Использование глубоководного бурения для решения геологических задач
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
ногда в той или иной мере искаженные в силу местных причин пояса прослеживаются также и на дне океана, куда раковины микроорганизмов падают после их отмирания. При изучении керна глубоководных скважин выяснилось, что такая широтная зональность распространения была также присуща и древним организмам. Это особенно хорошо заметно в распределении планктонных фораминифер простейших микроорганизмов с известковой раковиной, исключительно чутких к колебаниям температуры поверхностных вод. Благодаря этому свойству они превратились в важный инструмент при реконструкциях климата прошлого. Более того, оказалось, что в момент роста раковин фораминифер изотопный состав кислорода в них находится в равновесии с изотопным составом морской воды, то есть при потеплениях и таяниях ледников раковины обогащаются легким изотопом кислорода и, наоборот, при похолоданиях и росте ледников на континентах - тяжелым изотопом. Это позволило разработать надежный метод оценки климата прошлых геологических эпох. Особенно эффективен изотопный метод при реконструкции изменений климата на протяжении последних 700 тыс. лет. Для этого периода получена исключительно детальная палеоклиматическая кривая, которая повторяется в почти неизменном виде в разных районах океана, что свидетельствует о ее надежности.
Бурением открыты неизвестные ранее явления рудообразования в горных хребтах океанов. Выяснилось, что металлоносные осадки красноморского типа, несущие повышенные содержания марганца, железа и некоторых других металлов, широко распространены в районах Восточно-Тихоокеанского поднятия, найдены они и в других океанах. Они залегают местами прямо в основании осадочного слоя. Богатые руды еще не были встречены скважинами, но не изученные бурением площади развития металлоносных осадков и их массы огромны.
В 1978 г. в Восточно-Тихоокеанском хребте на широте 21 американские геологи наблюдали с подводных аппаратов весьма интересное явление современного сульфидного полиметаллического рудообразования в базальтовой коре. Здесь на глубине 2500 м был обнаружен концентрированный гидротермальный рудный раствор с температурой 400 С, под большим давлением вытекающий по трещинам из базальтов. Около выходов этих источников отлагаются массивные полиметаллические сульфидные руды, в состав которых входят железо, цинк, свинец, медь, серебро, золото и платина. Содержание элементов достаточно для добычи, если бы эти руды были на суше.
Данные о гидротермальных явлениях в формирующейся ныне океанической коре имеют большое значение для понимания процессов рудообразования, так как в структуре континентальной коры были установлены тектонические фрагменты океанической коры геологического прошлого (офиолиты). Морская вода, циркулируя в океанической коре под давлением в сотни атмосфер и будучи сильно нагретой, представляет собой весьма агрессивную среду и выщелачивает тяжелые металлы - железо, марганец, никель, медь и др., а также литофильные элементы - калий, магний и др. Формирующиеся при этом рудные растворы служат источником формирования не только сульфидных руд, но и широко распространенных металлоносных осадков.
Не исключено, что источником металлов для комплексных руд, отложенных на дне океанов в виде железомарганцевых конкреций, являются подобные гидротермы. Эти руды чрезвычайно богаты. Их запасы громадны. Японские и американские фирмы, как известно, разработали методы их добычи. В Тихом океане, в частности, эти конкреции распространены на площади во много миллионов квадратных километров; на каждом километре приблизительно 8-10 тыс. т таких конкреций. На наиболее богатых участках содержание марганца в конкрециях достигает 25%, содержание никеля и кобальта - почти 1,5% и столько же меди. Это колоссальное богатство, которое, видимо, в ближайшее время начнет извлекаться со дна океана. В океанах и морях геологического прошлого состав коры был подобен составу коры современных океанов, там также протекали рудные процессы, сходные с процессами, которые протекают в современных океанах и морях. Месторождения типа конкреций известны на Урале и в других районах земного шара. Поэтому сравнительное их изучение представляет большой практический интерес.
Уже к началу глубоководного бурения был частично изучен палеомагнетизм океанов. Было установлено, что особенностью магнитного поля океанов является чередование полос нормальной и обратной полярности геомагнитного поля. На этой основе специалисты разработали палеомагнитную стратиграфическую шкалу. Полосы полярности параллельны рифтовым зонам океанических хребтов, или попросту параллельны хребтам, которые слагаются базальтами, удревняющимися при движении от хребтов.
Палеомагнитная стратиграфическая шкала во время глубоководного бурения проверялась детальной биостратиграфической шкалой. Во многих случаях скважины прошли через осадочный слой и вошли в базальт. Определения возраста подошвы осадков по биостратиграфическим данным кровли базальтов по калий-аргоновому методу вполне удовлетворительно согласуются с возрастом палеомагнитных изохрон. Эти данные стали основой гипотезы раздвижения и растекания дна океанов и могут считаться фундаментальным научным достижением глубоководного бурения.
В концепции тектоники плит подробно разработаны гипотезы о механизме дрейфа континентов и формирования осадочного и базальтового слоев океанов, в частности проблемы субдукции и аккреции коры. Механизм движения масс в об?/p>