Геология

ГЕОЛОГ ИССЛЕДУЕТ ОКЕАН

В мае-июле 2007 г. кандидат геолого-минералогических наук Ирина Мелекесцева (Институт минералогии УрО РАН) участвовала в заключительном этапе рейса N 30 (ноябрь 2006 - июль 2007 г.) научно-исследовательского судна "Профессор Логачев", принадлежащего Полярной морской геологоразведочной экспедиции. О своем путешествии она увлекательно рассказала в газете "Наука Урала".

Объекты исследований Института минералогии - древние колчеданные месторождения, расположенные практически в центре Евразийского континента. Об океане, существовавшем тут в далеком палеозое, напоминают только горные породы и руды, сформированные на его дне. Однако именно данный факт заставляет ученых исследовать их современные аналоги в Мировом океане.

Судно "Профессор Логачев" в своем роде уникально. Во-первых, в его рейдах открыты крупные гидротермальные сульфидные узлы в Срединно-Атлантическом хребте (Логачев, Ашадзе, Краснов), вследствие чего у России есть приоритеты для пополнения в будущем стратегических запасов полиметаллов. Во-вторых, это единственный корабль в мире, работающий с трех бортов (левого, правого и с кормы). Он оснащен современным гидроакустическим, гидрофизическим, гидрохимическим оборудованием и обширным набором средств глубоководного пробоотбора, а автоматическая система управления АСУД-6 обеспечивает движение как судна, так и буксируемых аппаратов по профилю и удержание первого в точке с точностью до 15 м.

Рейс N 30 проходил в Атлантическом океане по проекту регионального изучения глубоководных полиметаллических сульфидов в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта в районе 13° с.ш. Поисковые работы проводили также на рудном узле "Ашадзе" в 20 км к северу от трансформного разлома Марафон (12° 48' с.ш.). Он состоит из гидротермальных полей: Ашадзе-1, -2 и -3. Второе, расположенное на западном борту рифтовой долины на глубинах 3200 - 3300 м, ассоциирует с породами габбро-перидотитового комплекса. Оно состоит из трех рудных тел и прилегающих к ним рудоносных и металлоносных осадков. Сульфидные руды представлены в основном массивными разностями из оснований гидротермальных построек с ярко выраженной цинково-железно-медной специализацией.

Отбор образцов горных пород и руд для изучения геологического строения морского дна осуществляется несколькими методами. Например, скальной драгой путем волочения ее по дну при медленном движении судна. Обычно профиль установки составляет 500 - 700 м, редко до 1000 м. Драга приносит литифицированные осадки и глубоководную фауну, правда, нередко приходит пустой, когда ползет по осадкам.

Современные не- и слаболитифицированные осадки отбирают точечно-коробчатым пробоотборником либо ударными трубками. Максимальная мощность получаемого коробчатым пробоотборником материала составляет до 2 м, а пластиковыми трубками - до 6 м. В последнем случае из слоя поднятых осадков вырезают колонки, из которых берут пробы на геохимию, микрофауну, а также на шлихоминералогический анализ. Это хороший поисковый экспресс-метод на сульфиды, поскольку минералог сразу разделяет шлихи на "пустые" (с породообразующими минералами) и несущие минералы-индикаторы гидротермальной деятельности. Главные из них - гидроокислы железа и атакамит, часто встречаются барит, гематит, сульфиды (пирит, марказит, халькопирит, сфалерит). Телегрейфером, или глубинным дночерпателем, берут пробы любых донных образований в заранее намеченной точке.

Первая телевизионная вахта запомнилась автору статьи надолго: ведь не каждому довелось увидеть воочию дно океана. Наблюдения такого рода предназначены для визуального выявления и оконтуривания рудных тел, а также признаков гидротермальной активности. В каком-то смысле данные работы являются дистанционным картированием.

Со слов Мелекесцевой, трудно передать ощущения геолога, когда он видит пусть не сами базальтовые излияния в реальном времени, но их недавние (несколько тысяч лет) результаты в виде трубообразных и подушечных потоков. В обнажениях базальтов в складчатых поясах только ученый может распознать подобные образования, поскольку последующие дислокации и выветривание изменяют их до неузнаваемости. При этом внешний вид пород на морском дне с большой долей вероятности отвечает их разновидностям. Базальты чаще всего представлены округлыми потоками, а выходы пород габбро-перидотитового комплекса характеризуются угловатыми очертаниями и блочностью, что свидетельствует о тектоническом способе выведения их на морское дно.

Визуальную диагностику затрудняло то, что изображение не всегда было ярким, к тому же, поскольку работы проходили не на активных рудниках, выходы руд были присыпаны осадками. К тому же, сульфидные руды иногда можно спутать с выходами сильно раздробленных горных пород, так как их внешний облик часто характеризуется пористостью и рыхлостью. Однако прекрасным поисковым признаком сульфидов при телепрофилировании являются продукты их придонного окисления - гидроокислы железа, окрашенные в рыжие, оранжевые и кирпично-красные цвета.

Во время экспедиции, констатирует автор статьи, появилась возможность увидеть сходство и различие древних и современных сульфидов. Поднятые драгой 284 рудные брекчии - пиритовые руды обломочной текстуры - с трудом можно было отличить от рудных брекчий, например, таких южно-уральских месторождений, как Яман-Касы или Сафьяновское. Не менее интересны и прожилково-вкрапленные руды с друзами прекрасно ограненных кубов и пентагондодекаэдров пирита в базальтах или гнездами сульфидов меди в габбро. Эффектные, богатые и легкообогатимые руды ярко-зеленых образований, сложенные разнообразными минералами группы атакамита (хлориды меди) - аналоги азурит-малахитовых руд из зон континентального гипергенеза колчеданных месторождений.

Рассматривать, описывать и фотографировать образцы современных руд под бинокуляром было не только необходимо, но и захватывающе красиво! Как оказалось, в современных образованиях очень широко развита друзовая минерализация. Безупречными созданиями гидротерм, например, являются розы и розетки барита и сульфидов меди, состоящие из шести- и четырехгранных пластинок; шарики арагонита, напоминающие ежей, - радиально-лучистые срастания тончайших игольчатых кристаллов; дендриты и копьевидные кристаллы марказита и т.д. Многообразием форм и расцветок характеризуются и минералы группы атакамита - таблитчатые, пластинчатые, игольчатые, призматические кристаллы, колломорфные и почковидные образования от оливково-травяных до изумрудно-зеленых. На одной из научных станций наблюдались друзовые срастания кубов пирита и прекрасно ограненных двухголовых кварцевых кристаллов, в центре которых находится затравка из ярко-красного гематита, из-за чего макроскопически весь кварц имеет красный цвет.

Все собранные образцы - прекрасный материал для сравнения их с древними сульфидами на основе рудно-фациального анализа, проводимого в лаборатории минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН. Позже выяснилось, что среди поднятых экземпляров можно выделить несколько фаций: гидротермально-осадочную, гидротермально-метасоматическую, кластогенную, а также фацию придонного окисления. Более подробные исследования еще предстоят в ближайшее время.

На базе геологических, а также предшествующих им гидрофизических, гидрохимических, гидроакустических и геофизических исследований геологи прямо на судне строили разномасштабные карты морского дна в районе исследуемых полей, в том числе структурно-геоморфологическую, геологическую и др. По мнению Мелекесцевой, главным результатом работ на судне "Профессор Логачев" стало очередное открытие новых гидротермальных рудных объектов в районе 13° с.ш. и новых рудных тел на гидротермальном поле "Ашадзе-2".

Маргарита Филимонова