Введение к работе
Актуальность проблемы. В соответствии с Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 года одним из важных направлений национальной морской политики является закрепление в рамках полномочий Международного органа по морскому дну прав Российской Федерации на разведку и разработку ресурсов морского дна за пределами юрисдикции прибрежных государств.
По состоянию на текущий момент наиболее перспективным для практического освоения видом минерального сырья глубоководных районов дна Мирового океана являются скопления железомарганцевых конкреций (ЖМК), представляющие собой высококачественную руду на никель, медь, кобальт и, остродефицитный для России, марганец.
В этой связи, а также с учетом того обстоятельства, что Международным органом по морскому дну ООН за Россией уже закреплены права на ресурсы ЖМК одного из участков дна зоны Кларион-Клиппертон Тихого океана, разработка надежной геологической основы поисков и разведки промышленно значимых скоплений ЖМК в пределах зоны представляет собой весьма актуальную проблему.
Решению данной проблемы, ориентированному на расшифровку геологических условий локализации и особенностей пространственного размещения промышленно-значимых скоплений конкреционных руд, посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель и задачи работы. Главная цель работы состоит в исследовании геолого-геоморфологических условий локализации глубоководных скоплений ЖМК, региональных и локальных особенностей изменчивости их качественных и количественных характеристик, обосновании модели структуры типового месторождения ЖМК.
Поставленная цель определяет следующие задачи:
-
Создать с применением ГИС-технологии геологическую основу исследований, представляющую собой компьютерные графическую и информационную базы данных по глубоководным месторождениям ЖМК Тихого океана.
-
На основе анализа и обобщения результатов комплексных геолого-геофизических исследований провинции Кларион-Клиппертон изучить региональные и локальные особенности морфотектонической структуры дна, строения осадочной толщи и истории развития районов локализации конкреционных месторождений.
-
Оценить характер и обосновать типизацию факторов, контролирующих формы, размеры и взаимоотношения индивидуальных рудных залежей ЖМК.
-
Осуществить комплексный анализ внутреннего строения конкреционного месторождения, локализованного на площади провинции Кларион-Клиппертон.
-
Оценить возраст формирования глубоководных месторождений ЖМК рудной провинции Кларион-Клиппертон.
Защищаемые положения
1. Геолого-геоморфологическая структура дна конкрециеносной провинции Кларион-Клиппертон определяется сочетанием разнотипных на региональном и однотипных на локальном уровнях структурньж элементов. В региональном масштабе в направлении с
востока на запад отчетливо проявлено закономерное усложнение строения осадочного чехла провинции, а также удревнение и понижение гипсометрического уровня его фундамента. В локальном плане структура каждого из фрагментов провинции однотипна и представляет собой чередование линейных положительных и депрессионных структур, простирающихся параллельно друг другу в субмеридиональном направлении.
-
Изменчивость параметров конкрециеносности провинции Кларион-Клиппертон подчинена региональной субширотной зональности, транзитной по отношению к ее геолого-геоморфологической структуре, и проявляется в приуроченности зоны максимальных значений весовой концентрации ЖМК к центральной части провинции и повышении марганцовистости конкреций в южном направлении.
-
Размеры и морфология индивидуальных конкреционных скоплений (рудных залежей), а также положение их границ определяются локальными геоморфологическими условиями в сочетании с определенными типами донно-поверхностных осадочных отложений: рудные залежи приурочены к выположенным участкам рельефа, в пределах которых развиты плиоцен-четвертичные кремнисто-глинистые и глинисто-кремнистые отложения и отсутствуют проявления донной эрозии руслового и площадного характера. Тип локального элемента геолого-геоморфологической структуры дна и мощность осадочного чехла для формирования конкреционного скопления не имеют принципиального значения.
-
История геологического развития районов локализации конкреционных месторождений носит сложный многостадийный характер. Соответствующий современному режим седиментации установился на площади провинции Кларион-Клиппертон не позже среднего миоцена, формирование железомарганцевых конкреций происходило одновременно с накоплением наиболее молодой части осадочного разреза (кремнисто-глинистые отложения плиоцен-голоценового возраста).
Научная новизна. Впервые на базе новейших данных и с применением современных компьютерных технологий расшифрована локальная структура глубоководных месторождений ЖМК.
Детально изучено строение месторождения железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон и слагающих его индивидуальных рудных залежей, выяснены условия локализации промышленно значимых скоплений ЖМК.
Установлена чрезвычайно важная для создания условий локализации рудных скоплений на площади провинции Кларион-Клиппертон роль среднемиоценового перерыва, повлекшего за собой смену режима осадконакопления в регионе.
Сформулированы представления о единстве начального этапа формирования ЖМК провинции Кларион-Клиппертон независимо от их конкретного пространственного положения и связи этого события с завершением среднемиоценовой перестройки дна Тихого океана.
Решены важные прикладные задачи, связанные с созданием (в ГИС-технологии) уникальной цифровой графической базы данных по глубоководным конкреционным месторождениям, включающей графические и информационные материалы о пространственном расположении, геоморфологической и литологической приуроченности рудных залежей ЖМК, их форме, размерах, степени геологического опробования и ресурсах руды, локализованной в пределах залежей.
С использованием компьютерных технологий произведена количественная оценка ресурсного потенциала глубоководньж месторождений ЖМК Международного района дна Мирового океана.
Практическая значимость работы. С использованием созданной цифровой графической базы данных по глубоководным месторождениям ЖМК, выполнена оценка прогнозных ресурсов руды и содержащихся в ней металлов месторождения, локализованного в пределах провинции Кларион-Клиппертон.
На основе результатов исследования локальной структуры месторождения ЖМК разработана методика разведки и подготовлены соответствующие методические документы.
Результаты исследований автора по оценке характера конкрециеносности провинции Кларион-Клиппертон неоднократно внедрялись в практику произволственных работ ГНЦ «Южморгеология» в виде рекомендаций по направлениям исследований и выбору объектов на океаническом дне с целью поисков и разведки месторождений ЖМК.
Фактический материал. Основой работы послужили результаты выполненного автором комплексного анализа материалов экспедиционньж работ, проведенных НПО «Южморгеология» на площади провинции Кларион-Клиппертон с 1981 по 2003 г.г.
В состав проанализированной информации входят данные геологического опробования и материалы дистанционных исследований (непрерывного донного фотопрофилирования, придонной гидроакустической съемки и многолучевого эхолотирования).
В общей сложности проанализирована первичная информация по 14825 станциям донного опробования, 350 фотопрофилям протяженностью 15000 км (более 500000 фотокадров), 350 профилям придонной гидроакустики протяженностью около 16000 км и материалы многолучевого эхолотирования на площади более 75 тыс. км2.
Кроме этого, привлечена опубликованная информация о характере конкрециеносности провинции.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 6-ой, 8-ой, 9-ой Всесоюзной (Геленджик, 1984, 1988,1990) и 10, 11,12,13,14, 15 (Геленджик, 1992, 1994, Москва, 1997, 1999, 2001, 2003) Международной школах морской геологии, 1-ой научно-технической конференции «Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана» (Геленджик, 1986), 3-ей Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике, геохимии (Владивосток, 1987), 3-ем съезде советских океанологов (Ленинград, 1987), Международном Тихоокеанском конгрессе морских наук и технологий PACON (Москва, 1999), Всероссийском съезде геологов (Санкт-Петербург, 2000), 7-ой Международной конференции по тектонике плит им. Л.П. Зоненшайна (Москва, 2001), 2-ой Международной конференции и выставке по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане (Геленджик, 2001), Международной конференции Minerals of the Ocean (Санкт-Петербург, 2002, 2004), Совещании МОД ООН Workshop on the Establishment of a Geological Model of the Poly-metallic Nodule Resources in the Clarion-Clipperton Zone (Фиджи, 2003).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 работы, в том числе 3 монографии (в соавторстве), 5 статей и тезисы 25 докладов. Автор является соисполнителем 14 отчетов по НИР и ГРР по теме диссертации, в 2 из них - ответственным исполнителем.
Объем и структура работы. Диссертациясодержит20^страниц текста,/05рисунков, ІЗ таблиц и состоит из введения, пяти глав и заключения. Список использованной литературы включает 1Z1 наименований.
