Российский журнал наук о Земле
Том 2, № 3, Декабрь 2000

Предисловие

Срединно-океанические хребты представляют уникальный геологический объект глобального масштаба, где в современный период происходит аккреция новой литосферы Мирового океана, а все процессы, начиная с мантийного апвеллинга, и заканчивая формированием состава водной толщи, тесно взаимосвязаны. Это дает шанс для разработки наиболее общей количественной геодинамической модели образования новой литосферы путем последовательного изучения корреляции процессов любого уровня, участвующих в ее формировании. Это исключительное свойство срединно- океанических хребтов, которое давно привлекает ученых разных специальностей, стимулировало организацию международного проекта Inter RIDGE (Ridge InterDisciplinary Global Experiment) - одного из наиболее логично обоснованных, прогрессивных и авторитетных проектов в Науках о Земле.

Активная деятельность проекта началась в 1989г. во время проведения Международного Геологического Конгресса в Вашингтоне. В первом организационном совещании приняли участие видные ученые многих стран. В настоящее время в проекте InterRIDGE активно участвуют 25 стран Мирового сообщества. Основная деятельность проекта состоит в координации исследований по всем научным и техническим направлениям, связанным с изучением системы срединно-океанических хребтов, в разработке перспективных планов и рекомендаций для их эффективной реализации, согласованных со смежными проектами. Большое внимание уделяется хорошо организованной информации о текущих результатах исследований, проведенных и планируемых экспедициях, дважды в год издается журнал InterRidge News, регулярно проводятся конференции, тематические школы и семинары. Деятельность проекта активно влияет на планирование глубоководного бурения. В странах-участниках существуют национальные отделения InterRIDGE, что способствует координации исследований, проводящихся местными учеными, с существующими на текущий момент в международном научном сообществе приоритетными направлениями в изучении Мирового океана.

Российское отделение проекта "R-RIDGE" (Russian RIDGE) было создано в 1995г. С тех пор регулярно организуются совещания по согласованию планов исследований, которые проводятся или намечаются учеными России, заинтересованными в кооперации с InterRIDGE. Эти совещания способствуют обмену материалами и текущей информацией о наиболее принципиальных научных результатах, полученных за соотвествующий период в ведущих научных российских институтах, занимающихся науками о Земле. За последние пять лет в журнале InterRidge News были опубликованы несколько статей, подготовленных активными участниками R-Ridge. В этом же издании ежегодно публикуются отчеты о наиболее существенных результатах, полученных российским учеными, изучающими разнообразные аспекты геологической эволюции срединно-океанических хребтов.

В 1995г. (Санкт Петербург) и в 1999 г. (Москва) проводились рабочие совещания, где были заслушаны сообщения, посвященные вопросам геологии, тектоники, геофизики, петрологии и геохимии гребневых зон срединно- океанических хребтов. Главной целью научных дискуссий на обоих совещаниях являлось стимулирование сотрудничества ученых разных специальностей. На последнем совещании было принято решение о публикации сборника статей, подобранных по междисциплинарному принципу. Сборник рассматривается как посильный вклад российских ученых в исследования по проекту InterRIDGE. Редколлегия журнала Российский журнал Наук о Земле любезно согласилась на публикацию специального выпуска с материалами этого сборника.

Статьи, включенные в настоящий выпуск журнала, посвящены широкому кругу проблем, которые охватывают практически весь спектр эндогенных и экзогенных процессов, сопутствующих аккреции океанической литосферы, а также геофизическим характеристикам гребневой зоны хребта и их тектоническим интерпретациям. Тематическая ориентация одиннадцати статей, включенных в этот номер, соответствует следующим важнейшим объектам исследований в современной морской геологии:

  1. глобальная корреляция петролого-геохимических, геофизических и геодинамических параметров магматизма СОХ (Л. В. Дмитриев и др.; С. А. Силантьев и др.; В. В. Верба и др.; Н. М. Сущевская и др.; Е. Г. Астафурова и др.; Ю. И. Галушкин и др.);
  2. изотопно-геохимическая характеристика мантийных резервуаров под СОХ (С. А. Силантьев и др.; Л. В. Дмитриев и др.);
  3. связь метаморфизма океанической коры с гидротермальной циркуляцией (Б. А. Базылев); и
  4. гидротермальные процессы в осевой зоны СОХ (Ю. А. Богданов и др.; А. Ю. Леин; Е. Г. Гурвич).
Примечательной особенностью предлагаемого выпуска журнала является тесная взаимосвязь затронутых в нем проблем, что позволяет читателю ознакомиться с интерпретациями одного и того же геологического феномена, присущего СОХ, предложенными специалистами разного профиля: например, особенности гидротермальной циркуляции в коре Хессовского типа, построенной из ультраосновных пород, в статье Ю. А. Богданова с коллегами реконструируются на основании даных о физико-химических свойствах гидротермальных струй и составе металлоносных отложений; в статье А. Ю. Леин – на основе изотопно-геохимических характеристик как неорганического, так и органического вещества из гидротермальных построек; а в статье Б. А. Базылева – с позиций анализа фазовых соответствий, присущих собственно гидротермально измененным перидотитам.

В сферу внимания публикуемых в этом специальном выпуске статей включены не только хорошо изученные к настоящему времени ключевые районы САХ: 13о-16ос.ш., Азорский мегаплюм, но также и мало изученные его области - зона пересечения САХ с разломом Хэйс и хребты Мона, Книпович и Гаккеля. С другой стороны, в ряде обобщающих статей предпринята попытка сравнительного анализа петролого-геохимических индикаторных параметров магматических (Л. В. Дмитриев и др.) и метаморфических процессов (Б. А. Базылев), а также литологических особенностей металлоносных осадков гидротермального происхождения (Е. Г. Гурвич), свойственных САХ и ВТП, а в случае метагипербазитов - соответствующим комплексам пород в офиолитах (Б. А. Базылев).

Следует особо подчеркнуть, что представленные в настоящем выпуске журнала статьи содержат новые, ранее нигде неопубликованные данные. В ряде случаев, предложенные в них концепции петрогенезиса в СОХ по существу являются пионерскими. Среди выводов, сформулированных в статьях, посвященных мантийному магматизму СОХ и строению мантии под ними, наиболее принципиальными представляются следующие: петрологические сходства и различия между продуктами вулканизма ВТП и сегментов САХ, расположенных к югу и северу от экватора, контролируются режимом подъема мантии и условиями ее плавления, а не геохимическим типом мантийного источника (Л. В. Дмитриев и др.);

  1. базальтовый магматизм хребта Книповича отражает плавление "холодной" океанической литосферы (Н. М. Сущевская и др.);
  2. присутствие в САХ к югу от разлома 15о20 фрагментов мантийного субстрата, чужеродного для мантии под Атлантикой к северу от экватора (С. А. Силантьев и др.);
  3. существование в рифтовой долине САХ признаков возрастной ассиметрии (С. А. Силантьев и др.).
В статье Б. А. Базылева, посвященной метаморфической эволюции мантийных реститов САХ, сообщается о первой находке аваруита в океанических перидотитах и приведена первая в мировой практике схема метаморфического преобразования мантийных перидотитов СОХ в координатах W/R – температура. В статьях о гидротермальных системах СОХ особый интерес представляют сведения о геологических и физико-химических параметрах нового типа гидротермальных отложений, приуроченных к океаническим ультраосновным массивам (Ю. А. Богданов и др.), а также новые данные о изотопном составе серы и углерода в гидротермальных эманациях, сульфидах и биомассе организмов, отобранных в пределах наиболее продуктивных гидротермальных полей САХ (А. Ю. Леин). Оригинальный метод реконструкции условий гидротермального рудообразования в океанах, базирующийся на изучении литологических особенностях металлоносных осадков, предложен в работе Е. Г. Гурвича.

Интерпретация геофизических данных в морской геологии традиционно считается наиболее универсальным методом реконструкции строения литосферы под СОХ. В статье Е. Г. Астафуровой с коллегами убедительно продемонстрирована связь между характером распределения параметров геофизических полей в различных регионах САХ, скоростью спрединга и магматическим бюджетом. Результаты сопоставления геохимических особенностей и магнитных свойств базальтов из рифтовой долины хребта Книповича позволили В. В. Верба с соавторами прийти к выводу о специфическом геодинамическом режиме формирования этого хребта.

Образцом численного моделирования процессов аккреции океанической литосферы в СОХ является статья Ю. И. Галушкина с коллегами, в которой производится анализ стационарных и нестационарных моделей формирования теплового режима литосферы в гребневой зоне СОХ. В этой работе предложена оригинальная модель, подразумевающая переход нестационарного поля температур в квазистационарное температурное распределение в коре осевой спрединговой зоны.

В последние годы наблюдается ощутимый технологический прогресс в проведении глубоководного бурения. В рамках ODP намечено в 2003 году бурение океанического фундамента в районах САХ с корой Хессовского типа, практически лишенных осадочного чехла. Таким образом, данные о петрофизических свойствах кристаллических пород океанского фундамента и методы их изучения имеют важное значение в обеспечении успешного бурения в медленно-спрединговых хребтах. Поэтому несомненный интерес представляет приведенная ниже информация об исследованиях, проводящихся на кафедре инженерной и экологической геологии Геологического факультета МГУ.

Очевидно, что широкий спектр проблем, затронутых в статьях, вошедших в настоящий выпуск журнала, позволяет надеяться на интерес со стороны многих ученых, занимающихся срединно-океаническими хребтами, а также студентов геологических специальностей, которые решили посвятить себя морской геологии.

Профессор Л. В. Дмитриев
Д.г.-м.н. С. А. Силантьев