Использование глубоководного бурения для решения геологических задач
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
касающейся состава, строения и истории формирования осадочного чехла.
Тем не менее такая тактика проведения буровых работ полностью себя оправдала. В течение нескольких лет в разных районах Мирового океана были пробурены сотни скважин, которые вошли в магматические породы фундамента. В результате исследований выяснилось, что недра океана хранят немалые запасы горючих углеводородов, что не могло не радовать хозяев акваторий. С этого момента началось поисковое бурение.
Рис.1. Карта точек бурения в океанах: 1 - скважины, пробуренные с судна "Гломар Челленджер" в 1968-1985 годах; 2 - скважины, пробуренные с судна "ДЖОИДЕС Резолюшн" начиная с 1985 года (Басов, 2001)
3.3 Полезные ископаемые в океане
Рудные полезные ископаемые
Как уже говорилось ранее, океан богат различными полезными ископаемыми. Это, в первую очередь руды. Поскольку мощность океанической коры много меньше мощности континентальной, плюс еще и в зонах спрединга мантия расположена в непосредственной близости от поверхности, именно в океане происходит накопление комплексных руд, зачастую гидротермального происхождения. Среди рудных полезных ископаемых в океанах выделяются следующие типы:
) гидротермальные сульфидные постройки на поверхности океанического дна,
) сульфидная минерализация в толще океанической коры (придонные образования),
) железо - марганцевые конкреции на дне глубоководных впадин,
) металлоносные осадки открытого океана,
) прибрежно-морские россыпи. (Сотников, 1998)
) Гидротермальные сульфидные постройки на поверхности океанического дна были открыты в 1978 году были открыты на Восточно-Тихоокеанском поднятии и стало ясно, что именно они являются источниками металлоносных осадков (Короновский, 1999). Глубоководное бурение с кораблей "Гломар Челленджер" и "Джоидес Резолюшн" позволило установить присутствие металлоносных осадков в осадочных толщах океанического дна. Гидротермы, также известные под названием "черные" и "белые курильщики", как правило связаны с океаническими рифтами разного типа строения, находящимися как в начальной стадии своего образования, так и в более зрелых, обладающих различными скоростями спрединга - расширения океанического дна (рис.2). Рифтовые зоны океанов - это глубокие ущелья, располагающиеся вдоль осей срединно-океанических хребтов, они представляют собой дивергентные границы литосферных плит. Повышенный тепловой поток в рифтовых зонах связан с многочисленными, неглубоко залегающими магматическими очагами, из которых и происходят излияния базальтовой магмы, наращивающей океаническое дно. Средние глубины океанских рифтов составляют 2700-2900 м.
Рис.2. Распространение современных гидротермальных построек и металлоносных осадков в океанах: 1 - гидротермальные постройки и сульфидные руды, 2 - илы с сульфидами (стратиформные залежи), 3 - металлоносные осадки (по данным Дж.П. Кеннета и С.Г. Краснова), 4 - рифтовые зоны (Короновский, 1999)
Откуда берется рудное вещество в гидротермах? Несомненно, что решающую роль играют вулканические породы - базальты океанического дна и процессы извержения базальтов, которые время от времени происходят в рифтовых зонах, наращивая океаническую кору. Сама базальтовая магма и базальты содержат крайне мало воды, не более 0,1 %, следовательно, основным источником гидротермальных растворов является вода океанов, просачивающаяся в глубь океанической коры, сложенной базальтами. Для такого процесса вполне достаточно даже мелких (до 3 мм шириной) трещин, хотя широко развиты и более крупные, зияющие трещины - гьяры (гьяу - исл.). Подобные трещины могут рассекать всю океаническую кору в осевых зонах срединно-океанических хребтов на глубины в первые км. Так, для Исландии достоверно установлено просачивание океанских вод до 3 км. Неустойчивое состояние воды, когда увеличивается ее объем, достигается при разных температурах в зависимости от давления. Так, при давлении в 250 бар критическая температура равна 375 С, а при Р = 700 бар - примерно 500 С. Такие температуры на глубине делают воду неустойчивой, и она должна устремляться к поверхности, в сторону понижения градиента давления. Когда вода поднимается к поверхности океанского дна и давление быстро падает, тогда из высокотемпературных рудоносных растворов начинают выпадать некоторые химические элементы и уже на выходе из отверстия "черного курильщика" образуется скопление различных рудных минералов (рис.3). Наиболее характерными являются сульфиды. Наряду с сульфидами в значительных количествах встречается аморфный кремнезем. В качестве элементов-примесей присутствуют Cd, Hg, Ni, Sn, W, U, V, Ag, Au. Так в начале 90-х годов в Новогвинейском море российской экспедицией были обнаружены гидротермы, в составе пород которых отмечено повышенное содержание золота.
Рис.3. Схема геохимических процессов в гидротермальной системе срединно-океанического хребта (по данным Д.В. Гричука). Показаны соединения, которые извлекаются из базальтов фильтрующейся морской водой, а также флюиды, поступающие в гидротермальную систему из магматической камеры, находящейся под рифтом срединно-океанического хребта (Короновский, 1999).
2) Рудные месторождения, залегающие ниже уровня морского дна, представлены двумя типами. В одних случаях это те же рудные проявления, которые известны и в прибрежных районах. Примером подобной минерализации являются оловянные руды, залегающие на некотором удал