Геофизические процессы и биосфера: статья

ОБОСНОВАНИЕ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ РОЛИ ФАКТОРА ЭНДОГЕННОГО ТЕПЛА В ФОРМИРОВАНИИ КОРОК КОБАЛЬТО-МАРГАНЦЕВЫХ РУД НА ГАЙОТАХ ЗАПАДНОЙ ПАЦИФИКИ
Н.С. ОСТАПЕНКО
О.Н. НЕРОДА
Институт геологии и природопользования ДВО РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 20
Номер: 2
Год: 2021
Страницы: 111-119
УДК: 551.35 : 553.041(265.5)
DOI: 10.21455/GPB2021.2-7
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: гайоты, планктон, конвективные ячейки, барьерная зона, кобальто-марганцевые корки
Аннотация: В статье излагается новый взгляд на формирование рудных оксид-гидроксидных кобальто-марганцевых корок (КМК) на гайотах - с участием глубинного эндогенного тепла. Главным фактором формирования КМК на гайотах является термоплотностная конвективная динамика металлоносных глубинных океанских вод над участками подтока эндогенного тепла по магмопроводящим глубинным разломам к их основаниям. При этом за счет привноса биоэлементов восходящими водами к поверхности акватории глубинная конвективная ячейка I типа: 1) стимулирует расширенное воспроизводство планктона в обогащенных атмосферным кислородом водах верхней части фотического слоя; 2) инициирует плотностную динамику надгайотных вод, формируя конвективную ячейку II типа, которая является следствием погружения к поверхности плато, разложения на этом пути биомассы отмершего планктона и аномального обогащения этого потока вод металлами; 3) формирует у поверхности гайота барьерную зону (окислительно-восстановительный рудоконтролирующий барьер) на контакте восходящих кислородсодержащих и нисходящих, уже обедненных кислородом аномально металлоносных потоков вод. Таким образом, конвективная система обеспечивает предварительную биоконцентрацию Mn, Fe, Co и других металлов в надгайотных водах, непрерывную доставку их к поверхности плато гайотов и последующую гидрогенную концентрацию здесь металлов в составе формирующихся в барьерных зонах КМК. Богатство корковых руд гайотов кобальтом, отличающее их от конкреций океанских котловин, создается за счет повышенного накопления в них или в отдельных их слоях марганца, на оксидах и гидроксидах которого кобальт избирательно сорбируется.
Список литературы: Андреев С.И. Геодинамика и рудогенез Мирового океана // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2005. № 2. С. 12-29.

Аникеева Л.И., Андреев С.И., Казакова В.Е., Александров П.А. Кобальтобогатые корки Мирового океана: Геохимия, генезис, распространение // Разведка и охрана недр. 2005. № 1. С. 47-54.

Базилевская Е.С. К вопросу формирования химического состава железомарганцевых конкреций и кобальтоносных корок на океанском дне // Докл. РАН. 2014. Т. 457, № 4. С. 451-454.

Гайоты Западной Пацифики и их рудоносность / Отв. ред. И.Н. Говоров, Г.Н. Батурин. М.: Наука, 1995. 368 с.

Гордеев В.В., Демина Л.Л. Прямые наблюдения за гидротермами на дне Тихого океана (Галапагосская активная зона, депрессия Хесса) // Геохимия. 1979. № 6. С. 902-917.

Леонова Г.А., Бобров В.А., Богуш А.А. Особенности биологического накопления микроэлементов континентальным, эстуарным и морским планктоном // Материалы XVII Междунар. науч. конф. (школы) по морской геологии «Геология морей и океанов». М., 2007. Т. III. С. 150-152.

Линькова Т.И., Райкевич М.И. Новые данные по магнитным свойствам коренных пород Магеллановых гор (Тихий океан) // Тихоокеан. геология. 1990. № 3. С. 15-22.

Лисицын А.П., Гурвич Е.Г. Лукашин В.Н, Емельянов Е.М., Зверинская И.Б., Куринов А.Д. Геохимия элементов-гидролизатов. М.: Наука, 1980. 238 с.

Ломтев В.Л., Ильев А.Я., Гуринов М.Г. Новые данные о строении Магеллановых гор (Восточно-Марианская котловина, Юго-Западная Пацифика) // Литосфера. 2007. № 6. С. 125-136.

Лукашин В.Н., Демина Л.Л., Гордеев В.В., Гордеев В.Ю. О геохимии взвеси глубинных вод над гидротермальным полем 9°50¢ с.ш. (ВТП) // Геология морей и океанов: Материалы XIX Междунар. науч. конф. (школы) по морской геологии. М.: ГЕОС, 2011. Т. 2. С. 176-180.

Мельников М.Е. Геологическое строение месторождений железомарганцевых корок и конкреций подводных гор западной части Тихого океана: Автореф. дис. … д-ра геол.-мин. наук. М.: МГУ, 2002. 46 с.

Мельников М.Е., Плетнев С.П. Возраст и условия формирования кобальтоносных марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор // Литология и полезные ископаемые. 2013. № 1. С. 3-16.

Мельников М.Е., Подшувейт В.Б., Пуляева И.А., Невретдинов Э.Б. Среднемиоценовые вулканические постройки на гайоте Дальморгеология (Магеллановы горы, Тихий океан) // Тихоокеан. геология. 2000. Т. 19, № 5. С. 38-46.

Михайлик Е.В., Ханчук А.И. Роль топографических вихрей Тейлора-Хогга в формировании кобальто-марганцевых корок гайотов Магеллановых гор Тихого океана // Докл. РАН. 2004. Т. 394, № 2. С. 234-236.

Михайлик Е.В., Хершберг Л.Б., Чудаев О.В. О механизме формирования кобальто-марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор Тихого океана // Вестн. ДВО РАН. 2003. № 6. С. 87-93.

Муравьев А.В., Смирнов Я.Б., Сугробов В.М. Тепловой поток вдоль международного геотраверса через Филиппинское море по 18° с.ш. // Докл. АН СССР. 1988. Т. 299, № 1. С. 189-193.

Рашидов В.А. Магелановы горы (Тихий океан): Состояние геологической изученности // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2006. № 2. С. 13-20.

Рашидов В.А., Долгаль А.С., Новикова П.Н. Геомагнитные исследования гайотов Вулканолог и Коцебу (Магеллановы горы, Тихий океан) // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2009. № 1, вып. 13. С. 98-106.

Рудашевский Н.С., Крецер Ю.Л., Аникеева Л.И., Андреев С.И., Торохов М.П., Казакова В.Е. Минералы платины в железо-марганцевых океанических корках // Докл. РАН. 2001. Т. 378, № 2. С. 246-249.

Уткин В.П., Ханчук А.И., Михайлик Е.В., Хершберг Л.Б. Роль сдвиговых дислокаций океанической коры в формировании гайотов Магеллановых гор (Тихий океан) // Докл. РАН. 2004. Т. 395, № 5. С. 646-650.

Хальбах П., Путеанус Д. Богатые кобальтом железомарганцевые корки из районов подводных гор центральной части Тихого океана: Состав и образование // Геология Мирового океана: Докл. 27-го МГК. М., 1984. Т. 6, ч. 1. С. 27-40.

Школьник Э.Л., Хешберг Л.Б., Михайлик Е.В, Чудаев О.О., Задорнов М.М., Мельников М.Е., Полиновский В.А. Условия залегания, закономерности распространения и особенности формирования кобальто-марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор (Тихий океан) // Тихоокеан. геология. 2001. Т. 20, № 2. С. 76-86.

Школьник Э.Л., Жегалло Е.А., Пономарева И.Н., Мельников М.Е., Еганов Э.А., Хулапова Т.М., Седышева Т.Е., Басов И.К. Результаты изучения субстрата кобальто-марганцевых корок по керну скважин на гайотах Иоан и Дальморегеология (Магеллановы горы, Тихий океан) // Тихоокеан. геология. 2004. Т. 23, № 1. С. 76-96.

Bochlert G.W., Genin A. A review of the effect of seamounts on biological processes // Seamounts, islands and atolls Wash. (D.C.): Amer. Geophys. Union, 1987. P. 319-334. (Geophys. Monogr. V. 43).

Landidn W.M., Bruland K.W. Manganese in the North Pacific // Earth and Planet. Sci. Let. 1980. V. 49 (1). P. 45-56.

Smith W.H.F., Staudigel H.I., Watts A.B., Pringle M.S. The Magellan Seamounts: Early cretaceous record of the South Pacific isotopic and thermal anomaly // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 10501-10523.