Океанское марганценакопление в свете исторической тектоники

Файл : 3505-1.rtf (размер : 411,023 байт)

Океанское марганценакопление в свете исторической тектоники

Е. С. Базилевская, Ю. М. Пущаровский, Геологический институт РАН

Введение

Проблема океанского рудогенеза актуальна не только с научной точки зрения, но имеет и весьма существенное экономическое значение, обусловленное иссякающими запасами ряда стратегически важных металлов в месторождениях суши. Основу ее составляют железо-марганцевые отложения (ЖМО) - самые распространенные и типичные для океанских условий. Они являются конечным результатом сложного комплекса процессов океанского седиментогенеза и наиболее распространены в глубоководных районах пелагиали океана, характеризующихся минимальными темпами осадконакопления и высокоокислительными свойствами морской воды. Их главные рудообразующие металлы - Fe и Mn, находятся в форме гидрооксидов, обладающих высокой сорбционной активностью в отношении большого спектра рассеянных элементов. Особая роль в этом принадлежит гидрооксидам Mn - наиболее активным природным сорбентам и окислительным катализаторам. Если первое свойство способствует связыванию токсичных излишков растворенных в морской воде металлов, то второе переводит их в окисленное нерастворимое состояние. Все это приводит к образованию высоко ценных в экономическом отношении концентратов Cu, Ni, Co и др., и в то же время способствует сохранению экологической чистоты океанской среды. Последнее особенно важно в условиях усиливающегося техногенного загрязнения морской воды из-за антропогенной деятельности. Роль ЖМО в этом отношении трудно переоценить.

Более чем полувековое интенсивное изучение геологии океана принесло многочисленные открытия, во многом изменившие прежние представления о геологии планеты в целом. Однако в проблеме океанского рудогенеза основные теоретические вопросы пока не нашли окончательного решения. Более того, интерес к ним в последнее время, пожалуй, даже несколько снизился и на первый план выходят сейчас прикладные аспекты, связанные с освоением минеральных богатств океанского дна. Нельзя исключать, что промышленная добыча руд может начаться раньше, чем будут выяснены такие ключевые вопросы, как источники поставки металлов в океан, механизм образования ЖМО, скорости их роста и др., имеющие непосредственную связь с объективной оценкой экологических последствий такого освоения.

Рис. 1. Карта распространения полей железо-марганцевых отложений в Мировом океане

В данной статье предлагается новый подход к проблеме формирования ЖМО и соответствующих руд в океане, учитывающий новейшие данные морской геологии, геохимии главных рудообразующих металлов - Fe и Mn, исторической геологии и палеогеодинамики. В известной мере эта работа инициирована предшествующими публикациями С. И. Андреева [Андреева, 1993, 1994] и только что изданной Объяснительной запиской к Металлогенической карте Мирового океана [Металлогеническая карта..., 1998]. Сама карта пока не вышла, но к записке прилагается ее вариант с выделенными площадями наиболее высоких концентраций ЖМО - рудными полями и рудоносными площадями, схема которого приведена на рис. 1.

Обширный фактический материал, содержащийся в "Записке", позволяет с большей достоверностью, чем это было раньше, судить об особенностях марганценакопления в разных океанах. Проведенные нами пересчеты этих данных приведены в табл. 1, из которой со всей очевидностью следует, что площади распространения ЖМО и их состав существенно различаются в Тихом океане и Атлантике. В Индийском океане четко проявлена асимметрия в этих показателях для восточной и западной его частей. При этом ЖМО восточной части по вещественному составу близки к Тихоокеанским, а западной - к Атлантическим. В общей сложности прогнозные ресурсы Mn в ЖМО Индо-Тихоокеанского сектора превышают таковые в Индо-Атлантическом в 70 раз. В Атлантике эти ресурсы крайне бедные, весьма мало перспективные для их освоения.

Таким образом, в проблеме океанского рудогенеза четко проявляется новый неожиданный аспект - асимметрия двух глобальных секторов Мирового океана в отношении накопления масс ЖМО. Выявление отмеченной асимметрии и позволяет искать новые пути к решению проблемы океанского рудогенеза. Очевидно глобальное значение этой проблемы.

1. Геохимические аспекты

Рассмотрим основные аспекты геохимии главных рудообразующих металлов ЖМО. Казалось бы, что само название этих стяжений свидетельствует о геохимической близости свойств главных рудообразующих металлов - Fe и Mn. Но это не совсем так. Еще В. И. Вернадский отмечал, что в природе в зоне гипергенеза нет ни одного железо-марганцевого минерала. Кроме того железистые и марганцеворудные формации на суше хотя и сопутствуют друг другу, но всегда разделены во времени и пространстве. Это связано с разницей в стандартных потенциалах окисления - более низком у Fe и высоком у Mn. Поэтому Fe окисляется легче Mn и соответственно раньше образует окисные твердофазные соединения.