Chemical Composition of Sediments and Its Changes in the Center of the Modern Hydrothermal System in the Middle Valley of the Oceanic Ridge Juan de Fuca, Hole 858B ODP

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of a study of changes in the chemical composition of Pleistocene sediments from Hole 858B, 38.6 m deep with a temperature gradient of 10‒11°C/m, drilled in the Middle Valley of the Juan de Fuca oceanic ridge (Northeast Pacific) in the “Dead Dog” hydrothermal field, in 20 m from “black smoker” with a temperature of 276°C. The content of petrogenic elements in these sediments was studied by XRD. For the first time, data on a large set of trace elements were obtained for this object using the ICP MS method. The change in the chemical composition of sediments occurred in the process of solution-rock interaction under conditions of a rapid increase in temperature downwards the section. In the Unit I, in its upper part (1.97‒10.41 m), the sediments are slightly altered at a temperature of about 17°C. In the lower part of the Unit I (12.70‒25.31 m) under conditions of average temperature (112‒197°C), the change in the content of petrogenic elements and trace elements is well pronounced. The chemical composition of the sediments of the Unit IIB and the Unit IID (25.31‒38.6 m) is most strongly changed in the temperature range from 112‒197°С to 320‒330°С. Changes in the content for most macroelements and trace elements in the sediments of Unit IIB and Unit IID are similar, with the difference that the decrease in the content of chemical elements is more pronounced in the sediments of the Unit IID. In them, the content of Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Ag, Cd, Sb, Cs, Ba, Tl, Bi, except for U, is significantly lower than in background sediments. The sediments of the the IID, as well as the sediments of the Unit IIB, contain less Ca, Na, K, P and more Mg. A lower content of chemical in these sediments can be considered as their removal from sediments under the process of solution-sediments interaction and enrichment of the solution with them, and their higher content, as its introduction into sediments from solution and, accordingly, depletion of these chemical elements in the solution. The results of studying the chemical composition of metalliferous sediments (Unit III, 0‒1.97 m) and sulfide layer IV (10.41‒12.70 m), as well as the chemical composition of unaltered background sediments from Holes 855A, C, D are presented.

About the authors

V. B. Kurnosov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vic-kurnosov@rambler.ru
Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

Yu. I. Konovalov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vic-kurnosov@rambler.ru
Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

K. R. Galin

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vic-kurnosov@rambler.ru
Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

References

  1. Богданов Ю.А., Лисицын А.П., Сагалевич А.М., Гурвич Е.Г. Гидротермальный рудогенез океанского дна. М.: Научный мир, 2006. 527 с.
  2. Богданов Ю.А., Сагалевич А.М. Геологические исследования с глубоководных обитаемых аппаратов. М.: Научный мир, 2002. 304 с.
  3. Сахаров Б.А., Курносов В.Б. Особенности образования глинистых минералов в осадках из центра гидротермальной системы, скважина 858В, хребет Хуан де Фука // Литология и полез. ископаемые. 2022. № 2. С. 1‒22.
  4. Buatier M.D., Karpoff A.M., Boni M. et al. Mineralogical and petrographic records of sediment–fluid interaction in the sedimentary sequence at Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, Leg 139 / Eds M.J. Mottl, E.E. Davis, A.T. Fisher, J.F. Slack // Proc. ODP, Sci. Results, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1994. P. 133‒154.
  5. Buatier M.D., Gretchen L. Früh-Green, Anne-Marie Karpoff. Mechanisms of Mg-phyllosilicate formation in a hydrothermal system at a sedimented ridge (Middle Valley, Juan de Fuca) // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 122. P. 134–151.
  6. Davis E.E., Mottl M.J., Fisher A.T., et al. Init. Repts., 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1992. 1026 p.
  7. Davis E.E., Villinger H. Tectonic and thermal structure of the Middle Valley sedimented rift, northern Juan de Fuca Ridge. Init. Repts, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1992. P. 9‒41.
  8. Frü-Green G.L., McKenzie J.A., Boni M., Karpoff A.M., Buatier M. Stable isotope and geochemical record of convective hydrothermal circulation in the sedimentary sequence of Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, Leg 139 / Eds M.J. Mottl, E.E. Davis, A.T. Fisher, J.F. Slack // Proc. ODP, Sci. Results, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1994. P. 291‒306.
  9. Goodfellow W.D., Franklin J.M. Geology. Mineralogy and geochemistry of massive sulfides in shallow cores, Middle Valley, Northern Juan de Fuca Ridge // Econ. Geol. 1993. V. 88. P. 2037‒2068.
  10. Goodfellow W.D., Peter J.M. Geochemistry of hydrothermally altered sediment, Middle Valley, northern Juan De Fuca Ridge / Eds M.J. Mottl, E.E. Davis, A.T. Fisher, J.F. Slack // Proc. ODP, Sci. Results, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program).1994. P. 207‒289.
  11. Kurnosov V., Murdmaa I., Rosanova T. et al. Mineralogy of hydrothermally altered sediments and igneous rocks at Site 856‒858, Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, Leg 139 / Eds M.J. Mottl, E.E. Davis, A.T. Fisher, J.F. Slack // Proc. ODP, Sci. Results, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1994. P. 113‒131.
  12. Leybourne M.I., Goodfellow W.D. Mineralogy and mineral chemistry of hydrothermally altered sediment, Middle Valley, Juan de Fuca Ridge / Eds M.J. Mottl, E.E. Davis, A.T. Fisher, J.F. Slack // Proc. ODP, Sci. Results, 139: College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1994. P. 155‒ 206.
  13. Zierenberg R.A., Koski R.A., Morton J.I. et al. Genesis of massive sulfide deposits on a sediment-covered spreading center? Escanaba Trough, 41° N, Gorda Ridge // Econ. Geol. 1993. V. 88. P. 2069‒2098.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (437KB)
3.

Download (285KB)
4.

Download (2MB)
5.

Download (706KB)
6.

Download (413KB)
7.

Download (547KB)
8.

Download (260KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».