Сульфидные месторождения океана: будущее не за горами |
В июле — сентябре 2011 г. при финансовой
поддержке Уральского отделения РАН ведущий научный сотрудник лаборатории
минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН, кандидат
геолого-минералогических наук Ирина Мелекесцева во второй раз принимала
участие в рейсе научно-исследовательского судна «Профессор Логачев»
(репортаж о прошлой экспедиции см.
«Наука Урала», № 22
(956), сентябрь 2007 г.). Публикуем обзор научных результатов рейса.
Летом 2011 г. произошло событие, выдвинувшее
Российскую Федерацию в лидеры по изучению современных сульфидных руд
Атлантического океана. В июле Международный орган по морскому дну (МОМД) при
ООН, базирующийся на острове Ямайка, подписал заявку от РФ на исследование
глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) и их последующую добычу (http://www.rosnedra.com/article/4977.html).
Заявочный район включает 100 блоков размером приблизительно 10х10 км.
Согласно Правилам МОМД в дальнейшем последовательно в два этапа должен
проводиться отказ от части блоков. Первый отказ от 50 блоков должен
произойти не позднее, чем через восемь лет исследований, второй отказ еще от
25 блоков — к концу десятого года. За это время необходимо выделить наиболее
перспективные и экономически выгодные участки для последующей добычи
сульфидов.
Главной российской организацией, которая
проводит изыскательские работы на ГПС в Атлантическом океане, является
Полярная морская геологоразведочная экспедиция (Санкт-Петербург, Ломоносов).
Начиная с 1993 г. на судне «Профессор Логачев» ПМГРЭ в сотрудничестве с
ВНИИОкеангеология (г. Санкт-Петербург) на отрезке 12–20° с.ш.
Срединно-Атлантического хребта (САХ) было открыто три рудных узла — Логачев
(1993 г.), Ашадзе (2003 г.), Семенов (2007 г.), и три гидротермальных рудных
поля — Краснов (2004 г.), Зенит-Виктория (2008 г.) и Петербургское (2010 г.)
(Batuev et al., 1995; Beltenev et al., 2004, 2005, 2007, 2009).
Обнаружение новых и детализация уже известных
гидротермальных полей проводятся с применением комплекса
геолого-геофизических методов (информация ниже дана с использованием
материалов информационного отчета по 34-му рейсу НИС «Профессор Логачев»,
2011 г.):
— многолучевого эхолотирования, что позволяет
определить общее геоморфологическое строение района работ;
— профильной гидролокации бокового обзора с
одновременным измерением естественного электрического поля для (первое):
получения детального сонографического образа дна в пределах всего района
работ, чтобы установить тектонические структуры, с которыми могут быть
связаны рудные объекты, а также распространение на дне осадочных и
магматических пород, и (второе) — выявления аномалий естественного
электрического поля, которые могут служить индикаторами близкого присутствия
рудных объектов;
— гидрофизическим зондированием с отбором
гидрохимических проб для обнаружения аномалий температуры, солености,
мутности и химического состава придонных вод, которые могут служить
индикаторами близкого присутствия рудных объектов;
— отбором донных проб коробчатым
пробоотборником (для определения признаков близкого присутствия рудных
объектов на основании изучения их химического и минералогического состава)
или скальной драгой (для выявления среди горных пород
гидротермально-измененных разностей, наличие которых указывает на
возможность близкого присутствия рудных объектов);
— телевизионным профилированием, чтобы
установить в первом приближении форму, размеры и распределение в плане
выявленных рудных объектов, а также выполнить мониторинговые экологические
исследования состояния донной поверхности и придонной биоты;
— донным отбором с использованием телегрейфера
для получения крупнообъемных проб полиметаллических сульфидных руд на
выявленных рудных объектах.
Результатом использования всех названных
геолого-геофизических методов в 34-м рейсе НИС «Профессор Логачев»,
осуществленном уже под эгидой заявки на исследование ГПС, стало открытие
нового гидротермального поля в районе 13°20' с.ш. САХ. В честь четырех
участниц рейса по имени Ирина, имевших непосредственное отношение к открытию
объекта и описанию его руд, поле получило название Ириновское
(http://www.rosnedra.com/article/4977.html).
Гидротермальное поле находится в
северо-восточной части подводной горы, расположенной в западном борту
рифтовой долины. Гора имеет сложное геологическое строение с участием
серпентинизированных ультрамафитов, и в настоящий момент рассматривается как
структура типа детачмент (от англ. detachment), то есть местом, где
масштабный выход ультрамафитов на морское дно осуществляется по полого
падающему разлому [McLeod et al., 2010]. К подобным структурам выходов
глубинных пород на морское дно вне зон трансформных разломов приурочены
также такие гидротермальные поля, как Логачев, Ашадзе, Семенов [Smith et al.,
2006, 2008; McLeod et al., 2010]. Во время очередного рейса на поле
Ириновское драгированы гидротермально-измененные базальты и долериты с
прожилково-вкрапленной сульфидной минерализацией. На рудном поле было
предварительно оконтурено два рудных тела, а также выделен перспективный
участок на обнаружение ГПС к северо-западу от гидротермального поля.
В задачи автора этой статьи входило описание
сульфидного материала, поднятого с гидротермального поля. Изучение руд и
отбор образов для последующий исследований проводились в рамках проекта
президиума РАН № 17 «Минералогия и геохимия сульфидных отложений
мезозойского и современного океанов (сравнительный анализ)» (руководитель
доктор геолого-минералогических наук В.В. Масленников) и гранта Президента
РФ для молодых кандидатов наук МК-485.2011.5 «Эволюция гидротермальных
систем колчеданных и золоторудных месторождений в мафит-ультрамафитовых
комплексах Южного Урала, Западной Тувы и Центральной Атлантики»
(руководитель кандидат геолого-минералогических наук И.Ю. Мелекесцева).
Текстурное изучение на борту судна образцов
различных гидротермальных образований поля Ириновское с применением
рудно-фациального и сравнительного анализов с опубликованными данными по
многочисленным гидротермальным полям Мирового океана, позволяет говорить о
существовании развитой гидротермальной системы в районе 13°20' с.ш.,
неактивной в настоящее время, которая содержит:
— относительно свежие трубы «черных» и «белых»
курильщиков и массивные медные и медно-цинково-колчеданные руды на рудном
теле 1, характерные для центральных частей сульфидных холмов (см. фото);
— сильно окисленные сросшиеся трубы «черных
курильщиков» на рудном теле 2, которые образовались раньше, чем трубы на
рудном теле 1;
— массивные серноколчеданные руды, отлагающиеся
на флангах сульфидных холмов;
— сульфидные брекчии, свидетельствующие о
процессах разрушения рудных тел;
— прожилково-вкрапленную сульфидную
минерализацию в гидротермально-измененных вулканических породах,
представляющую штокверковую часть системы;
— гидротермальные опаловые образования,
показывающие существование низкотемпературной деятельности на флангах
гидротермальных полей;
— корки гидроксидов железа с минералами
марганца и атакамитом, образованных в результате субмаринного окисления
сульфидных руд.
Главными практическими задачами последующего
камерального изучения руд станут детальный текстурно-структурный и
минералогический анализы сульфидных руд на микроуровне, выявление
минералов-концентраторов благородных металлов, а также определение
«ценности» сульфидных руд на уровне элементов-примесей, что, например,
необходимо для практического использования серноколчеданных руд.
В заключении хотелось бы отметить, что жизнь в
каюте на борту научно-исследовательского судна — почти райская по сравнению
с полевыми сезонами в тайге, а работа с современными сульфидными рудами
посреди Атлантического океана — это бесценный опыт и необходимое звено в
понимании процессов образования колчеданных месторождений на континентах.
Хотелось бы выразить огромную благодарность
начальнику Океанской партии ПМГРЭ В.Н. Иванову и начальнику второй половины
34-го рейса В.Е. Бельтеневу за возможность непосредственного участия в
исследовании ГПС на борту НИС «Профессор Логачев»; начальнику геологического
отряда И.И. Рождественской и всем его членам — за доброжелательное отношение
и чрезвычайно плодотворное сотрудничество в ходе работ. И, конечно,
проведение рейса было бы невозможно без слаженной работы команды НИС
«Профессор Логачев» под руководством капитана В.Н. Пиденко.
|
НАУКА УРАЛА Газета Уральского отделения Российской академии наук Октябрь 2011 г. № 24 (1047) |
08.11.11