Минерагения современных тектонических обстановок

ОБЩАЯ минерагения

(Продолжение)

Минерагения современных тектонических обстановок

(Серия обстановок окраинно-плитной тектоники фанерозоя)

 

Формирование тектонических обстановок происходит в результате горизонтальных перемещений литосферных плит по относительно пластичной поверхности астеносферы под действием конвекции вещества мантии.

 

Континентальная кора Океаническая кора

"Гранитный" слой

Граница Конрада

"Базальтовый" слой

Граница Мохоровичича

Верхняя мантия

Астеносфера

 

Нижняя мантия

 

Ядро

 

Литосферные плиты имеют толщину около 100 км.

В их вертикальном разрезе выделяются земная кора и литосферная мантия.

Различают

o континентальную кору мощностью около 35 км и

o океаническую – мощностью около 7 км.

Континентальная кора по сейсмической поверхности Конрада разделяется на

- верхнюю, гранит-метаморфическую (гранитную),

- нижнюю, гранулит-базитовую, (базальтовую), части.

В океанической коре «гранитный» слой отсутствует.

Окраины континентов имеют переходную кору.

 

Дж. Уилсоном (Wilson, 1966) в истории существования современных океанов выделяются три этапа.

I. Зарождения океанов.

II. Собственно океанический

III. Закрытия океанов.

Минерагения тектонических обстановок

Зарождения океанов

Группа обстановок: платформенная континентальная

Режим (класс обстановок): внутриконтинентальной активизации

Минерагения континентальных горячих точек

Горячие точки располагаются внутри литосферных плит.

Геологически они проявляются:

а) в тектонически ослабленных зонах – магматическими процессами,

б) в тектонически устойчивых зонах – куполовидными поднятиями.

Магматизм горячих точек: субщелочной бимодальный (трахибазальты, базальты, трахириолиты). Это указывает на существование двух источников магматизма:

- мантийного (базальтоидного) и

- корового (риолитового).

Существуют признаки гидротермальной деятельности – гейзеры.

Примеры:

-позднекайнозойские базальты равнины Снейк-Ривер штата Айдахо,

-риолиты и гейзеры Йеллоустонского национального парка (США),

-оливиновые и щелочные базальты Таиланда (Митчелл, Гарсон, 1984).

Вывод: можно полагать наличие полезных ископаемых магматической и постмагматических групп в древних горячих точках.

Происхождение горячих точек (по Дж. Уилсону) горячие точки – это участки подъема струй мантийного вещества (мантийных плюмов), обусловливающих прогрев литосферной плиты и приводящих к развитию магматизма.

 

плюм

Рис. Вертикальный разрез рифта

 

Трансформный разлом Металлоносные осадки – линзы длиной несколько км

 

Карбонатиты, кимберлиты

* *

Соли,

карбонаты

 

Хребет спрединга

 

Рис. Схематический план рифта

 

Колонка	Мощность	Состав слоя
		Морская вода
		Рассол с минерализацией 270‰ (27%), температурой до 620С
	n 1 м	Монтмориллонит железистый NaAl2[AlSi3O10](OH)2·4Н2О
	Гетит FeOOH
	Сульфиды: пирит FeS2, халькопирит CuFeS2, сфалерит ZnS
	Гетит FeOOH с манганитом Mn+3O(OH) и мангансидеритом (Fe,Mn)CO3
	Сульфиды: пирит FeS2, халькопирит CuFeS2, сфалерит ZnS
		Карбонаты с проявлениями полиметаллов (Pb и Zn) и барита
		Толеитовое габбро

 

Рис. 4.8. Разрез толщи металлоносных осадков одной из впадин Красного моря

 

Таким образом, для современных межконтинентальных рифтов наиболее характерны вулканогенно-осадочные проявления

- железомарганцевого,

- галогенного,

- колчеданного (цинково-медной) типов минерализации.

Карбонатиты

Кимберлиты.

Полезные ископаемые рифтов благодаря нахождению в отрицательных структурах могут сохраняться в ископаемом состоянии на дивергентных границах древних плит.

12.2. Минерагения тектонических обстановок существования океанов (группа океанических обстановок)

Включает три тектонических режима (класса обстановок):

- спрединговый,

- субдукционный,

- коллизионный.

 

-

 

Рис.1 Схема тектонических обстановок современных океанов.

1 – группа платформенных обстановок (кора континентальная)

Режим спрединговый (2–5)

2 – обстановка пассивной окраины континента(кора переходная);

Внутриокеаническая обстановка, условия:

2-3, 3-5, 5-6 ложа океана

3 - спредингового хребта,

4 - океанического трансформного разлома,

5 - океанического линейного хребта.

Режим субдукционный (6–9)

Обстановки активной окраины континента:

6 - зона Заварицкого-Беньофа,

7 - внешняя дуга,

8 - трог внешней дуги,

9 - магматическая дуга;

Фундамент (10–12)

10 - литосфера,

11 – астеносфера,

12 – океаническая кора.

 

12.2.1. Минерагения пассивных окраин континентов

(атлантического типа)

 

Положение: пассивные окраины расположены внутри литосферных плит, на коре переходного типа.

Тектонический режим: спрединговый.

Основной тектонический процесс: прогибание земной коры, которое приводит к накоплению мощных осадочных толщ.

Тектонические (геоморфологические) условия: шельф, континентальный склон и континентальное подножие.

 

Обозначения	Тектонические условия
Шельф	Континентальный склон	Континентальное подножие
Чехол платформы Уголь Руды Нефть	Гранитный слой		Базальтовый слой
	Тип земной коры
	Континентальный	Переходный	Океанический

Рис. 4.10. Строение пассивной окраины и ее полезные ископаемые

Континентальный шельф - подводная равнина

- ширина 80 км,

- длина n1000 км,

- глубина моря на бровке шельфа 200 – 600 м (Гаврилов, 1990),

- толщина осадков до 12 км.

Осадки шельфа сопоставляют с ископаемой терригенно-карбонатной формацией (миогеосинклинальной).

Состав полезных ископаемых определяется климатом.

1. Гумидный климат.

Формация – терригенная прибрежно-морская.

Полезные ископаемые:

а) песчано-гравийные строительные материалы,

б) прибрежно-морские россыпи (магнетитовые, касситеритовые, золоторудные и др.),

в) оолитовые бурые железняки и глауконит.

2. Жаркий аридный климат.

Формация эвапоритовая морская.

Полезные ископаемые:

а) карбонаты (известняки, доломиты),

б) сульфаты (гипс-ангидрит),

в) соли (галит).

3. Жаркий гумидный (приэкваториальный) климат.

Формация карбонатная биогермная.

Полезные ископаемые:

а) ракушечниковые известняки,

б) ракушечниковые фосфориты,

в) микрозернистые биохимические фосфориты,

г) титан-циркониевые россыпи.

 

В толще шельфовых осадков могут быть залежи нефти и газа.

В субстрате (коренных породах под шельфовыми осадками) – полезные ископаемые бывшего континента: экзогенные (уголь) и эндогенные (касситерит в Корнуэлсе).

 

Континентальный склон

высота склона 2–3 км,

ширина десятки км.

На поверхности склона глинистые мелкопесчанистые илы (силты), тонкозернистые пески. В недрах склона могут быть залежи нефти.

 

Континентальное подножие -

наклонная равнина шириной от 200 до 1000 км, протягивается до глубины 5 км.

Осадки еще более мелкозернистые: турбидиты, илы (лютиты).

Характерно циклическое строение осадков, их сопоставляют с ископаемыми отложениями флишевой формации.

Встречаются

олистостромы (греч олистос – скользкий, строма – покрывало, подстилка) – неслоистые глинистые отложения потоков разжиженного осадочного вещества с примесью гальки и гравия, описаны во флишевых отложениях Италии;

контуриты – песчано-алевритовые осадки больших глубин со знаками ряби, косой слоистостью, образующиеся под действием придонных течений.

12.2.2. Минерагения современных внутриокеанических обстановок

 

 

Рис. 2. Схема строения дна и разрез океана. Схематизировано по А.Митчеллу и М.Гарсону.

1 - обломочные и карбонатные осадки и породы шельфа, 2 - осадки склона (турбидиты), 3 - осадки подножья (лютиты),

4 - кремни и бескарбонатные лютиты равнины,

5 - известковые илы,

6 - марганцевые конкреции,

7 - щелочные базальты (подушечные лавы),

8 - пучки и рои даек,

9 - габброиды,

10 - мантия,

11 - астеносфера,

I2 кора переходная, 13 - континентальная кора.

 

1. Океанические впадины – абиссальные равнины, располагающиеся на глубинах более 4 км. Мощность осадков небольшая, местами на поверхность выходят подстилающие их базальты, габбро и серпентинизированные перидотиты.

Полезные ископаемые: аутигенные (гидрогенные) железомарганцевые конкреции, реже корки, содержащие Ni, Co, Cu. Районы скопления конкреций:

– Кларион-Клиппертон (между Гавайскими островами и Северной Америкой);

– северная приэкваториальная часть Тихого океана;

– южная приэкваториальная часть Тихого океана.

В районе Кларион-Клиппертон плотность распределения конкреций составляет 8,45–11,94 кг/м². Однако даже в этих районах оруденение является весьма рассеянным, составляя в среднем 10 000 т/км².

2. Срединно-океанические хребты - дивергентные границы плит,

- длина – n1000 км,

- ширина 400–2000 км,

- высота до 4 км.

В осевой части хребтов - рифтовая долина

- шириной 10–40 км.

- относительной глубиной 1–4 км.

Обнажается океаническая кора, которая сопоставляется с ископаемыми офиолитовыми поясами геосинклиналей.

Таблица 4.1

Петрофизическая модель океанической коры

(скомпоновано по данным А. Митчелла и М. Гарсона, 1984)

Строение океанической коры	Строение офиолитов
Интервалы глубин, км	Мощность средняя, км	Скорость продольных волн, км/сек	Состав слоя	Гидротермальные изменения	Мощность средняя, км	Состав слоя
0,0-4,6	4,6	1,50	Морская вода
4,6-4,7	0,1	1,7	Осадки дна
4,7-5,5	0,8	4,12	Подушечные лавы	Хлоритизация	1,0	Подушечные лавы
5,5-6,5	1,0	5,76	Параллельные дайки	1,2	Массивные базальты. Параллельные дайки и силлы
6,5-8,3	1,8	6,77	Метагаббро с титаномагне-титом и ильменитом	Амфиболизация	1,7	Габбро. Кумулятивное габбро
8,3-11,3 Мохо	3,0	7,42	Дуниты, пироксениты, гарцбургиты схромшпинелями, платиноидами	Серпен-тиниза-ция	1,0	Кумулятивные пироксениты. Дуниты
11,3-...		8,2	Неизмененные гарцбургиты			Тектонизированные гарцбургиты с подчиненными дунитами

 

Лекция 5. 2015. 23.03.15

С подводной гидротермальной деятельностью (курильщиками) связаны проявления вулканогенно-осадочных полезных ископаемых:

- оксидные кобальтоносные железомарганцевые конкреции и корки,

- сульфидные медно-цинково-железные скопления (сфалерит, пирит, халькопирит с ангидритом, баритом, опалом).

Морская вода

 

Лавы подуше-

чные

Комплекс

параллель-

ных даек габбро

 

Магматическая камера

Рис. 4.12. Схема рециклинга (конвекции) морской воды, приводящего к образованию в восстановительных условиях сульфидных, а в окислительных – оксидных руд

 

3. Океанические трансформные разломы

- пересекают и смещают спрединговые хребты,

- протягиваются на n10 и n1000 км,

- прослеживаются за пределами рифтов и даже на континентах.

Образуются при остывании океанической коры (контракционные).

 

Океан

Трансформный сегмент (сбросо-сдвиг)

СОХ

 

Нетрансформный сегмент (сдвиг)

 

 

Проявления полезных ископаемых

 

Части разломов, заключенные между смещенными хребтами, называются трансформными сегментами, а расположенные за их пределами – нетрансформными. Для трансформной части разломов характерны сбрососдвиги, а для нетрансформной – сдвиги.

Проявления полезных ископаемых тяготеют к участкам пересечения спрединговых хребтов разломами (рудным узлам). Это

- серпентиниты с хромшпинелидами,

- габбро с титаномагнетитами,

- базальты с гидротермально-осадочными проявлениями

а) гидроксидов и оксидов железа и марганца (зоны Романш и Вема на Срединно-Атлантическом хребте),

б) барита (зона разлома Сан-Клементе, столбы рыхлого барита имеют высоту до 10 м и отличаются повышенным содержанием железа, алюминия и марганца).

4. Асейсмичные острова за пределами границ плит (Гавайские острова в Тихом океане, хребет Китовый в Атлантическом океане).

Магматические породы:

- щелочные базальты (преобладают),

- карбонатиты (Канарские острова и острова Зеленого Мыса)

Полезные ископаемые неизвестны.

Происхождение: как и на континентах, это следы «горячих точек».

Вывод: главные обстановки накопления полезных ископаемых:

- экзогенных –шельфы,

- эндогенных – СОХи и трансформные разломы.

 

12.3. Минерагения активных окраин континентов (тихоокеанского типа)

Режим субдукционный

Располагаются на конвергентных границах плит.

Различают активные окраины:

- островодужные (япономорского типа),

- приконтинентальные (андского типа).

 

Островодужные обстановки

 

 

 

Рис. 4.14. Отрыв островной дуги от континента при крутой субдукции под углом 45-80^о океанической плиты под континентальную

ОБЩАЯ минерагения

(Продолжение)

Минерагения современных тектонических обстановок

(Серия обстановок окраинно-плитной тектоники фанерозоя)

 

Формирование тектонических обстановок происходит в результате горизонтальных перемещений литосферных плит по относительно пластичной поверхности астеносферы под действием конвекции вещества мантии.

 

Континентальная кора Океаническая кора

"Гранитный" слой

Граница Конрада

"Базальтовый" слой

Граница Мохоровичича

Верхняя мантия

Астеносфера

 

Нижняя мантия

 

Ядро

 

Литосферные плиты имеют толщину около 100 км.

В их вертикальном разрезе выделяются земная кора и литосферная мантия.

Различают

o континентальную кору мощностью около 35 км и

o океаническую – мощностью около 7 км.

Континентальная кора по сейсмической поверхности Конрада разделяется на

- верхнюю, гранит-метаморфическую (гранитную),

- нижнюю, гранулит-базитовую, (базальтовую), части.

В океанической коре «гранитный» слой отсутствует.

Окраины континентов имеют переходную кору.

 

Дж. Уилсоном (Wilson, 1966) в истории существования современных океанов выделяются три этапа.

I. Зарождения океанов.

II. Собственно океанический

III. Закрытия океанов.