Хотя в вулканически активных (главным образом рифтовых) зонах Мирового океана известно уже более 50 районов проявления высокотемпературной гидротермальной деятельности и связанного с ней современного сульфидного рудообразования [Гидротермальные…, 1992], активные рудообразующие гидротермы на Срединно-Атлантическом хребте (САХ), несмотря на его относительно хорошую изученность, до сих пор были обнаружены только на 4 участках. Относительно слабая вулканическая активность медленноспредингового (2-4 см/год) САХ обусловливает незначительный по сравнению с Восточно-Тихоокеанским поднятием общий вынос гидротермального вещества в пределах САХ. Однако более стабильная вулкано-тектоническая обстановка в осевой зоне хребта определяет долгоживущий характер гидротермальных систем. Все это приводит к формированию в рифтовой долине САХ редких, но крупных скоплений современных колчеданных руд, таких, как поля ТАГ [Гидротермальные…, 1992а] и МАРК [Karson & Brown, 1988]. Поиски новых гидротермальных полей в сложных геолого-гидрологических условиях САХ представляют методически сложную задачу, а единичный характер находок оруденения ограничивает возможность выработки поисковых критериев. Это обусловливает важность обнаружения каждого нового рудоносного района в Атлантике.

Участок САХ, непосредственно примыкающий с юга к разломной зоне 15°20' с.ш., был известен интенсивными аномалиями гидротермальной природы в придонных водах [Klinkhammer et al., 1985; Bougault et al., 1993]. Сообщалось о находках сульфидной минерализации вблизи разломной зоны за пределами рифтовой долины [Акимцев и др., 1991], а в самой долине вблизи 14°54' с.ш. фотографировались на дне образования, визуально сходные с сульфидными постройками [Eberhart et al., 1988]. Работы с обитаемыми подводными аппаратами не привели, однако, к обнаружению оруденения [Rona et al., 1992].

В 1992-1993 гг. в результате работ, проводившихся в 10-м и 13-м рейсах НИС «Геолог Ферсман» ассоциации «Севморгеология» в 30 км к югу от разломной зоны 15°20' с.ш., обнаружены аномалии температуры, прозрачности и содержания растворенного марганца в придонных водах в восточной части рифтовой долины, пространственно совпадавшие с геохимическими и минералогическими признаками гидротермального привноса вещества в осадках. В ноябре 1993 г. - феврале 1994 г. этот участок (рис. 1) детально изучался в 7-м рейсе НИС «Профессор Логачев».

Комплекс исследований, проводившихся с использованием систем гидроакустической и спутниковой навигации, включал детальную батиметрическую и гидролокационную съемку участка, придонные геофизические и геохимические исследования комплексом РИФТ, фототелевизионную съемку дна и опробование гидравлическим скальным грейфером с телевизионным контролем.

Комплекс РИФТ [Грамберг и др., 1992], оснащенный зондами температуры, естественного электрического потенциала (ЕП), а также потенциометрическими зондами pH, Eh, активности Na и S, буксировавшийся на расстоянии 30-40 м над дном по профилям через 250-500 м, сыграл ключевую роль в обнаружении гидротермальных проявлений.

Исследованный участок находится в пределах батиметрической ступени восточной стены рифтовой долины, образованной поднятием в виде единого блока примыкающей к этой стене части днища долины (рис. 1). Ступень имеет два яруса. Нижний ярус развит фрагментарно, при средних глубинах 3150 м, верхний четко проявлен на глубине около 2850 м. Узкая (200-250 м) субмеридиональная гряда, протягивающаяся по кромке верхнего яруса ступени, к северу и югу от нее выражена в днище долины как обычное неовулканическое поднятие. В центральной части ступень разбита системой линейных широтных структур, видимо, отвечающих поперечному нарушению долины.

Из коренных пород на изученном участке наибольшее развитие имеют ультрамафиты - перидотиты (гарцбургиты), пироксениты и серпентиниты. Они практически полностью слагают стену долины над батиметрической ступенью. Менее распространенные базальты развиты в первую очередь в пределах меридиональной гряды. Магматические породы большей частью перекрыты тонким чехлом светлых кокколитово-фораминиферовых илов. Локальное развитие в основаниях склонов имеют специфические эдафогенные турбидиты, роль тонкой фракции в которых играют продукты разрушения серпентинитов.

Комплексные аномалии ЕП, редокс-потенциала (Eh) и активности серы (pS) были зафиксированы на двух участках - в области крутого (более 30°) склона, соединяющего верхний и нижний ярусы ступени, и в 5.5 км к юго-востоку от первого, в основании стены долины (рис. 1-3). Оба участка расположены в зоне поперечных дислокаций.

В центральной части первой аномалии, на глубинах 2900-3050 м, фототелевизионной съемкой обнаружены гидротермальные образования на площади около 800 х 250 м, вытянутой в северо-западном направлении (рис. 2). Было закартировано 12 сульфидных построек и два скопления сульфидных обломков среди осадков. Высота построек до 20 м.

Наиболее крупный сульфидный холм, овальный в плане, имеет размеры 200 х 125 м. На его вершине отмечены два активных источника - «черных курильщика», хотя трубных образований фотосъемкой не зафиксировано и среди поднятых образцов они встречаются достаточно редко.

Основные минералы в образцах колчеданных руд, поднятых скальным грейфером, - пирит, марказит, халькопирит, борнит, халькозин и сфалерит. Распространены также гематит и окисленные гётит-гидрогётитовые агрегаты. Поверхности сульфидных образцов местами покрыты атакамитом. Рентгенофлуоресцентные определения показали высокие концентрации в образцах меди (от 5.4 до более 40% при больших содержаниях халькозина) и железа (от 9.7 до 31%). Концентрации цинка не превышали 3.6%.

Сульфидные образования и породы на расстояниях 10-40 м от них большей частью покрыты тонким чехлом металлоносных осадков. Присутствуют колонии пелеципод и гастропод, бактериальные маты.

В зоне второй аномалии при фототелепрофилировании обнаружены гидротермальные образования холма, в значительной степени перекрытые тонким слоем осадков. Хотя прямых признаков современных высокотемпературных гидротермальных источников здесь не найдено, сфотографированные колонии пелеципод могут указывать на продолжающуюся гидротермальную деятельность.

Таким образом, новое гидротермальное поле САХ, как и наиболее изученное поле ТАГ [Гидротермальные…, 1992; 1992а; Karson & Rona, 1990], приурочено к зоне пересечения краевого разлома, ограничивающего с востока рифтовую долину, и поперечной дислокации.

Особенностью поля является нахождение его в области широкого развития у разломной зоны 15°20' с.ш. ультрамафитов, в том числе гидротермально измененных [Строение…, 1989; Силантьев и др., 1991]. Судя по ореолам рассеяния гидротерм в придонных водах, взаимодействие растворов с гипербазитами обусловливает специфику их состава - необычно высокие для океана отношения СН₄/Mn [Rona et al., 1992].

По геолого-структурной позиции новое гидротермальное поле сходно с районом ТАГ (также располагается на ступени восточного борта рифтовой долины), а по масштабам и строению сульфидного рудопроявления - с полем МАРК [Karson & Brown, 1988], от которого отличается, однако, меньшей гидротермальной активностью. Осадки, занимающие в общей сложности 63% площади поля, и отсутствие трубных комплексов на большинстве рудных тел указывают на зрелый возраст оруденения.

Аналитические данные еще раз подтверждают, что в крупных рудных скоплениях Атлантики, в противоположность небольшим сульфидным постройкам Восточно-Тихоокеанского поднятия, медь доминирует над цинком. Это может объясняться медной специализацией горячих растворов САХ [Campbell et al., 1988] на поздних этапах развития гидротермальных систем, когда преимущественное выщелачивание из базальтов цинка сменяется выщелачиванием меди [Краснов и др., 1990]. Альтернативно такая закономерность может быть обусловлена различиями между относительной эффективностью отложения сульфидов цинка и меди из высокотемпературных растворов на ранних (стадия «черного курильщика») и поздних этапах формирования рудных тел [Гидротермальные…, 1992].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана. СПб: Недра, 1992. 280 с.

2. Гидротермальные образования Срединного хребта Атлантического океана (поле ТАГ). М.: Наука, 1992. 200 с.

3. Karson J.A., Brown J.R. Geologic setting of the Snake Pit hydrothermal site: an active vent field on the Mid-Atlantic Ridge // Mar. Geophys. Res. 1988. V. 10. № 1/2. P. 91-107.

4. Klinkhammer G., Rona P., Greaves M., Elderfield H. Hydrothermal manganese plumes in the Mid-Atlantic Ridge rift valley // Nature. 1985. V. 314. № 6013. P. 727-731.

5. Bougault H., Charlou J.-L., Fouquet Y. et al. // Soc. Geol. Fr. Mem. 1993. V. 163. P. 99-112.

6. Акимцев В.А., Шарапов B.H., Колобов В.Ю. и др. // Геология и геофизика. 1991. № 8. С. 32-37.

7. Eberhart G.L., Rona Р.А., Honnorez J. Geologic controls of hydrothermal activity in the Mid-Atlantic Ridge rift valley: Tectonics and volcanics // Mar. Geophys. Res. 1988. V. 10. № 3/4. P. 233-259.

8. Rona P.A., Fouquet Y., Dmitriev L.V. et al. // Trans. Amer. Geophys. Union. 1992. V. 73. P. 568.

9. Грамберг И.С., Каминский В.Д., Кунин А.Ф. и др. // ДАН. 1992. Т. 323. № 5. С. 865-867.

10. Karson J.A., Rona Р.А. Block-tilting, transfer faults, and structural control of magmatic and hydrothermal processesin the TAG area, Mid-Atlantic Ridge 26°N // Geol. Soc. Amer. Bull. 1990. V. 102. P. 1635-1645.

11. Строение зоны разлома Зеленого Мыса: Центральная Атлантика. М.: Наука, 1989. 186 с.

12. Силантьев С.А., Магакян Р., Злобин С.К. и др. // ДАН. 1991. Т. 318. № 1. С. 172-175.

13. Rona Р.А., Bougault Н., Charlou J.L. et al. Hydrothermal circulation, serpentinization, and degassing at a rift valley-fracture zone intersection: Mid-Atlantic Ridge near 15°N, 45°W // Geology. 1992. V. 20. №9. P.783-786.

14. Campbell A.C., Palmer M.R., Klinkhammer G.P. et al. Chemistry of hot springs on the Mid-Atlantic Ridge // Nature. 1988. V. 335. № 6190. P. 514-519.

15. Краснов С.Г., Гричук Д.В., Степанова Т.В. // Зап. ВМО. 1990. В. 6. С. 23-32.

Ссылка на статью:

Батуев Б.Н., Кротов А.Г., Марков В.Ф., Краснов С.Г., Лисицын Е.Д., Черкашев Г.А. Новое гидротермальное поле в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (14°45' с.ш.) // Доклады РАН. 1995. Том 343. № 1. С. 75-79.