Мантийные источники

Теоретические основы концепции мантийных источников.

1) наличие зон Беньофа на активных окраинах континентов и под островными дугами, как современных, так и древних, фиксируемых очагами землетрясений с глубиной до 750 км. С ними связана мощная магматическая активность

2) наличие в разрезе мантии ослабленных зон пониженных скоростей сейсм. Волн – астеносферы

3) представление о конвективном круговороте массы и тепла в мантии до глубин 1000 км.

4) наличие куполообразных поднятий перегретого вещества мантии как под океанами, так и под континентами.

5) флюдный (газово-жидкий) дренаж по зонам глубинных разломов, уходящих корнями в мантию, таких агрессивных в смысле растворения металлов, компонентов, как вода, водород, углеводороды, хлор, сера, фтор, углерод и его соединения, включая цианиды.

Пути проникновения флюидов, формирующих впоследствии месторождения, в верхние горизонты земной коры – рифтовые зоны, глубинные разломы, магматические каналы.

Предполагается, что на мантийных глубинах металлы в продуктивных флюидах присутствуют в виде карбидов (MeC), гидридов MeH, цианидов (MeCN), а также хлоридных, фторидных, сернистых соединений. В верхних горизонтах, богатых кислородом, эти соединения раскисляются до образования гидратных (MeOH), кислород и карбонатсодержащих ионизированных форм. Таким образом, ни в одном месторождении мира мы не знаем руд первичного мантийного состава (гидридного, карбидного, цианидного и т.д.)

Очевидно, что даже приняв на веру гипотезу об участии в образовании некоторых месторождений мантийных источников, приходится признать, что в исходном виде эти предполагаемые мантийные флюиды до верхних горизонтов земли не доходят. По пути они неизбежно взаимодействуют с магматическими расплавами, веществом базальтового и гранитогнейсового кристаллического слоя, осадочной оболочки, гидросферы. Таким образом, месторождения чисто мантийного происхождения вряд ли возможны.

В настоящее время мантийное или отчасти мантийное происхождение предполагается для таких металлов и неметаллов, как Hg, Cu, Ni, Co, Zn, Fe, U, As, Sb, Bi, Au, Ag, F, углеводороды.

Яркий пример локализации молодого, практически современного оруденения, предположительно связанного с мантией – океанические рифты (впадина Атлантис-2 в Красном море, где в морских илах разведано крупное месторождение сульфидных руд меди, цинка, свинца, серебра, впадина Логинова в срединно-океаническом хребте Атлантического океана с месторождением меди, цинка), а также на склонах островных дуг (сульфидные холмы близ Галапагосских островов, островов Фиджи и др., содержащие медь, свинец, цинк, золото, серебро, барит).

Понятие о черных курильщиках. Температура металлоносных газов на выходе на дно моря – до 600-700 градусов. При смешении с морской водой (в том числе захороненной в морских отложениях) они образуют перегретые растворы с температурой от 30-40 градусов до 300-500 градусов. Отложение сульфидных частиц в виде темных хлопьев из фонтанирующего источника с образованием сульфидных рудных холмов. Часть рудного отлагается не на поверхности моря в виде сульфидных осадков, а в трещинах разломного канала, по которому сквозь вулканогенно-осадочную толщу дренируют металлоносные флюиды.

Древними аналогами таких современных полиметаллических месторождений в сульфидных холмах и трубах черных курильщиков, металлоносных илах и трещиноватых каналах дренажа флюидов являются колчеданные месторождения Урала (Гайское, Учалинское, Сибайское и др.), горной системы Кордильер Северной Америки, Рио-Тинто в Испании и др.

Существует достаточно обоснованная гипотеза о мантийном (то есть неорганическом) происхождении месторождений углеводородов. Кстати, одним из первых авторов идеи неорганического происхождения нефти был Менделеев. В основе гипотезы лежат многочисленные факты обнаружения метана и других углеводородов в ультраосновных и основных магматических породах, предположительно связанных с мантией, наличие месторождений нефти и газа в молодых вулканогенно-осадочных толщах, например, в Мексике, на склонах островных вулканических дуг, в кристаллических породах фундамента платформ (Саудовская Аравия) и интрузивах в складчатых поясах (Белый Тигр во Вьетнаме). Повсеместно месторождения нефти обнаруживают тесную связь с крупными разломами, что не очень вписывается в гипотезу чисто органического происхождения. С другой стороны, несомненно, что по пути сквозь осадочную оболочку, насыщенную биогенной органикой, первичные мантийные углеводороды претерпевают значительное изменение своего первичного состава.

Таким образом, участие мантийного вещества в образовании месторождений металлов, углеводородов вполне вероятно, но в земной коре такое вещество сильно преобразовано.