Кобальтоносные железомарганцевые корки (КМК)
1. История исследования
2. Распространение и условия залегания
3. Морфология
4. Внутреннее строение
5. Минералогия
6. Химический состав
7. Возраст и скорости роста
8. Генезис
9. Методы изучения
10. Перспективы освоения
Определение. КМК – протяженные покровы гидроксидов железа и марганца на выступах магматических и осадочных пород и на их обломках.
Ранее КМК рассматривались совместно с ЖМК (как их разновидность), однако по мере накопления новых данных были выделены в отдельный класс океанских ТПИ.
Отличия от ЖМК:
1 - морфология
ЖМК – округлая форма (обычно)
маленькое ядро
толстая корка
КМК – уплощенная форма
мощное ядро,
относительно ядра – тонкая корка
2 – распространение
ЖМК – абиссальные равнины (преимущественно)
КМК - поднятия (подв. горы)
3 – глубины
ЖМК – 3.5 – 4.5 км
КМК - 1.0 – 2.0 км
4 – состав
КМК – обогащение Co
2 основных вещественно-генетических типа корок: гидротермальные и гидрогенные (менее развиты - диагенетические корки на поверхности осадков).
Гидротермальные корки будут рассмотрены в другом разделе (гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки)
1. История исследования
Открыты одновременно с ЖМК в конце 19 века. Принимали за особый (уплощеннный) тип ЖМК.
В 1954 году – первые сведения о высоких (0.7%) содержаниях Co в корках, поднятых с гайотов (плосковершинных подводных гор) в Тихом океане.
Г. Менард (1964 г.) выделил их в особый тип – плит и корок.
В 1972 г. – первая карта распространения корок на подводных горах Мид Пасифик и Маркус-Неккер.
Резкий рост интереса – в начале 80-х гг., когда из-за войны в Заире мировые цены на Co выросли в несколько раз.
1981 г. - первые широкомасштабные экспедиционные работы – “SONNE” (Германия)
Начало работ – на 10 лет позже работ на ЖМК.
Середина 80-х – начало экспедиций МинГео (ВНИИОкеангеология – 1986-87 гг., Дальморгеология 1977-92гг. и ИО АН (в т.ч. с ОПА) – 1985 г.).
Ведущие исследователи в России - Ю.А.Богданов, Л.И.Аникеева, Г.Н.Батурин и др.
Иностранные – Hein, De Carlo
Наиболее активны –Россия, Китай. Япония, США, Германия,
2. Распространение и условия залегания
Распространены почти так же широко, как и ЖМК.
Осн. районы распространения (по нисходящей): Тихий – Атлантический – Индийский океаны
Тихий океан – подв. горы Мид Пасифик, хребет Неккер, поднятие Уэйк, подводные склоны Гавайского хребта, островов Туамоту, Маршалловых островов, Магеллановы подводные горы.
Атлантический океан – плато Блейк, подводные склоны Бермудских о-вов, Азорских, Вознесения, Буве, поднятия Сьерра-Леоне и Угловое, подводный хребет Китовый и др. подв. горы.
Индийский океан – Тасманово море, з. р. Диамантина, подводные склоны о-вов Рождества, Килинг, Сейшельских, подводные плато Мозамбикское, Агульяс и др.
Интервал глубин – 800 – 2000 м (связь с зоной кислородного минимума, где происходит растворение планктона и высвобождение – переход в растворенную форму - рудных элементов. Которые затем снова переходят в твёрдую фазу, осаждаясь на поверхности твёрдых пород, слагающих подводные горы).
Растут преимущественно на крутых склонах и привершинных частях конусовидных гор с плоской поверхностью (гайотов).
Растут только на твердых породах: базальтах, известняках, мергелях, гравелитах.
Плотность залегания 50-130 кг/м2
3. Морфология
Мощность корок – от долей до 20 см. Зависит от глубины океана.
Структура поверхности (как и у ЖМК) м.б. гладкой, шероховатой (шагреневой), бугорчатой (ботриоидальной).
4. Внутреннее строение
Большинство корок имеет слоистое строение.
Микроструктуры: колломорфная, глобулярная, волокнистая, ячеистая
5. Минералогия
Марганцевые минералы: вернадит (60-100% рудного вещества) и ферровернадит – основные минералы гидрогенных корок (в гидротермальных корках – тодорокит и бернессит).
6. Химический состав
Гигантская площадь поверхности благоприятна для интенсивных сорбционных процессов.
Осн. эл-ы, обогащающие КМК – Co, Ti, Ce, Ni, Pt, Mo, Te, Cu
Особенно высокие содержания – Te, РЗЭ
Отличия от ЖМК:
- в корках содержания Fe и Mn примерно равны, в ЖМК в большинстве случаев преобладает Mn
- в корках содержание Со примерно в 3 раза выше, а Ni, Zn – в 1.5-2 раза ниже; Cu - в 4-5 раз по сравнению с ЖМК
7. Возраст и скорости роста
Средняя скорость роста (по радиометрическому методу) – 2-3 мм/млн. лет (0.5 – 10.2 мм/млн.л).
Самое медленно растущее полезное ископаемое на Земле.
Подводные горы, покрытые корками, имеют абсолютный возраст порядка 30 – 60 млн. лет.
8.Генезис
Максимальное распространение корок связано с интервалом водной толщи, соответствующем зоне кислородного минимума.
В зоне кислородного минимума (800 –1200 м) происходит обогащение вод растворенным марганцем за счет растворения карбонатного планктона. На контакте с нижележащим насыщенным кислородом слоем происходит окисление и осаждение Мn. Co – биофильный элемент, его содержание также увеличивается в этих водных слоях. В дальнейшем он сорбируется на марганцевых минералах.
Нужны интенсивные течения для неотложения осадочного материала в течение десятков млн лет.
Перерывы в накоплении рудного вещества фиксируются наличием фосфатных прослоев, характеризующихся обогащением РЗЭ.
По мере роста корки находились в различных природно-климатических зонах, что отразилось на их составе. Т.о. по составу слойков можно восстанавливать палеоэкологические (палеоклиматические) условия геол. среды.
Это – второй (после ресурсного) важный аспект изучения КМК.
Горы Мид Пасифик и Магеллановы горы, находящиеся сейчас в северной части Тихого океана, располагались 110 млн лет назад в южной его части и пересекли при миграции Тихоокеанской плиты в северо-западном направлении три климатические зоны, различные по биологической продуктивности, гидрологическому и гидрохимическому режиму.
9.Методы изучения
Полевые: