Доктора геолого-минералогических наук Ю. В. КАЗАНЦЕВ, Т. Т. КАЗАНЦЕВА, Институт геологии Уфимского научного центра РАН

В исследованиях природных явлений грязевым вулканам уготована роль "золушки", о чем свидетельствует их название. Хотя извергают они в основном газы и воды, глинистые разжиженные массы, а вовсе не то, что в обиходе принято называть грязью. Продукты их деятельности используются в лечебных целях, а ученым предоставляют важные сведения о строении недр Земли и геохимических процессах, происходящих на глубинах до 10 км, а также о месторождениях некоторых полезных ископаемых.

Статьи данной рубрики отражают мнения авторов (прим. ред. )

стр. 35

В России первым начал картировать и изучать столь самобытные вулканы академик Г. В. Абих в 60-х годах XIX в. Он назвал их "грязными" (в отличие от всемирно известных огнедышащих, изливающих расплавленную лаву). Правда, еще в конце XVIII в. на них обратил внимание академик П. С. Паллас: он наблюдал в Каспийском море образование островка в результате одного такого извержения.

Важность познания данного природного явления убедительно доказал академик И. М. Губкин в работе "Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с нефтяными месторождениями Крымско-Кавказской геологической провинции", опубликованной в 1938 г. Он был инициатором издания специального сборника по этой тематике. Кроме него, ей посвящали труды академики А. Д. Архангельский (1879 - 1940), Н. С. Шатский (1895 - 1960), В. В. Белоусов (1907 - 1990).

После детальных изысканий отечественных специалистов в Азербайджане, Туркмении, Прикаспии были получены ценные материалы по морфологии грязевых вулканов, характере их деятельности, составе газовых, жидких и твердых продуктов извержения. Однако до сих пор нет единой, научно обоснованной точки зрения на механизм их образования. Вопрос этот приобретает важное значение в связи с поисками новых нефтегазовых залежей, прежде всего в Крымско-Кавказской геологической провинции. Так, на Керченском полуострове

стр. 36

известно более 25 грязевых вулканов, на Таманском - 24; встречаются они в западной части Кубанской впадины, в Азербайджане, где особенно широко развиты подобные процессы. Обнаружены такие явления и на дне морей: Каспийского (136), Черного (25), Средиземного (16). Они распространены на шельфах Тихого и Атлантического океанов. Специалисты отмечают их связь с молодыми нефтегазоносными областями и альпийской зоной складчатости.

Обычно извержение начинается со взрыва газа и выброса из кратера разжиженной глинистой массы с обломками горных пород. Происходит оно в течение нескольких дней, порой сопровождаясь землетрясениями и подземным гулом. Со временем все затихает, а в кратере продолжают появляться многочисленные грифоны, поставляющие на поверхность жидкую грязь, иногда с газом (углеводород, двуокись углерода, сероводород) и нефтью. Эти процессы идут неравномерно: в Керчи, например, вулкан Джау-Тепе с 1864 по 1942 г. проявлял активность 7 раз; Шуго, что на Таманском полуострове, - 2 раза в XIX в. Рекордсменом является Локбатан, расположенный в 15 км от Баку, извергавшийся 17 раз с 1828 г. Последний весомо заявил о себе в октябре 1977 г. Сначала наблюдалось сильное выделение грязи и газа; местами кратерное поле напоминало, по словам азербайджанских ученых А. А. Якубова и

стр. 37

А. А. Алиева, кипящий котел. Раздался грозный подземный гул, после чего последовал мощный взрыв: столб огня поднялся на высоту 350 м. Было выброшено около 30 млн. м³ природного газа и более 150 тыс. м грязевулканической брекчии (пластичной или текучей глинистой горной породы, содержащей неокатанные, угловатые включения твердых обломков, обычно составляющих не более 10% общей массы).

Следует отметить: с 1931 г. в районе Локбатана известно месторождение углеводородов. В 1950 - 60-е годы разведочное и промысловое бурение проводили в пределах расположения и других грязевых вулканов региона; везде результаты оказались положительными. Стало очевидно: изучение подобных феноменов имеет не только научное, но и практическое значение. И все-таки механизм их образования и соответствующая геологическая обстановка оставались невыясненными.

Еще Г. В. Абих полагал: грязевые вулканы, подобно огнедышащим, возникают при глубинных магматических процессах, а по гипотезе А. Д. Архангельского и И. М. Губкина - тектоническим путем (при диапировых* внедрениях, складкообразовании, по трещинам и глубинным разломам). Геолог и палеонтолог В. Н. Вебер и геолог-нефтяник К. П. Калицкий в первой половине XX в. выдвинули идею о генетической связи грязевулканизма с генерацией или деградацией залежей нефти. Позже явление начали рассматривать как результат динамики флюи-

* Диапир - куполовидная складка, возникшая путем выдавливания снизу солей, глины и др. высокопластичных пород, которые при своем подъеме прорезают слои; при этом образуется так называемое "ядро протыкания" (прим. ред. ).

Геологический профиль через вулканы Локбатан и Ахтарма (составили А. А. Якубов, А. А. Ализаде, М. М. Зайналов).

стр. 38

дов, пронизывающих каменную толщу и принимающих участие в формировании складок и разрывных нарушений.

Семьдесят лет тому назад немецкий геолог Г. Куглер, изучавший Тринидадские грязевые вулканы (Вест-Индия), пришел к выводу: они и подобные им формы обусловлены сочетанием различных экзогенных (эрозия, трещины высыхания, буровые скважины) и эндогенных (тектонические, геохимические процессы) факторов. Но надо иметь в виду: такая деятельность возникает в зонах накопления углеводородов и главным образом в сводах антиклинальных (выпуклостью вверх) складок.

В выбросах названных вулканов, как правило, присутствует метан, нередки нефтяные пленки, органические вещества, что служит прямым указанием на скопления в недрах углеводородов. С потоками на поверхность поступают йод, бром, хлор, мышьяк, ртуть и прочие ценные химические элементы. Когда же из жерла

стр. 39

Геологическая схема Бурашского грязевулкана (антиклинальная структура):

1 - тектоническая брекчия в зоне сдвига; 2 - наиболее древние песчано-глинистые породы майкопской серии верхнего палеогена - нижнего неогена (около 15 - 25 млн. лет назад); 3 - углы наклона пластов; 4 - геологические границы; 5 - линии сдвига; 6 - грязевые грифоны.

выдавливаются вязкие массы, при застывании они формируют столбообразные тела, а текучие расползаются от кратера к периферии. В понижениях нередко образуются солончаки. В конце XIX в. русский геолог Н. А. Головкинский объяснил происхождение последних длительным действием грязевых вулканов, чье появление он и ряд других специалистов не связывали с тектоникой. Однако проведенные нами исследования не дают оснований согласиться с этим мнением.

Возникшие несколько десятков или даже сотен миллионов лет тому назад разрывные дислокации, преимущественно надвиги на Урале, в Приуралье и на прилегающей части Восточно-Европейской платформы, могут сохранять активность и в настоящее время. Мощное, длительное боковое сжатие меняет не только геологические структуры, но и вещественный состав отложений. Современный грязевой вулканизм - также следствие тектонических процессов. Они генерируют энергию, поддерживающую функционирование сопок, что наблюдается и в молодых палеоген-неогеновых осадках (возрастом до 65 млн. лет), и в более древних.

стр. 40

Геологический разрез Горностаевской антиклинали (Керченский полуостров): 1 - стратиграфические границы установленные и предполагаемые; 2 - надвиги установленные и предполагаемые; 3 - сдвиг; 4 - скважины Алексеевской (А) и Горностаевской (Гр) площадей.

Подобные явления обнаружены нами в пределах складчатой зоны Южного Урала в виде воронок размером в поперечнике 2 - 3 и глубиной более 10 м, заполненных глинистой жижей. Впрочем, особенно многочисленны и масштабны грязевулканы в Крыму, на Керченском полуострове и почти все приурочены к сводам антиклинальных складок, содержащих залежи углеводородов, и к так называемым "вдавленным синклиналям" или мульдам (корытообразным понижениям), возникшим в результате выноса водонасыщенных масс и обломочного материала на поверхность. Судя по всему, правильный вывод более полувека назад сделали И. М. Губкин и член-корреспондент АН СССР С. Ф. Федоров: "Диапировые структуры, нефтяные месторождения и грязевой вулканизм - это триединая сущность целостного геологического процесса". Ныне можно уточнить: данное явление во многом определяется тектоническими движениями, в частности, надвигами.

Ярким примером этого служит Горностаевская антиклинальная структура (Керченский полуостров), где находится ископаемый грязевой вулкан. Структура здесь вытянута в широтном направлении, имеет длину 9, ширину 5 и высоту около 1 км. Скважинами, пройденными на северо-восточном крыле складки, вскрыт надвиг. Причем непосредственно ниже зоны нарушения ствол сква-

стр. 41

жины 4Г резко искривился к северу. По-видимому, буровой снаряд отклонился от вертикали, следуя изменившемуся напластованию пород.

Горностаевская дислокация осложнена Алексеевским сдвигом, впервые выделенным сейсмической разведкой как вертикальный тектонический разрыв субмеридионального простирания. Он обнаружен скважиной 2Г в интервале 2780 - 2810 м. Его поверхность наклонена на северо-восток под углом 85°. К нему примыкает Горностаевский грязевой вулкан, что подтверждает генетическую связь двух указанных образований. Причем у Алексеевского сдвига слои пород резко изгибаются вверх. Очевидно, каналом для водно-грязевого потока послужила данная зона дробления и интенсивной трещиноватости. Залегание пластов как бы наследует движение полужидких масс, поднимающихся с глубины к дневной поверхности. Здесь немалую роль могли играть газы.

Таков, на наш взгляд, типичный механизм образования грязевого вулкана. В условиях вертикального давления и горизонтального сжатия газово-жидкие флюиды, концентрация которых обусловлена природными ловушками (обычно это антиклинальные складки), нагнетаются в их сводовое пространство. При разрядке напряжения, вызванной движением каменных толщ по разрывам, происходит излияние жидкости по естественным каналам-трещинам в направлении меньшего давления, т.е. вверх. Восходящий поток разбавляет и захватывает по пути глинистые массы, вынося их на поверхность.

Похоже, есть все основания сопоставлять грязевулканизм с магматической деятельностью, когда в результате снятия горного давления идет плавление пород, выделение флюидов, устремляющихся вверх по трещинам вместе с расплавом. В нашем случае процесс происходит на меньших глубинах, при небольших температурах и давлении. Его вызывает движение каменной толщи, а место излияния, как правило, приурочено к участкам, осложненным сдвиговым нарушением.

...Четверть века назад А. А. Якубов и А. А. Алиев писали: "Несмотря на почти полуторавековую историю изучения грязевых вулканов, это природное явление таит в себе еще множество загадок. Ряд кардинальных вопросов... механизма их образования и действия, связи вулканизма с геологической историей, процессами образования углеводородов и другие по сей день остаются дискуссионными и не нашли пока однозначного решения". И все же некоторые проблемы если не сняты окончательно, то хотя бы частично прояснены.

Permanent link to this publication: