Связь теплового потока с рельефом дна и гидротермальной конвекцией была обнаружена еще в конце 1970-х годов при первых детальных исследованиях в рифтовых зонах СОХ. Позднее Д.Аббот с соавторами [146] проанализировал статистическую связь между рельефом дна и тепловым потоком в области с небольшим (< 85 м) слоем осадков и обнаружили, что латеральные теплопотери быстро и существенно уменьшались в коре, имеющей пологий рельеф, в отличие от участков коры, имеющих изрезанный рельеф дна. Ряд исследователей рассмотрели данные по тепловому потоку и рельефу и предложили глобальную модель для термической структуры и эволюции океанической литосферы [514, 515].[ ...]
Детальные многолетние исследования на южном фланге рифта Коста-Рика вблизи скв. 504 показали, что в местах повышенного рельефа дна значения теплового потока д и геохимические градиенты самые высокие, а толщина слоя осадков самая маленькая и, наоборот, самые низкие значения д наблюдаются в районах батиметрических впадин, где толщина осадков существенно возрастает [244].[ ...]
На другом участке, расположенном на Галапагосском центре спрединга вблизи 86° з. д. и названном “гидротермальная область Галапагосских холмов” было проведено более 300 измерений д на площади 20 х 30 км в пределах коры имеющей возраст 0,1-0,9 млн лет [560]. Здесь также обнаружена хорошая корреляция значений д с морфологией рельефа дна. Наконец, еще один район детальных исследований теплового потока располагается на восточном фланге северного сегмента хребта Хуан де Фука. Здесь была обнаружена хорошая корреляция между тепловым потоком и рельефом фундамента, погребенным под осадочным чехлом [218].[ ...]
Р.Лоувелл аналитически исследовал конвекцию вод в океанической коре, стимулированную перепадами рельефа [362, 363, 367]. Результаты расчетов показали, что для волнообразного рельефа малой амплитуды (к«Х, к - высота рельефа, А, - длина волны) максимальная вертикальная скорость миграции жидкости будет порядка Ю 10м/с для проницаемости коры 10" м 2 и длины волны рельефа X =103м. При этом восходящие течения будут расположены под повышениями рельефа, а нисходящие - в низинах. Конвективный тепловой поток не превосходит 15% от кондуктивного фона. Характерно, что при Х<Ы2 величина конвективного теплового потока д перестает зависеть от отношения Х/И, тогда как при X » И конвективное значение д пропорционально (ЫХ)2.[ ...]
Таким образом, гидротермальная деятельность представляет собой глобальный процесс переноса энергии и массы вещества в пределах земной коры посредством циркуляции воды. Гидротермальные системы широко распространены в океанической коре в самых разнообразных тектонических обстановках, но выходы горячих вод на поверхность имеются лишь в термически активизированных областях. Причинами возникновения конвекции морской воды в океанической коре могут быть тепловое воздействие, неровности рельефа, различие в содержании солей, динамические градиенты давления и т.д. Самым распространенным классом гидротермальных систем являются системы, возбуждаемые тепловым воздействием внедрений магмы. Наиболее активные и высокотемпературные проявления гидротермальной деятельности располагаются в осевой области СОХ над кровлей магматического очага. Именно к этим зонам приурочено большинство месторождений глубоководных полиметаллических сульфидных руд.[ ...]
Геодинамический анализ гидротермальной циркуляции в осевых зонах СОХ показал, что изменение физических свойств (плотности, коэффициента расширения и др.) воды с температурой, давлением и соленостью имеет существенное влияние на тип конвективных движений, продолжительность активной жизни и интенсивность гидроконвекции. Однофазовая и двухфазовая конвекции сменяют друг друга в зависимости от расстояний над кровлей магматической камеры и от ее боковых стенок. Интенсивность конвекции и, в частности, скорость движения морской воды в струйном канале, зависящие от распределения трещиноватости и Р-Т условий, имеют существенное влияние на процессы осаждения минералов и образования сульфидных месторождений. Процессы конвективного перемешивания магмы в подосевом очаге и концентрация расплава в верхней части магматического резервуара в значительной степени сказываются на временах остывания подосевых магматических очагов и продолжительности гидротермальной деятельности на различных участках осевых зон СОХ.[ ...]
Большинство сульфидных гидротермальных образований на СОХ были установлены с помощью донных теле-, фотокамер и подводных обитаемых аппаратов (ПОА) во время детального геологического картирования небольших отрезков (обычно не более 30 км длины) осевых зон. В связи с этим геологическое положение сульфидных образований обычно сопровождалось описанием локальной морфологии, осадочного покрова, петрохимии лав и т. д. Позднее стали широко использоваться стационарные системы картирования дна, такие как Си Бим, Си Марк 1, Си Марк 2, обеспечивающие возможность изучения более широких региональных геодинамических обстановок и привязки к ним гидротермальных рудопроявлений. Такая информация совместно с детальной геологией, изученной с ПОА, дает новые перспективы для понимания тектонического и геологического положения сульфидных образований, а также глубинных процессов, управляющих их формированием.[ ...]
Одна из важнейших проблем заключается в установлении геологических.признаков (морфологии осевых зон СОХ, формы и размеров структур, осадочной толщи, структуры лавовых потоков, петрохимии базальтов), являющихся индикаторами крупных сульфидных образований, и выявлении наиболее важных геодинамических критериев, позволяющих предсказать местоположение и условия формирования сульфидных образований в других, менее изученных районах СОХ. Для понимания этих критериев необходимо учитывать, что формирование сульфидных образований на дне океана происходит при наличии высокотемпературных флюидов, т. е. при условии существования термического источника в виде магматического очага.[ ...]
Для формирования крупных рудных образований необходимо, чтобы выходы этих флюидов были расположены в пределах небольшой площади поверхности дна осевой зоны, т. е. необходимы структурно-тектонические ловушки [39]. Кроме того, чтобы сохранить такое месторождение от окисления и растворения, необходимо создание “крыши” осадков или лавовых потоков [308].[ ...]
Вернуться к оглавлению