Fe- and Fe-Mn- oxyhydroxides in metalliferous sediments from ultra-fast spreading centre axial zone - 21o S East Pacific Rise

Pages: 
pp. 71-87
Department of Geology and Paleontology, Sofia University, 1000 Sofia
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow
Abstract: 

Detailed Mössbauer, XRD, DTA, SAED and SEM studies on metalliferous sediments from the axial zone of the ultra-fast spreading East Pacific Rise (20°30'-22°00' S) were performed. Uniform sediments with Fe3+ hydroxide metal-bearing part are formed, which reflects the oxidation regime of environment during sedimentation. The Mössbauer spectra of the sediments represent monotype broadened doublets with the following parametre values of the computer fitting using the twodoublet model: δE1=0.36, ΔE1=0.55, δE2=0.37, ΔE2=0.97 mm/s. The hydroxides from the metalliferous sediments studied are represented by fine-dispersed (d<90Å) poorly crystallized goethite (α-FeOOH) and Mn-ferroxyhite (δ'-(Fe, Mn) OOH) with different contents of Mn. The variations of the integral intensity of the Mössbauer spectra and of the intensities ratio of the compound doublets in core depth along the time interval studied (~33ky) probably reflect the different relative content of Fe-Mn- oxyhydroxide phases and its degree of crystallinity. Therefore, we could assume that cyclic variation of the hydrothermal activity regime occurs in the ridge rift zone. During the high-temperature phases of the hydrothermal stages Mn-ferroxyhite and goethite are formed with higher degree of crystallization in comparison with those formed during the low-temperature phases. The goethite could be formed under direct oxidation of Fe2+ as a result of mixing of tile hot, acidic, reduction and rich in Fe2+ hydrothermal fluids with the cold, slightly alkaline and rich in O2 sea water or/and under oxidation transformation of Mn-ferroxyhite. The formation of Mn-ferroxyhile - an hydrogenous mineral, probably passes with the active participation of Fc- and Mn-oxidizing bacteria.

Веселuн М. Деков, Татьяна С. Гендлер, Олеся Б. Полишук, Валерий И. Багин. Fe- и Fe-Mn-оксигидроксиды в металлоносных осадках nриосевой зоны ультраскоростного центра сnрединга - 21° ю. ш. Восточно-Тихоокеанского поднятия. Проведены детальные Мессбауэровские, рентген-дифрактометрические, дифференциально-термические, электронографические и электронно-микроскопические исследования металлоносных осадков приосевой зоны ультраскоростного центра спрединга Восточно-Тихоокеанского поднятия (20°30'-22°00' ю. ш.). Показано, что на исследуемом полигоне формируются однотипные осадки, металлоносная часть которых составлена главно гидроксидными соединениями Fe3+, что отражает окислительный режим среды во время осадкообразования. Мессбауэровские спектры осадков являются однотипными уширенными дублетами, математическая обработка которых по двудублетной модели дает следующие значения параметров: δE1=0.36, ΔE1=0.55, δE2=0.37, ΔE2=0.97 мм/с. Гидроксиды исследуемых металлоносных отложений представлены тонкодисперсным (d<90 Å) плохоокристаллизованным гетитом (α-FеООН) и Мn-ферроксигитом (δ'-(Fe, Мn)ООН) с различным содержанием Мn. Вариации интегральной интенсивностн Мессбауэровских спектров и соотношения интенсивностей составляющих дублетов по глубине колонок на рассматриваемом вpeмeннoм интервале (»33 тыс. лет) вероятно отражают различное относительное содержание Fе-Мn-оксигидроксидных фаз и степень их кристалличности. Это, в свою очередь, отвечает циклическому изменению в режиме гидротермальной деятельности в рифте хребта. На высокотемпературных фазах гидротермальных этапов образуются Мn-ферроксигит и гетит лучшей степени окристаллизованности, чем на низкотемпературных. Последний может образоваться при непосредственном окислении Fe2+ гидротермальных флюидов или/и при окислительном преобразовании Мn-ферроксигита. Мn-ферроксигит по способу осаждения является гидрогенным образованием. Его формирование вероятно осуществлялось и при участии Fe- и Мn-окисляющих бактерий.

VOLUME 24 (4)/August 1994

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia, Bulgaria

Department of Geology and Paleontology, Sofia University, 1000 Sofia
|
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow
|
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow
|
Laboratory of Geomagnetism, Institute of Earth's Physics, Russian Academy of Sciences, 121 810 Moscow

Geology and Geophysics Corporation, 16 Dr G. M. Dimitrov Blvd, 1797 Sofia
|
Geology and Geophysics Corporation, 16 Dr G. M. Dimitrov Blvd, 1797 Sofia
|
Geology and Geophysics Corporation, 16 Dr G. M. Dimitrov Blvd, 1797 Sofia