3. Субокеанические (дно Мирового океана)

Континенты и океан различаются строением земной коры и гидрогеологического разреза, условиями водообмена, режимом подземных вод и другими особенностями.

Для океана характерно присутствие лишь базальтового слоя. Типично развитие рыхлых неуплотненных осадков с иловыми водами и базальтовых эффузивов с трещинными водами. В океанах зона аэрации отсутствует, и верхний горизонт иловых вод непосредственно соприкасается с океанической водой. Пресные подземные воды атмосферного происхождения полностью отсутствуют, для океанов типичны соленые воды. На дне имеет место водообмен подземных вод с океаническими водами. Режим подземных вод дна Мирового океана отличается стабильностью. Для динамики характерен только литогенный режим.

Разрез дна Мирового океана состоит из трех слоев. Нижний, так называемый базальтовый слой образован основными и ультраосновными породами. Выше залегает второй (надбазальтовый) слой, представленный прослоями базальтовых лав и консолидированными, преимущественно глинистыми, кремнистыми иликарбонатными, реже песчаными отложениями. На втором слое, а в ряде случаев и непосредственно на фундаменте, располагается третий слой, представленный рыхлыми глинистыми, кремнистыми, карбонатным» осадками.

В нижнем слое распространены трещинные н трещинно-жильные воды: в среднем слое водоносные горизонты, линзы и прослои пластового типа, имеющие ограниченное распространение в связи с преобладанием в разрезе глинистых, кремнистых н других водоупорных толщ; верхний слои содержит иловые воды.

Водоносные системы глубоких океанических впадин, не связанные с континентами, приурочены к плоским абиссальным равнинам (впадинам), которые имеют изометричную форму и размеры (в поперечнике) до нескольких тысяч километров. Глубина океана здесь достигает 5-6 км. Осадочная толща дна океана состоит из чередующихся глинистых, кремнистых слоев и карбонатных илов. Разрез выдержан по площад и, а мощность толщи редко превышает 1 км. Фундаментом служит базальтовый слой мощностью около 2 км, а ниже прослеживается слой мощностью до б км, сложенный серпентинитами.

В верхних частях разреза в донных отложениях поровые растворы представлены захороненными водами океана. В более глубоких слоях уплотненных осадков распространены воды, отжатые из глинистых слоев и прослоев. Считается, что в этих условиях активная латеральная миграция седиментационных вод невозможна, в силу чего преобладает вертикальная фильтрация, обеспечивающая постоянную взаимосвязь с водами океана. Однако в слоях с повышенной проницаемостью латеральное движение представляется вполне вероятным. На окраинных частях срединно-океанических хребтов в консолидированных трещиноватых породах может происходить внедрение океанических вод в осадочную толщу и их смешение с отжатыми поровыми растворами. В результате вертикальной (как нисходящей, так и восходящей) фильтрации и диффузионного переноса вещества за геологическое время происходит, вероятно, выравнивание концентрации пластовых и океанических вод.

Отдельно можно выделить очень специфические ГС, такие как:

1) системы глубоководных желобов, связанные с зонами Беньофа-Заварицкого и 2) системы океанических и морских рифтов.

Гидротермальные системы в глубоководных желобах — узких и глубоких рвах на дне океанов, протягивающихся вблизи их береговой линии и часто окаймляющих островные дуги, — формируются в результате дегидратации погружающейся океанической коры и взаимодействия ее с веществом мантии. Переплавление океанической литосферы в зонах Беньофа-Заварицкого приводит к обезвоживанию серпентинитов и каолинитов и появлению больших объемов субдукционной воды. В условиях высоких температур выделяющийся пар, насыщенный кремнеземом, щелочами и летучими компонентами, в связи с избыточным давлением при перегреве мигрирует в вышележащие толщи пород, принимая участие в процессах метаморфизма. К зонам Беньофа-Заварицкого приурочена основная масса действующих вулканов, через которые в океан, видимо, разгружаются значительные количества подземных вод и пара. Водообмен в гидротермальных системах глубоководных желобов очень сложен, в нем, вероятно, принимают участие флюидные потоки из мантии, возрожденные воды океанической коры, воды океана, а также подземные воды континентальной коры.

Гидротермальные рифтовые системы, приуроченные к срединно-океаническим хребтам или континентальным зонам растяжения, характеризуются разгрузкой глубинных вод. Рифтовые долины, расположенные на осевой линии этих хребтов, являются участками, где вещество мантии соприкасается с поверхностью дна океана. На сей счет имеется весьма отрывочная гидрогеологическая информация, но высокие значения теплового потока, широкое развитие подводного и надводного вулканизма, субмаринные выходы гидротерм и наличие гидротермально измененных пород в таких зонах дают полное основание считать, что океанические рифты представляют собой специфические субмаринные гидротермальные системы, образующие рифтогенный генетический тип вод.

Гидротермально измененные породы и рудопроявления встречены, например, на Восточно-Тихоокеанском хребте, в области высоких тепловых потоков. Осадки на поверхности дна оказались здесь, обогащенными железом и полиметаллами. Несколько отличны по механизму образования участки активного вулканизма и гидротермальной деятельности, приуроченные к зонам трансформных разломов, с которыми связывается вулканизм, на пример, Гавайских островов. Возможно, что к ним также приурочены современные гидротермальные системы.

С гидротермальными системами срединно-океанических хребтов связано интересное явление — образование так называемых черных "курильщиков". Проявляется оно в том, что над зоной разлома в океанической воде обнаруживается шлейф черного "дыма", медленно перемещающийся по направлению движения воды. Это явление обусловлено выходами горячих (300-350° С) сероводородных, насыщенных металлами вод, взаимодействие которых с холодной морской водой приводит к быстрому образованию гелей сульфидов железа и других металлов, формирующих черный "дым ".

Рифтовые впадины некоторых внутренних морей также относятся к этим гидротермальным системам. Наибольшей изученностью характеризуется ставшая уже классическим примером система Красноморского рифта. Здесь в пределах наиболее погруженной части морского дна обнаружены термальные хлоридные натриевые рассолы, а также отмечены аномально высокие температуры и минерализация морской воды. Анализ материалов, полученных в результате бурения скважин показал, что разгрузка этих рассолов, являющихся активным теплоносителем (температура до 56° С), осуществляется периодически по локальным каналам и по времени совпадает с землетрясениями и излияниями базальтов.