Кобальтоносные железомарганцевые корки

Кобальтоносные железомарганцевые корки представляют собой образования, родственные конкрециям: они близки им по минеральному и химическому составу, текстурно-структурным особенностям и генезису. Наряду с этим коркам свойственны существенные специфические черты, позволяющие выделить их в самостоятельную формацию.

Рис 4 Химический состав железомарганцевых конкреций

Мирового океана

(М. Мельников, 2002).

Почти повсюду корки, как и конкреции характеризуются слоистым строением.

Наиболее полные разрезы корок известны в пределах Магеллановых гор, поднятий Маршалловых островов, Маркус-Уэйк и Уэйк-Неккер. Возраст этих структур раннемеловой или позднеюрско-раннемеловой, то есть 100-150 млн лет (М. Мельников, 2002).

Как видно, формирование корок началось намного раньше, чем охарактеризованных выше ЖМК абиссальных котловин. По возрасту конкреции могут быть сопоставлены со слоями III - верхней частью слоя II корок. Возможно, нижним слоям корок соответствуют слои более древних конкреций, которые иногда встречаются в разрезах осадочных пород. Погребенные конкреции, как правило, погребены в буквальном смысле слова - засыпаны под обвалами или оползнями. При этом фаунистическая их характеристика свидетельствует, в частности, и о плиоценовом возрасте.

В разрезе корок наиболее резко выделяется базальный реликтовый слой. Он отличается особенно высоким содержанием фосфора, кальция, серы, кремнезема, присутствием барита. В его строении нередко наблюдается чередование полос параллельно-слоистой и дендритовой текстур.

Изучение состава субмикроскопических слойков с использованием микро-анализаторов показало, что реликтовый слой имеет сложное строение: в одних участках развиты микро слойки однородного состава, в других наблюдается чередование контрастных по составу микро слойков, соответствующих <кристаллической> и <аморфной> фазам конкреций. Характерно, что в реликтовом слое наблюдаются многочисленные границы несогласий, разделяющих различные генерации, что свидетельствует о нестабильной обстановке формирования этого слоя.

По химическому составу указанные слои корок существенно отличаются от конкреций,с которыми они близки по возрасту. В корках понижена концентрация марганца, но повышено содержание железа. Марганцевый модуль (Mn/Fe) корок составляет 1-2,5, тогда как в конкрециях Тихого океана 3-6. Три внешних слоя корок характеризуются достаточно однородным составом субмикроскопических слойков. В отличие от конкреций в них редко наблюдаются участки, где чередуются микро слойки, контрастные по составу. Эта особенность строения корок позволяет предположить, что основная их масса относится к гидрогенным образованиям.

Исключением является реликтовый слой; он формировался, вероятнее всего в участках с относительно спокойной гидродинамической обстановкой. Существенным источником рудных компонентов при его образовании мог служить, по-видимому, гальмиролиз. Согласно возрастной характеристике слоев, этот процесс на подводных горах в Тихом океане имел место с позднего мела до раннего эоцена. Затем, по-видимому, этот источник исчерпал свой ресурс. Последующие слои корок нарастали гидрогенным путем, вследствие обогащения придонного слоя воды компонентами, поступающими из вулканических источников в периоды их активизации. Импульсы вулканической активности зафиксированы соответствующими слоями, характеризующимися индивидуальными геохимическими особенностями. Продолжительные периоды затухания вулканизма выражены перерывами в слоистости корок, явлениями размыва, накоплением обломочного, силикатного материала.

Как было отмечено, корки являются более древними образованиями, чем конкреции; они начали формироваться в позднемеловую эпоху, а может быть и раньше. Они связаны с иными вулканическими комплексами, чем конкреции. В частности, начало образования формации железомарганцевых корок совпадает с эпохой становления вулканогенных и плутонических комплексов коматиит-толеитового и габбро-норит-трактолитового составов. Возможно, обогащенность корок платиноидами обусловлена связью с указанными комплексами, которые характеризуются Ni-Cu-Cr и Ni-Pt-Cr специализацией. Как известно, содержание Pt в корках колеблется от 0,35 до 1,31 г/т, тогда как в конкрециях от 0,10 до 0,13 г/т (С. Андреев и др., 1999).

Надо отметить, что в районах развития корок, в межгорных депрессиях наблюдаются скопления железомарганцевых конкреций и корково-конкреционных образований, которые, также должны быть включены в единую формацию кобальтоносных железомарганцевых корок. Эти образования в данном случае можно рассматривать как продукты различных фаций единого рудогенетического процесса. По составу корки и сопровождающие их конкреции близки, они относятся к одному геохимическому типу, хотя уровень содержания Со в конкрециях несколько ниже, чем в корках. По содержанию Ni и Cu эти конкреции не уступают коркам (В. Кругляков и др., 1993). По химическому составу конкреции шлейфов гор занимают промежуточное положение между корками гор и конкрециями котловин.

Основные особенности состава, строения и размещения двух основных формаций оксидных руд океана, не имеющих аналогов на континенте, свидетельствуют о том, что на их формирование оказывают влияние разнообразные факторы. Важнейшую рудогенетическую роль играет морская вода, представляя собой одновременно и среду минералообразования, и агент транспортировки рудных компонентов; из морской воды в конечном итоге осаждается рудное вещество. Формирование корок и конкреций обусловлено и структурой водной толщи с ее геохимическими барьерами, и ее подвижностью; на размещение оксидных руд оказывает влияние субширотная климатическая зональность, они обнаруживают определенную зависимость от биологической активности.

В концентрации вещества оксидных руд участвуют процессы окисления, реакции автоколебательного характера, механизмы сорбции, коагуляции, соосаждения, возможно и биологические процессы.

Рудное вещество вероятнее всего происходит из разных источников - в первую очередь это вулканизм, диагенез, гальмиролиз и др. Из перечня источников нельзя исключить даже выщелачивание металлов из базальтов морского дна, хотя масштабы этого явления несравнимо меньше тех, что ему приписываются. Морская вода, интегрируя все источники, все факторы рудообразования в значительной степени маскирует влияние каждого из них. Генезис оксидных руд не может быть сведен к одному простому процессу, - они являются продуктом сложных взаимодействующих процессов, многообразных источников. Но при всем этом совершенно очевидно, что решающая роль в образовании рассмотренных формаций, сложенных элементами типичной базальтоидной ассоциации, принадлежит базальтоидному вулканизму. Именно этот источник обладает достаточно мощным ресурсом рудных компонентов и его периодически возобновляющаяся активность позволяет объяснить пульсирующий рост железомарганцевых образований. Оксидные руды обеих формаций состояний таким образом, в основном из эндогенного вещества, перенесенного и (при образовании формации ЖМК) предварительно накопленного в промежуточных коллекторах - активном слое рудоконтролирующих структур.