его особое региональное геологическое положение вблизи пересечения рифтовой зоны и трансформного разлома. [c.192]

Гидротермальное поле ТАГ включает несколько областей, в которых отмечаются следы современной и прошлой гидротермальной деятельности (рис. 6,4, а) 1) область активных высокотемпературных (до 365° С) гидротермальных выходов, расположенных на массивном сульфидном сооружении на дне рифтовой долины, вблизи основания восточной стенки, на глубине 3670 м, в 2,4 км к востоку от оси 2) две области высокотемпературной активности в прошлом, известные как зона Мир и зона Элвин , (или Северная ), расположенные на глубинах 3400-3600 м и содержащие сульфидные тела, которые подверглись деформациям в течение поднятий по сбросовым разломам [c.194]

Рис. 6.4. Гидротермальные области в пределах гидротермального поля ТАГ

Эти исследования показали, что в истории развития гидротермального поля ТАГ можно выделить несколько этапов [467,339]. [c.197]

Концепция неорганического образования метана недавно получила подтверждение при исследованиях на гидротермальном поле Рейнбоу, расположенном в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта на широте 36°. Здесь обнаружены признаки выделения метана и других углеводородов явно неорганического генезиса. В водной толще у дна океана отмечены аномально высокие концентрации метана. Было доказано, что глубинные процессы, происходящие там, не [c.4]

Содержание Сорг в районе гидротермальных полей — 0,04-0,35% (одно определение показало 0,95%), что в несколько раз выше, чем в абиссальных пространствах, окружающих гидротермальные поля. ОВ отличается повышенным содержанием серы (до 15%) и более тяжелым изотопным составом ( С изменяется от -11 до — 17%о). Организмы-хемосинтетики характеризуются очень высокой продуктивностью — до 2,7 кг/сут, у фотосинтетиков — 6,8 кг/сут, т.е. цифры вполне сопоставимы (Леин и др., 1993). [c.122]

Исследования вдоль 7-километрового профиля, пересекающего рифтовую зону ВТП показали, что в осевой зоне спрединга отмечается локальная отрицательная аномалия, значения которой варьировали от О до 10,4 мГал. Эта аномалия, видимо, является частью обширного гравитационного максимума, наблюдаемого на профиле, секущем всю рифтовую зону, и отражает близповерхностный дефицит масс в неовулканической зоне (НВЗ), Ширина отрицательной аномалии составляла около 3 км, а её центр располагался над осью неовулкани-ческой зоны. Рассматривая связь современного вулканизма и гидротермального поля с отрицательной гравитационной аномалией, можно предположить, что последняя обусловлена приповерхностным магматическим телом (линзой расплав- [c.64]

При поисках гидротермальных полей наиболее интересны области с минимальным осадконакоп-лением. В этих областях гидротермальная циркуляция меняет как распределение теплового потока по площади, так и локальные значения q. Зона погружения воды, как отмечалось выше, занимает большую площадь, хотя и здесь не исключена локализация нисходящей ветви конвективной ячейки в отдельных трещинах. Восходящая ветвь гидротермальной конвекции - это, как правило, струйная конвективная ветвь с большой мощностью теплового выноса. Как будет рассмотрено далее, мощность теплового вьнюса струй предполагает ограниченное время их существования (от десятков-сотен до первых тысяч лет). Оценки по скоростям отложения сульфидных минералов и силикатов в месторождениях сульфидных тел офио-литов показывают, что тепловой поток, выносимый такими нестационарными струями (типа черных курильщиков), может достигать 20 ООО ЕТП [198]. [c.71]

Измерение кондуктивного теплового потока, таким образом, может быть полезным не в смысле обнаружения самих струй (вероятность этого, как отмечалось выше, мала), а в установлении границ гидротермальных полей по разбросу в значениях измеряемых величин теплового потока. При этом разница теоретического теплового потока (модель остывающей плиты) и среднего измеряемого кондуктивного потока может служить мерой тепла, теряемого через гидротермы в океан [496, 515]. Например, наиболее тщательное измерение я на одной из площадей в Галапагосском центре спрединга дало среднее значение кондуктивного теплового потока ц = 5,9 ЕТП для коры возраста /< [c.72]

Обна,ружение хемосинтетических экосистем, состоящих из бактерий, которые используют химическую энергию, полученную за счет окисления газов, растворенных в гидротермальных растворах, заставило пересмотреть взгляды ученых на биологические процессы на дне океана. Пространственная локализация интенсивных гидротермальных выходов, очень большой термический и химический градиенты, разнообразие живых организмов, приуроченных к таким выходам, и их приспособленность к сильно токсичным условиям, создаваемым большой концетрацией некоторых газов и растворенных ионов металлов, делают гидротермальные поля важными природными лабораториями для исследования биологических, биогеохимиче-ских, геологических и океанологических процессов. [c.174]

Минеральные образования служат ключом для понимания экономически важной проблемы -формирование отложений массивных сульфидов на дне океана в геологическом прошлом. В свою очередь, древние отложения (в офиолитах) служат путеводителем для выяснения современного расположения гидротермальных полей и процессов гидротермальной минерализации. Активные гидротермальные системы были обнаружены во всех СОХ, во внутриплитных частях и в зонах задугового спрединга (см. рис. 5.1), Форма и состав отложений изменяются как для отдельных гидротермальных построек высотой до 45 м, так и для целой группы построек, расположенных на едином основании (цоколе), имеющем диаметр в несколько сотен метров и высоту - десятки метров (рис. 5.3), На таких гидротермальных полях обнаружены высокотемпературные, отложенные при Т 200 400° С металлоносные сульфиды, гидроокислы Ре и Мп, а также низкотемпературные Т < 200° С) металлоносные растворы. [c.178]

Г идротермальная активность энергетически контролируется внедрениями магматического материала и связанными с ними вулканическими извержениями, которые, вероятно, происходят с периодичностью от (10 -10 лет) на медленно и средне раздвигающихся хребтах до (10-10 лет) на быстро раздвигающихся СОХ. Продолжительность жизни активных гидротермальных полей может достигать 10 лет (например, гидротермальное поле ТАГ [467]. Она связана с частотой внедрения магмы и благоприятными тектоническими условиями на отдельных спрединговых сегментах. Процессы тепломассопереноса и химические реакции между циркулирующими растворами и океанической корой происходят по времени от 1 года и менее до сотен лет химические реакции между существующими гидротермальными растворами и окружающей морской водой происходят в течение нескольких секунд [367]. [c.179]

Итак, высокотемпературные гидротермальные системы в рифтовых зонах СОХ неустойчивы по своей природе. Немного известно о времени жизни отдельных выходов, или группы выходов. Еще меньше известно о временных изменениях гидротермальных выходов в пределах единого гидротермального поля. За последние 20 тыс. лет высокотемпературные выходы на активном в настоящее время гидротермальном поле ТАГ обычно проявляются приблизительно каждые 4 000-6 ООО лет. Современная активность здесь началась около 50 лет назад [338]. Возрастные данные по гидротермальному полю Снейк Пит на 23° с.ш. указывают на то, что это поле было реактивизировано около 80 лет назад [338]. На 21° с.ш. ВТП активные излияния происходили в течение нескольких десятилетий, но меньше, чем 100 лет назад [336]. Однако на 13° с.ш. ВТП возрастная активность выходов, как правило, 10-15 лет, а возраст образцов из устья неактивных выходов на оси грабена южнее 12°47 с.ш. составляет около 150 лет [337]. Группы гидротермальных выходов, так же как и отдельные выходы могут быть стабильными по своим параметрам (температура, геохимия), так и резко изменяться в течение короткого промежутка времени. [c.179]

В рифтовых зонах Мирового океана было выявлено около 139 глубинных гидротермальных полей (65 из них активных, см. рис. 5.1) [466, 367]. Можно ожидать, что число таких систем будет увеличиваться по мере дальнейших исследований рифтовых зон. Наличие 17 активных гидротермальных систем вдоль отрезка неовулканической зоны длиной 250 км в рифтовой системе Исландии и по крайней мере 14 активных гидротермальнь[х систем вдоль отрезка длиной 900 км в Красном море указывает пространственный диапазон в распределении гидротермальных полей между 15 и 64 км [429]. [c.179]

На спрединговых хребтах со средней скоростью раздвижения расстояние между активными гидротермальными системами варьирует от нескольких сотен метров (21° с.ш. ВТП [159]) до нескольких километров (сегмент хребта Эндевер [222]). На быстро раздвигающихся СОХ (например, 13° с.ш. ВТП) расстояние между активными полями достигает нескольких сотен метров [283]. Действительное же распределение гидротермальных полей вдоль глобальной системы спрединговых зон неизвестно. Известно только то, что распределение гидротермальных донных систем глобально по простиранию рифтовых зон и включает различные тектонические обстановки медленно- и быстроспрединговых СОХ, задуговые центры спрединга, островные дуги и преддуговые районы, вулканические подводные горы и области предполагаемых мантийных плюмов [39, 30, 7, 15, 87 ]. [c.180]

Размеры гидротермальных полей также очень различаются (см. табл. 5.1). На быстро раздвигающихся СОХ (например, 13° с.ш. ВТП) гидротермальные выходы приурочены к трещинам, расположенным в осевом грабене. Активные области имеют 10-30 м в длину и 5-10 м в ширину и содержат от 3 до 10 конусовидных сооружений высотой от первых метров до 25 м [249]. В отличие от этого гидротермальное поле на хребте Эндевер охватывает площадь 180 м на 300 м вблизи стенки рифтовой долины [222]. Самые крупные сульфидные сооружения представляют собой блоковые структуры с крутыми стенками и размером в основании 30 м на 30 м и около 20 м высотой и располагаются на пересечении сбросов и разломов, представляющих, вероятнее всего, фокус гидротермальных излияний. Гидротермы изливаются из отверстий, расположенных на вершине этих структур и имеют диаметр от 3 до 5 см. [c.180]

Гидротермальное поле ТАГ на 26° с.ш. САХ также располагается на стенке рифтовой долинь в районе первичных сбросов [59, 311]. Сооружение ТАГ имеет 200 м в поперечнике и 45 м в высоту. Наиболее активные гидротермальные выходы осуществляются через многочисленные каналы, расположенные вблизи вершины гидротермального сооружения. В целом же гидротермальное поле ТАГ, включающее как активные, так и неактивные зоны, достигает нескольких километров в диаметре [467]. [c.180]

Исследование гидротермального поля в области RISE на 2Г с.ш. в 1979 г. впервые дало возможность непосредственно подсчитать осевой гидротермальный тепловой поток [378]. Гидротермальные флюиды изливались ие диффузно через всю зону трещиноватости, а из отдельных каналов. Флюиды, зачерненные частичками сульфидов железа, истекали со скоростью 1-5 м/с и имели температуру до 350° С. Гидротермальное поле RISE длиной около 6,2 км содержало, по крайней мере, 12 групп гидротермальных каналов и минерализованных холмов. Поле было целиком расположено в пределах неовулканической зоны в поясе шириной менее 500 м. Измерения расхода тепла в этом поле дали значения (6 2)-10 кал/с для отдельного выхода черного курильщика. Это эквивалентно полным тепловым потерям на отрезке СОХ длиной 6 км и шириной 30 км по обе стороны от оси (т.е, через [c.185]

Гидротермальное поле Снейк Пит было обнаружено во время работ по программе ODP (Leg 106) в области исследований МАРК в осевой зоне СОХ на 23°22 с.ш., 44°57 з.д., а позднее детально изучено с помощью ПОА Элвин и Наутил , а также других методов придонных исследований Си Марк I, Си Бим, фотокамеры Ангус и др. (рис. 6.1 а) [310, [c.187]

Гидротермальное поле Снейк Пит располагается в 30 км к югу от трансформного разлома Кейн в пределах области МАРК в осевой рифтовой долине, краткая характеристика которой приведена в табл. 6.1 и на рис. 6.1. В осевой части долины находится неовулканический хребет, который протягивается от трансформного разлома Кейн до 23°18 с.щ. вдоль всей длины северного сегмента участка МАРК [259, 181]. Поле Снейк Пит довольно большое (0,45 км ) и состоит из полутора десятков отдельных черных курильщиков и мощных гидротермальных отложений. Состав и температура флюидов (до 350° С) предполагают наличие магматического источника на малых глубинах в коре [310] или обширного гидротермального изменения коры, которое и выразилось в уменьшении намагниченности пород в этой области. Область оруденения приурочена к пересечению осевого неовулканического поднятия с небольшим поперечным тектоническим нарушением, отчетливо выражающимся в конфигурации гидротермального поля [100]. [c.189]

Асимметричная четкая рифтовая долина. Неовулканическая зона представлена в виде осевого хребта высотой до 600 м, иа котором располагается современное активное гидротермальное поле Снейк Пит с выходами черных курильщиков. Толщина коры 5 км. Вдоль западного борта обнажены базальты, зеленые сланцы, перидотиты вдоль восточного склона — только базальты. Высокая концентрация Мп в придонных водах [c.190]

Детальное картирование гидротермального поля Снейк Пит с помощью ПОА Элвин и Наутил позволило выделить в его пределах отдельные гидротермальные провинции, различающиеся временем начала и стадией развития гидротермальной активности и особенностями её локального структурно-тектонического контроля (рис. 6.2) [338]. С востока на запад это 1) провинция Мус ( лось ), включающая активную высокотемпературную гидротермальную трубку, на восточном фланге хребта [c.191]

Анализ состава металлоносных сульфидных отложений и их объема показал, что отложения высокотемпературных источников включают пирит, халькопирит и сфалерит. Сульфиды цинка характерны для более низкотемпературных выходов западного холма на северном конце гидротермального поля. Были сделаны простые оценки объема сульфидных отложений, включающие объем сульфидных холмов и окружающих сульфидообогащенных отложений. Предполагалось, что сульфидные холмы формировались на ровном базальтовом основании, хотя это допущение дискуссионное. Подсчеты показали, что сульфидные отложения в гидротермальном поле занимают объем 784 ООО м из них 144 ООО м - массивные сульфиды и 640 ООО м - другие гидротермальные осадки [310]. [c.191]

Если сравнивать гидротермальное поле Снейк Пит с другими, хорошо известными гидротермальными полями на хребте Хуан де Фука, ВТП, в офиолитовом комплексе Трудос, то в целом отмечается их заметное сходство. Можно отметить, что мощность сульфидных отложений Снейк Пит (13 м) значительно больше, чем в известных гидротермальных полях (например, 2 м для 2 Г с.ш. ВТП и хребта Хуан де Фука) [329]. Более того, сульфиды поля Снейк Пит более свежие и менее выветрелые по сравнению с другими полями. [c.191]

Несмотря на то, что гидротермальное поле Снейк Пит располагается в осевой долине медленно раздвигающегося хребта (Кспред= 2,5 см/год), оно имеет примерно те же размеры, что и поля на ВТП. На САХ такой вулканический хребет может быть сформирован в результате очень крупного вулканического извержения. Судя по температуре, химическому составу и скорости гидротермального флюида, магматический источник, питавший это извержение, мог находится на глубине около 2 км [310]. Возможно, он очень короткоживущий, так как нет современных сейсмических свидетельств о наличии осевой магматической камеры в пределах северного сегмента. [c.191]

Тектоническое расположение гидротермального поля Снейк Пит отличается от подобных в осевой зоне ВТП. Оно располагается в пределах очень небольшого сегмента оси длиной 40 км, заключенного между крупным трансформным разломом Кейн и зоной нетрансформного нарушения (или трансформного разлома с нулевым смещением) на 23°17 с.ш. Этот участок, видимо, представляет собой самый низкий уровень сегментации осевой зоны медленно раздвигающихся СОХ, соответствующей на бьютроспрединговых хребтах сегментам, расположенным между мелкими ПЦС, или даже девэлами. В пределах этого малого сегмента [c.191]

Рис. 6.2. Топографическая карта гидротермального поля Снейк Пит (а) локальные гидротермшгьные провинции в пределах гидротермального поля (б), по [338] схематический профиль через гидротермальное поле с указанием (цифрами) возраста (в годах) гидротермальной активности (в), по [248]

Вторая реликтовая гидротермальная область Элвин, или Северная вытянута параллельно оси рифтовой долины на расстояние около 2 км (рис, 6.4, а). Она расположена в интервале глубин 3420-3450 м, на холмообразной структуре шириной 200 м и высотой около 3.5 м (см. рис. 6.4, в) [467, 468]. Поверхность дна в этой области покрыта двухмс гровым слоем карбонатных лютитов переслоенных с обломками сульфидов. Гидротермальное поле ТАГ, включаюш,ее как активные, так и реликтовые гидротермальные области, имеет сложную эволюцию. Предполагаемая последовательность развития активного гидротермального холма проиллюстрирована в табл. 6.2. Неактивные гидротермальные области Мир и Элвин развивались раньше, чем активный гидротермальный холм. Положение этих двух областей, различия в гидротермальной минерализации, характере изменений, формирования и разрушения сульфидов свидетельствуют о многофазности их эволюции. Эти отложения нарушались поднятыми по сбросам блоками на восточной стенке рифтовой долины и процессами гравитационного оползания пород. Хотя в целом гидротермальное поле ТАГ, включающее активный холм, зону Мир, зону Элвин и низкотемпературную гидротермальную зону развивались как единая система, контролируемая длительной историей вулканической и тектонической активности этого сегмента рифтовой зоны САХ [468]. [c.197]

Таким образом, современное строение и эволюция гидротермального поля ТАГ позволили сделать вывод, что оно расположено на сегменте САХ, где магматическая деятельность в настоящее время активизировалась и где неовулканический хребет растет [59, 467]. Моделирование тепловыделения через проницаемые породы молодой океанической коры за счет гидротермальной конвекции указывает на необходимость наличия магматического источника, поставляющего тепло для циркулирующей гидротермальной системы, которая формирует массивные сульфидные отложения размером в первые миллионы тонн [364]. Оценки размеров такого магматического тела зависят от того, выделяется ли скрытая теплота кристаллизации от единого, крупного остывающего магматического очага (размером 30-78 км ), или от более мелкого периодически возобновляемого магматического источника (размером 2 км ). Внедрение отдельных небольших магматических интрузий, видимо, лучше коррелирует с возрастом сульфидных отложений и излияний лав. Увеличение кондуктивного теплового потока на южной окраине активного гидротермального холма также подтверждает вывод об эпизодическом характере интрузий, поставляющих тепло для гидротермальной системы [467]. [c.198]

В целом, отмечая особенности гидротермальной деятельности и образование глубоководных полиметаллических сульфидов в рифтовых зонах медленно раздвигающихся СОХ, следует подчеркнуть, что 1) гидротермальная активность и характер сульфидного рудообразования носят эпизодический характер со сменой высокотемпературной, низкотемпературной и диффузной циркуляции 2) независимо от возраста гидротермального поля периоды активных высокотемпературных эпизодов и формирования сульфидных руд довольно короткие и вряд ли превышают 200 лет 3) характер и периодичность гидротермальной активности, а также особенности сульфидного рудообразования зависят от локальных струкутрно-тектонических особенностей строения отрезка рифтовой зоны. [c.198]

Осевое поднятие сегмента Эндевер длиной около 90 км имеет среднюю высоту 200-300 м и ширину 5 км. Оно характеризуется непрерывной осевой вершинной депрессией (грабеном), шириной < 1 км и глубиной 50-100 м. Самые малые отметки глубин вдоль осевой зоны хребта Эндевер близки к 2100 м, а самые глубокие варьируют от 2200 до 2500 м вдоль простирания. С севера и с юга сегмент ограничен зонами ПЦС, по мере приближения к которым осевой грабен искривляется и становится на 300 м глубже окружающего дна (рис. 6.7). Максимальный перепад глубин мелсду дном грабена и внутрисегментным осевым поднятиям достигает 900 м. Это поднятие является местом локализации крупнейших на хребте Хуан де Фука гидротермальных полей [157]. [c.202]

Интенсивная гидротермальная деятельность вдоль хребта Эндевер была отмечена на двух главных гидротермальных полях (Эндевер и Хай-Райс), расположенных на 47° 57 с.ш.,126° 06,55 з.д. и на 47° 58 с.ш., 129° 06,00 з.д. соответственно и приуроченных к крупным сбросам вдоль западной стенки осевой депрессии (см. рис. 6.7) [531 459]. Каждое сульфидное гидротермальное поле содер- [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология