подводныe колчеданы

C Н.Н. Мозгова, Ю.С. Бородаев, Г.А. Черкашев,
Т.В. Степанова(Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, e-mail: mozgova@igem.ru, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, e-mail: nat@msu.ru, ВНИИОкеангеология, Санкт-Петербург, e-mail: cherkashov@vniio.ru). Морфология и минеральные ассоциации как свидетельства особенностей образования современных колчеданов на дне Мирового океана.Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, N2, cc.183-187 ,16–20 ноября 2009 г http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_2.pdf

Открытие в последней четверти прошлого века океанского гидротермального минералообразования дает новые возможности для исследований типоморфизма. Известна примечательная особенность морфологии подводных колчеданов – наличие сульфидных труб (размер от несколько сантиметров до десятков метров), образующихся вокруг выходов флюидов [5, 6, 7 и др.]. Cульфидные трубы – типоморфный признак современных океанских колчеданных построек, отличающий их от древних континентальных месторождений сходного генезиса.Они различаются возрастом, характером субстрата, длительностью и степенью активности, динамикой процесса. Все это отразилось на минерализации и структурно-текстурных соотношениях минералов в рудах.

Mинеральную основу гидротермальных океанских образований слагают несколько сульфидов системы Cu-Fe(Zn)-S – пирротин, пирит, марказит, халькопирит, изокубанит, борнит, сфалерит и вюртцит. Данная система содержит элементы переменной валентности и обладает большими областями твердых растворов при высоких температурах, в связи с чем чутко реагирует на изменение обстановки. Подводные колчеданы сохраняют свидетельства кинетики очень бурного процесса, порождающей чаcтo неравновесные условия кристаллизации, чтo определяет ряд типоморфных минералого-геохимические отличий подводных колчеданов от древних континентальных руд сходного генезиса.

Наглядный типоморфный признак океанских колчеданов –распространенность неустойчивых метастабильных минералов и фаз (минералов-эфемеров), которые редки в древних континентальных месторождениях и не синтезированы в равновесных условиях. При изменении условий минералы-эфемеры легко трансформируются с образованием разнообразных структур распада, и со временем исчезают, сменяясь более устойчивыми фазами.

Ярким примером минералов-эфемеров служит широко распространенный в подводных колчеданах изокубанит CuFe2S3. Из других минералов-эфемеров показательно присутствие высокотемпературного тетрагонального халькозина. Среди остальных типоморфных минералого-геохимических особенностей следует отметить наличие противоречивых возрастных соотношений минералов, находящихся в непосредственной близости. Прекрасные примеры - минеральные псевдоморфозы по остаткам морских организмов в гидротермальных постройках Bосточно-Tихоокеанского Поднятия: разные сульфиды одновременно избирательно замещают разные ткани этих реликтов [9].

Типоморфными признаками подводных колчеданов служат также высокие количества примесей в главных рудных минералах, иногда на порядок превышающие установленные при равновесии в соответствующих системах экспериментально.

Наряду с типоморфными признаками, отличающими подводные колчеданы от континентальных, выявлены типоморфные минералого-геохимические особенности объектов, различающихся некоторыми геологическими и/или генетическими факторами. Важную роль играют подстилающие породы, сказываясь на ассоциациях второстепенных и акцессорных минералов. Акцессорная Co-Ni- минерализация в сульфидных трубах типична в случае ультрамафитовых субстратов,источником части металлов являются подстилающие породы, из которых они выносятся горячими растворами.

Другой важный фактор – зрелость сульфидных построек, которая обусловливается возрастом, интенсивностью и длительностью гидротермальной активности. По мере эволюционного развития процесса формирования подводных руд и их проработки поступающими флюидами, с одной стороны, и агрессивной морской водой – с другой, эфемерные минералы постепенно разлагаются, исчезают и океанские постройки по минералогическим признакам начинают приближаться к колчеданным залежам, известным на суше.

В случае катастрофических событий в процессе образования сульфидных тел (поле Краснов) преобразования эфемерных соединений происходят более глубоко и динамично. Появление нового этапа рудообразования, отражается в обычных структурно-текстурных отношениях [3].

Гидротермальный процесс на дне океана приводит к одновременному образованию различных по составу и пространственно разобщенных минеральных ассоциаций, выделению одного и того же минерала, образующиеся одновременно, но получившие разный вид вследствие их роста в несколько разных условиях.

Таким образом в океанских колчеданных рудах выделение единой последовательности образования минералов и стадий рудообразования вряд ли правомочно. Представляется продуктивным осмысливать подобные явления с позиций микрофациальной изменчивости среды минералообразования, а также самоорганизующихся систем при автоколебательном характере процесса в рамках представлений синэнергетики.

1. Бородаев Ю.С., Мозгова Н., Габлина И.Ф. и др. Зональные трубки черных курильщиков из гидротермального поля Рейнбоу (Срединно-Атлантический хребет, 36о14’ с.ш.) // Вестн. МГУ. Геология. Сер. IV. № 3. 2004. С. 35-48.
2. Мозгова Н.Н., Бородаев Ю.С., Габлина И.Ф. и др. Минеральные ассоциации как показатели степени зрелости океанских гидротермальных сульфидных построек // Литология и полезные ископаемые. 2005. № 4. С. 339-367.
3. Мозгова Н.Н., Бородаев Ю.С., Габлина И.Ф. и др. Особенности преобразований минеральных парагенезисов в медных сульфидных рудах гидротермального поля Краснов (16о38’ с.ш. Срединно-Атлантического хребта) //Новые данные о минералах. М., 2007. Вып. 42. С. 62-76.
4. Mozgova N.N., Borodaev Yu.S., Cherkashev G.A. et al. Mineralogy of massive sulfides from the Ashadze hydrothermal field, 13oN, Mid-Atlantic Ridge //Can.Mineral. 2008. V. 46. P. 545-567.
5. Богданов Ю.А., Лисицын А.П., Сагалевич А.М. Гурвич Е.Г. Гидротермальный рудогенез океанского дна. М.: Наука, 2006.
6. Haymon R.M. Growth history of hydrothermal black smoker chimneys // Nature.1983. V. 301. P. 695-698.
7. Graham U.M., Bluth G.J., Ohmoto H. Sulfide-sulfate chimneys on the East Pacific
Rise. 11°N and 13°N latitudes. Part 1. Mineralogy and paragenesis // Can.Mineral. 1988. V. 26. Pt. 3. P. 487-504.
8. Чухров Ф.В. Минералы-эфемеры // Природа. 1973. № 9. С. 64-69.
9. Авдонин В.В., Голева Р.В., Дубинчук В.Т. и др. Сульфиды Восточно-Тихоокеанского поднятия. М.: ВИМС, 1993.