Введение к работе
Актуальность работы
Изучение морей и океанов с целью выявления их минеральных ресурсов - одна из актуальных задач геологии. Её решение предусматривается заданиями II.01; 11.02; 11.03 и 11.04 Научно-технической программы "Научно-технический прогресс в геологии", а также разделом "Мировой океан" в программе Геолкома Р.Ф. "Мине-рзльно-сырьевые ресурсы России". Однако, при решении этой задачи до недавнего времени недостаточно использовались геофизические методы исследований, особенно такой эффективный и наименее трудоемкий метод как магнитометрия. Недостаточно использовалось аномальное магнитное поле и для зыявления тектоники океанов, в том числе и Тихого. Гак, на "Международной тектонической карте Мира" масштаба 1:15 000 000 по магнитным аномалиям определен только возраст океанического дна и показаны некоторые центры спрединга, утратившие активность; а на американской "Шшто-тек-тонической карте Циркум-Тихоокеанского региона" масштаба I: 10 000 000, кроме того, и направление и скорость движения дна. На схеме "Геоблокового строения Земли" Л.И.Красного при выделении геоблоков Тихого океана аномальное магнитное поле практически не учитывалось.
Предложенный в работе новый подход к анализу геофизических полей Тихого океана, и в первую очередь, аномального магнитного поля, позволил построить новую "Карту тектонических элементов Тихого океана...", дополняющую уже существующие карты. В результате был установлен геолого-тектонический фактор конкрециеобра-зования, ранее не упоминавшийся среди прочих факторов. Высокой оказалась информативность аномального магнитного поля оси Восточно-Тихоокеанского поднятия при оценке режима, благоприятного для гидротермального сульфидообразования.
Таким образом, актуальность работы заключается в установлении геодинамических режимов и тектонических особенностей дна, благоприятных для конкрецие- и сульфидообразования, и выявлении магнитометрических критериев, позволяющих достаточно надежно и оперативно оценивать перспективность отдельных участков акватории на рудоносность. Актуально также построение "Карты тектонических элементов Тихого океана, выявленных по геофизический данным", несущей дополнительные сведения о тектонике и геодинамике океана.
Цель работы - выработка геолого-тектонических и магнитометрических критериев прогнозирования железо-марганцевых образований и глубоководных сульфадных руд в пределах Тихого океана.
Основные задачи исследований:
-
- проведение комплексного анализа геофизических полей,
-
- установление связи геофизических полей с геодинамическими ре-
жимами формирования океана и особенностями тектоники и построение тектоническое карты Тихого океана,
3 - выявление геодинамических режимов, благоприятных для образо-
вания крупных скоплений богатых металлами железо-марганцевых конкреций в пределах ложа Тихого океана и гидротермальных сульфидных руд у оси Восточно-Тихоокеанского поднятия, и их проявления в аномальном магнитном поле.
Личный вклад и использованные материалы
Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском инетх-туте геологии и минеральных ресурсов Мирового океана ШШЮкеан-геология НТО "Севморгеология" в рамках плановых научно-исследовательских работ. Изучением океанов автор занимается с 1964 года, до 1976 года под руководством A.M.Карасика, бывшего главы отечественной школы морской магнитометрии. G 1978 по 1988 год являлась ответственным исполнителем геофизических разделов ряда тем, посвященных закономерностям конкрециеобразования, в отделе твердых полезных ископаемых океана. С 1989 года занимаюсь разработкой методики использования геофизических полей для прогнозной оценки Тихого океана на полиметаллические сульфиды в отделе Океангеоресурсы.
В ходе работы были собраны и проанализированы материалы геолого-геофизических исследований Тихого океана. При этом подавляющая часть данных сосредоточена в опубликованных зарубежных, преимущественно американских, реже отечественных работах. Кроме опубликованных материалов использовались отчеты по рейсам НПО (ПГО) "Севморгеология".
Автором составлена "Карта элементов структуры аномального магнитного поля", предложена методика совместной интерпретации аномального магнитного поля и сейсмических данных о скоростной структуре коры, выполнен анализ связи геофизических полей с геодинамическими режимами и тектонической активизацией дна. Автором
разработана легенда и основное содержание "Карты тектонических элементов...", составлена сама карта. Области океана, сформировавшиеся при разных геодинамических режимах разрастания дна, участки тектонической активизации, осложняющей процессы разрастания, некоторые границы внутри литос^ерных плит выявлены авто-рои. По опубликованным данным показаны современные литосферные плиты, их границы с характером движений, некоторые границы внутри литосферных плит. Морфологические элементы трансформных разломов вынесены на карту Порошиной И.М. Анализ эволюции трансформных разломов, установление их геодинамического режима и его влияния на параметры разломов и на появление ослабленных участков повышенной проницаемости выполнены автором. Сопоставление геофизических карт и тектонической карты с картами конкрециенос-ности проводилось автором совместно с С.И.Андреевым, совместно с ним выработаны геолого-тектонический и магнитометрический критерии конкрециеносности. Автором диссертации проведено сопоставление аномального магнитного поля у оси Восточно-Тихоокеанского поднятия с геофизическими полями и геолого-тектонкческими особенностями дна, выявленными в результате американских геолого-геофиэических исследований, что позволило выработать магнитометрические критерии сульй'идообразования и оценить перспективность отрезка оси на сульфиды.
Использована* в ходе исследований материалы убеждают в справедливости концепции образования океанической коры в результате разрастания дна океанов. С этих позиций проведена интерпретация геофизических полей и в данной работе.
Защищаемые положения
-
В Тихом океане наряду с типично океаническим аномальный магнитным полем существуют поля с различными нарушениями элементов структуры (нарушениями упорядоченности, линейности, параллельности, знакопеременности). Области океана, в которых наруша-длёментц структуры аморального магнитного поля, ха-ряктеризуются ютс^УШвышенной проницаемостью коры. Под океаническими поднятиями повышенной проницаемостью обладают кора и верхняя часть верхней мантии.
-
Нарушения структуры океанического аномального магнитного поля связаны с нестабильностью геодинаыического режима разраста-
ния дна (с нестабильностью направлений существующих в литосфере напряжений); с тектонической активизацией, осложняющей процессы разрастания; с внутриплитовыми границами.
-
Эволюция трансформных разломов (их зарождение, изменение геометрии, геодинамический режим, отмирание) связана с эволюцией осей разрастания. Отрезки пассивных частей разломов, сформировавшиеся в периоды перестроек разрастания океанического дна, могут быть ослабленными зонами в океанической коре.
-
Региональное и локальное конкрециеобразование тяготеет к участкам повышенной проницаемости океанической коры. Магнитометрическими критериями потенциальной кснкрециеносности Тихого океана являются региональные и локальные нарушения элементов структуры аномального магнитного поля.
-
Высокотемпературная гидротермальная деятельность и активное сульфидообразование приурочены к сегментам оси Восточно-Тихоокеанского поднятия, находящимся в вулкано-тектоническом режиме с обильным магматическим снабжением. Магнитометрическим критерием перспективности оси на гидротермальное сульфидообразо-вание являются положительные вдольосевые магнитные аномалии, асимметричные в направлении спрединга.
Научная новизна
-
Проведено районирование акватории на области с различными типами аномального магнитного поля, выделенными по принципу наличия или отсутствия черт, присущих типично океаническому полю.
-
Выявлены различия скоростных сейсмических разрезов в областях с разными типами аномального магнитного поля.
-
Выделены области океана, сформировавшиеся при разных геодинамических речсимах разрастания дна; участки тектонической активизации, осложняющей процессы разрастания; районы повышенной проницаемости коры.
-
Выявлена эволюция крупных трансформных разломов Тихого океана. Установлен их геодинамический режим, показано его влияние на параметры разломов, на появление ослабленных зон в пределах пассивных частей трансформных разломов.
-
Выявлена природа аномального магнитного поля у оси Восточно-Тихоокеанского поднятия.
-
Установлены геодинамические режимы, благоприятные для конкрецие- и сульфидообразования.
7. Выработаны магнитометрические критерии оценки перспективности акватории на железо-марганцевые конкреции и полиметаллические сульфиды.
Практическая значимость работы
-
Построенная "Карта тектонических элементов Тихого океана, выявленных по геофизическим данным" является вкладом в исследование Тихого океана.
-
Предлагаемая методика выявления тектонических элементов и геодииамических режимов по геофизическим данным может быть использована при изучении других океанов.
-
Выработанные геолого-тектонические и магнитометрические критерии оценки перспективности акватории на рудоносность способствуют Солее рациональному проведению геологоразведочных работ.
Реализация результатов работы
"Карта тектонических элементов Тихого океана, выявленных по геофизическим данным" использована в качестве тектонической основы "Карты твердых полезных ископаемых Тихого океана" масштаба 1:10 000 000, созданной в отделе твердых полезных ископаемых океана ВНШОкеангеология. В том же отделе геолого-тектонический Фактор конкрециеобразования и магнитометрические критерии конкрециеносности использованы, среди других Факторов, при прогнозной оценке твердых полезных ископаемых Тихого океана, а предложенная в работе методика используется для выявления по геофизическим данным тектонических элементов Атлантического и Индийского океанов.
Рекомендации по методике гидромагнитной съемки при работах на сульфиды и по оценке перспективности оси на высокотемпературную гидротермальную деятельность и суль^идообразование переданы в Полярную морскую геологоразведочную экспедицию ПГ0"Сев-моргеология".
Апробация работы
Основные результаты и положения работы докладывались на семинаре по геофизическим полям Тихого океана во ВНШОкеангеология (1983г.); на секциях геофизики и технических средств (1987г.)
и твердых полезных ископаемых (1989 г.) Ученого Совета ВНИмОке-ангеология; на совещаниях по линии СЭВ (1980г., Г986 г.); на Ученом Совете НПО "Южморгеология" №83 г.); на УП Всесоюзной школе по морской геологии (Геленджик, 1986 г.); на Ш Всесоюзном съезде океанологов (Ленинград, 1987 г.); на совещании Океанографической комиссии и Комиссии по проблемам Мирового океана, посвященном океанским разломам (Москва, 1989 г.); на семинаре по изучению геомагнитного поля Земли (Звенигород, 1990 г.); на Ш и ІУ межведомственных конференциях объектовой подсистемы "Океангеоресурсы" (Ленинград, 1990 и 1991 г.г.).
Публикации Основные положения диссертации изложены в 23 опубликованных работах, в том числе в 3-х коллективных монографиях, и в 7 научных отчетах.
Структура и объем работы