On the basis of physico-chemical modeling of elemental behavior using minimization of Gibbs energy, the alteration of various rocks is estimated for the frst time depending on their ratios with heated seawater in the recycling zone. The mineral assemblages precipitated during conductive cooling of the fuid, which escapes from reaction zone, are considered and this may be interpreted as one of mechanisms of formation of composition and zonation of chimneys of modern and ancient smokers. The calculation data indicate that the temperature in the seawater/rock interaction zone, the composition of rocks, and the maturity of the hydrothermal system are key factors of mineralogical diversity of seafoor ore assemblages.

Figures 4. Table 1. References 28.

Key words: physico-chemical modeling, seawater-rock interaction, mineral assemblage, smoker chimneys, extraction of elements, massive sulfde deposits.

G.A. Tret’yakov, Institute of Mineralogy UB RAS, Miass; genatret@yandex.ru

V.V. Maslennikov, Institute of Mineralogy UB RAS, Miass

1. Архипов А.Я., Бугров В.А., Воробьев С.А., Гершман Д.М., Григорян С.В., Киятовский Е.М., Матвеев А.А., Миляев С.А., Николаев В.А., Перельман А.И., Соловов А.П., Шваров Ю.В., Юфа Б.Я., Ярошевский А.А. (1990). Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М.: Недра, 335 с.
2. Богданов Ю.А., Леин А.Ю., Лисицын А.П. (2015). Полиметаллические руды в рифтах Срединно-Атлантического хребта (15–40° с.ш.): минералогия, геохимия, генезис. М.: ГЕОС, 256 с.
3. Богданов Ю.А., Лисицын А.П., Сагалевич А.М., Гурвич Е.Г. (2006). Гидротермальный рудогенез океанского дна. М.: Наука, 527 с.
4. Бортников Н.С., Федоров Д.Т., Муравьёв Г.К. (1993). Минеральный состав и условия образования сульфидных построек бассейна Лау (юго-западная часть Тихого океана). Геология рудных месторождений, 35(6), 528–543.
5. Гричук Д.В. (2000). Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем. М.: Научный мир, 304 с.
6. Леин А.Ю., Черкашев Г.А., Ульянов А.А., Ульянова Н.В., Степанова Т.В., Сагалевич А.М., Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г., Торохов М.П. (2003). Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия. Геохимия, 3, 304–328.
7. Масленников В.В., Аюпова Н.Р., Масленникова С.П., Третьяков Г.А., Мелекесцева И.Ю., Сафина Н.П., Белогуб Е.В., Ларж Р.Р., Данюшевский Л.В., Целуйко А.С., Гладков А.Г., Крайнев Ю.Д. (2014). Токсичные элементы в колчеданообразующих системах. Екатаринбург: РИО УрО РАН, 340 с.
8. Масленников В.В., Леин А.Ю., Масленникова С.П., Богданов Ю.А. (2010). Фанерозойские «чёрные курильщики» как индикаторы состава рудовмещающих комплексов. Литосфера, (3), 153–162.
9. Масленникова С.П., Масленников В.В. (2007). Сульфидные трубы палеозойских «чёрных курильщиков». Екатеринбург–Миасс: УрО РАН. 312 с.
10. Третьяков Г.А. (2014). Колчеданное рудообразование при взаимодействии морской воды с ультрамафитами. Металлогения древних и современных океанов–2014. Двадцать лет на передовых рубежах геологии месторождений полезных ископаемых. Миасс: ИМин УрО РАН. 36–39.
11. Третьяков Г.А. (2015). Минеральные ассоциации и поведение рудообразующих элементов при взаимодействии пород с морской водой в гидротермальных условиях. Литосфера, (6), 142–147.
12. Чудненко К.В. (2010). Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. Новосибирск: Гео, 287 с.
13. Berkenbosch H.A., de Ronde C.E.J., Gemmel B.J.B., McNeil A.W., Goemann K. (2012). Mineralogy and Formation of Black Smoker Chimneys from Brothers Submarine Volcano, Kermadec Arc. Economic Geology, 107, 1613–1633.
14. De Ronde C.E.J., Walker S.L., Ditchburn R.G., Tontini F.C., Hannington M.D., Merle S.G., Timm C., Handler M.R., Wysoczanski R.J., Dekov V.M., Kamenov G.D., Baker E.T., Embley R.W., Lupton J.E., Stoffers P. (2014). The Anatomy of a Buried Submarine Hydrothermal System, Clark Volcano, Kermadec Arc, New Zealand. Economic Geology, 109, 2261–2292.
15. Evrard C., Fouquet Y., Moёlo Y., Rinnert E., Etoubleau J., Langlade J.A. (2015). Tin concentration in hydrothermal sulphides related to ultramafic rocks along the Mid-Atlantic Ridge: A mineralogical study. European Journal of Mineralogy, 27, 627–638.
16. Halbach P.E., Tunnicliffe V., Hein J.R., eds. (2003). Energy and mass transfer in marine hydrothermal systems. 89th Dahlem Workshop, Berlin, October 14–19. 365 p.
17. Haymon R.M. (1983). Growth history of hydrothermal black smoker. Nature, 301, 695–698.
18. Jenner F.E., O′Neill H.St.C., Arculus R.J., Mavrogenes J.A. (2010). The magnetite crisis in the evolution of arc-related magmas and the initial concentration of Au, Ag and Cu. Journal of Petrology, 51(12), 2445–2464.
19. Lehnert K., Su Y., Langmuir C., Sarbas B., Nohl U. (2000). A global geochemical database structure for rocks. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 1(1), 1–14.
20. Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Maslennikova S.P., Tseluyko A.S., Large R.R., Danyushevsky L.V., Lein A.Yu., Bogdanov Yu.A. (2013). Mineral and chemical peculiarities of chimneys from boninitehosted Yubileynoye VMS deposit, South Urals. SGA meeting, Uppsala. 141–146.
21. Мaslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.V. (2009). Study of trace element zonation in vent chimneys from the Silurian Yaman-Kasy VHMS (the Southern Urals, Russia) using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA–ICP–MS). Economic Geology, 104, 1111–1141.
22. Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.V., Herrington R.J., Stanley C.J. (2013а). Tellurium-bearing minerals in zoned sulfide chimneys from Cu-Zn massive sulfide deposits of the Urals, Russia. Mineralogy and Petrology, Special Issue: Ore deposits of the Urals, 107(1), 67–99.
23. Melekestseva I.Yu., Tret′yakov G.A., Nimis P., Yuminov A.M., Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Kotlyarov V.A., Beltenev V.E., Danyushevsky L.V., Large R. Barite-rich massive sulfides from the Semenov-1 hydrothermal field (Mid-Atlantic Ridge, 13°30.87′ N): Evidence for phase separation and magmatic input. Marine Geology, 2014. V. 349. p. 37–54.
24. Melson W.G., Hart S.R., Thompson G. (1972). St. Paul′s Rocks, Equatorial Atlantic: Petrogenesis, radiometric ages, and implications on sea-floor spreading. Geological Society of America Memoir. 132, 241–272.
25. Revan M.K., Genc Y., Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.D. (2014). Mineralogy and trace element geochemistry of sulfide minerals in hydrothermal chimneys from Upper-Cretaceous VMS deposits of the eastern Pontide orogenic belt (NE Turkey). Ore Geology Reviews, 63, 129–149.
26. Shimazaki H., Horikoshi E. (1990). Black ore chimney from the Hanaoka Kuroko deposit, Japan. Mining Geology, 40(5), 313–321.
27. Steele J.H., Turekian K.K., Thorpe S.A., eds. (2010). Marine Chemistry and Geochemistry: A Derivative of Encyclopedia of Ocean Sciences, 2nd ed. Elsevier, London, 631 p.
28. Thornton E.C., Seyfried W.E. Jr. (1987). Reactivity of organic-rich sediment in seawater at 350 °C, 500 bars: Experimental and theoretical constraints and implications for the Guaymas Basin hydrothermal system. Geochimica et Cosmochimica Acta, 51, 1997–2010.