Грязевые вулканы. 2
Содержание:
Введение----------------------
Строение и механизм
образования грязевулканических очагов---------------
Динамика развития
грязевого вулкана-------------
О корнях грязевых вулканов
------------------------------
Распределение грязевых
вулканов----------------------
Грязевые вулканы - национальное
достояние Азербайджана------------------
Литература--------------------
Введение
Грязевые вулканы
представляют собой довольно широко
распространенное геологическое явление.
В настоящее время на нашей
планете насчитывается более 1700
надводных и подводных
Обычная грязевулканическая деятельность четко распадается на два периода. Извержения начинаются со взрыва газов в кратере, разрушения кратерной пробки и поступления на поверхность потоков полужидких грязебрекчий. Одновременно из жерла вулкана выбрасываются твердые обломки и глыбы пород, нередко происходит самовозгорание углеводородных газов и над кратером появляется горящее пламя. Его высота может достигать нескольких сотен метров. Массы грязебрекчий, содержащих большие количества воды, нефти, сероводорода и рассеянных сульфидов, растекаясь на площади, надстраивают старый конус. При этом объемы твердых выбросов огромны.
Извержение вулкана обычно длится несколько дней, сопровождается землетрясением, мощным подземным гулом и иногда распадается на отдельные фазы, в течение которых преобладают то одни, то другие продукты грязевулканической деятельности.
Затем вулкан надолго затихает. На кратерной площадке его появляются многочисленные сальзы и грифоны, непрерывно поставляющие на поверхность жидкую грязь, газ, воду. а иногда и нефть. Здесь у каждого источника, пробивающегося на поверхность, отлагается масса плотных глинистых корок, которые наращиваясь, превращаются в миниатюрное подобие вулкана. Такие сальзы. размерами не более 2-3 м высотой встречаются в кратерах в огромных количествах. Так, в кратере Дашгиль установлено 45 подобных построек, в кратере Айрантекяна - 66, а в кратере Отманбоздага даже 85.
Одновременно на склонах
вулканического конуса начинается окисление
и эрозия грязевулканических построек.
Серые и зеленовато-серые
Таким образом, в грязевых вулканах постоянно чередуются периоды извержении с периодами относительного покоя. Во времени извержения различных грязевых вулканов происходят крайне неравномерно. Так, например, вулкан Джау-Тепе (Керченский полуостров) с 1864 по 1942 г. извергался 7 раз, Туорогай (Азербайджан) с 1841 по 1950 г. - 6 раз, тогда как в течение XX столетия зафиксировано только 2 извержения вулкана Шуго (Тамань). Впрочем, вполне вероятно, что такая неравномерность грязевулканического процесса объясняется неполнотой выполненных наблюдений.
Грязевые вулканы
с древнейших времен привлекали внимание
геологов; им посвятили свои работы
такие выдающиеся ученые как Н.И.Андрусов.
И.В.Мушкетов, Г.В,Абих, В.И.Вернадский,
А.Д.Архангельский, И,М.Губкин. К.Н.Калицкий,
Д,В.Голубятников, В.В.Белоусов, Н.С.Шатский,
А,Б.Ронов, П.Н.Кропоткин, В.Е.Хаин, А. И.
Косыгин, Е.Ф.Шнюков и др.
При объяснении механизма формирования собственно грязевых вулканов в начале XX века обозначилась три главных направления.
Одни исследователи, традиционно развивая идеи Г.В.Абиха, продолжали утверждать эндогенный, магматический генезис вулканов, акцентируя внимание на отдельных, не всегда однозначно объяснимых особенностях этого явления (Э.П.Штебер, С.А.Ковалевский, В.А.Горин, Н.А.Кудрявцев, П.Н.Кропоткин, Б.М.Валяев, Ш.Ф.Мехтиев, С.Д.Гемп, 3.А. Буниат-Заде, К.К.Уилсон и др.).
Другие геологи, вслед за академиками А.Д.Архангельским и, отчасти, И.М. Губкиным предлагали тектоническое решение задачи и главным фактором, определившим возникновение грязевых вулканов, считали геодинамику - развитие диапировых складок, пологих надвигов или глубинных разломов (Н.С.Шатский, М.М.Жуков, Е.В.Милановский, В.Е.Руженцев, С.Зубер, В.А.Горин, С.Ф.Федоров, З.А.Буниат-Заде, В.Г.Бондарчук, А.Л.Путкарадзе, Ч.А.Зейналов, И.М.Сирыка, и др.).
Наконец, наиболее популярным
оказалось представление
Строение и механизм образования грязевулканических очагов
Скопления грязевых вулканов
тяготеют к нефтегазоносным впадинам
альпийской зоны складчатости, в которых
накапливаются терригенно-
Действительно, в районе
Керченского полуострова
Нам представляется,
что избыточные давления флюидов
в мощных толщах глин формируются
главным образом за счет фазового
преобразования глинистых минералов
в области высоких температур
(и давлений) и, в первую очередь,
за счет иллитизации смектита.см рис.1
В схеме этот процесс
можно представить себе так, как
он изображен на рис. В верхней
части рисунка приведен макет
образования зоны разуплотнения
и сверхвысоких поровых давлений
(СВПД) в глинах. Здесь мощный пласт
преимущественно смектитовой
В микромасштабе процесс,
что реализуется в глинах при
фазовых превращениях глинистых
минералов, изображен в левой
части графика. Здесь показано, как
блоки смектитовой глины (1,2,3,4) при
погружении превращаются в иллитовые
(1,2,3,4), уменьшаясь в объеме и выделяя
кристаллизационную воду в зоне критических
температур и давлений. В результате
этого процесса, вблизи от границы
иллитизации закладывается зона
разуплотнения глин - пласт, в котором
иллитовые блоки взвешены в выделившейся,
кристаллизационной воде.
Глубже новообразованные блоки иллита сближаются между собой под действием возросшего геостатического давления и вся поровая вода отжимается вверх, в зону разуплотнения. В результате иллитовая глина уплотняется, а над ней возрастает поровое давление жидкости - в зоне разуплотнения глин образуется область СВПД.
Мощность зоны разуплотнения
глин и величина пластовых давлений
в ней в значительной степени
зависят от мощности преобразуемой
глинистой толщи и от ее положения
по отношению к границе
Изучение структурно-
В реальных условиях
элизионных систем предложенная нами
идеализированная схема фазовых
превращений глинистых
I. Количество смектита
в трансформирующихся глинах
не обязательно должно резко
преобладать над всеми
3. Формирование подземных
глинистых плывунов резко
4. Пластовое давление
в грязевулканическом очаге
5. В зоне разуплотнения
глин протекает интенсивное
Здесь рождаются новые
ассоциации аутигенных минералов, отражающие
особенности новой физико-
В ходе погружения глинистых толщ в глубь осадочного бассейна и иллитизации смектита рост поровых давлений прекращается тогда, когда в область СВПД попадает разлом, вертикальная зона трещиноватости или песчаный пласт-коллектор. Тогда поровые флюиды, накопленные в зоне разуплотнения, устремляются в поровые пространства песков или уходят по плоскости разломов, а поровые давления в глинах падают до обычных для данных глубин.
При существенной разнице
поровых давлении в глинах и коллекторах
могут, по-видимому, возникать коллизии,
существенно меняющие текстуру и
характер залегания не только глин,
но и других осадочных пород в
разрезе. В нижней части рис. 5 приведена
схема, характеризующая
Очевидно, что когда пласт песка I входит в область разуплотнения и СВПД, он превращается в плывун, пластичность песчаника и глины выравнивается, и они оба деформируются как весьма пластичные и сходные образования.
Иногда перепад поровых давлений в глинах и песчаниках настолько велик, что их соприкосновение приводит к более ярким гидроразрывам; под огромным давлением разжиженный песок инъецируется в трещины, заполняет их и после декомпрессии цементируется компонентами, растворенными в пульпе.
Именно так формируются
песчаные дайки, горизонты с включениями,
диапировые апофизы и др. консеквентные
тела, описанные нами в ряде предшествующих
работ. Они нередко ассоциируются
именно с грязевыми вулканами
и это приводит к мысли, что
в очаг подобных образований помимо
разжиженных флюидами глин могут
входить также разжиженные
Такям образом, очаг грязевого
вулкана представляет собой тело,
сложенное глинами, реже - песками, часто
содержащими большое количество
твердых обломков вмещающих пород
и разжиженных
Потенциальные возможности таких грязевулканических очагов хорошо раскрываются при исследовании аварий нефтяных скважин.
Первый очень распространенный случай описан А.Г.Дурмишьяном и Н.Ю. Халиловым в связи со сверхвысокими пластовыми давлениямн в структурах Бакинского архипелага. Здесь при бурении ряда скважин наблюдался прихват инструмента, сужение ствола скважины, выбросы труб и выпирание глинистой массы на поверхность. Так, например, бурение скв. 42 на грязевом вулкане Дашгиль завершилось тем. что из забоя была выброшена вся колонна бурильных труб длиной в 2500 м, которая силой выброса оказалась кольцеообразно уложенной вокруг буровой вышки. Значительно чаще из забоя скважины бурильный инструмент вытеснялся пластичной глинистой массой, напоминавшей грязебрекчии, а затем эти скопления грязи выдавливались из ствола наподобие диапира.
Другой случай ассоциируется с появлением так называемых "буйных скважин", широко распространенных в США (штаты Техас и Луизиана), а также в Бакинском районе. Аварии в этом случае сопровождаются внезапным выделением большого количества воды и газа, провалом буровой и образованием округлых воронок диаметром 200-250 м. В течение длительного времени после аварии (8-10 лет) вода выносит на. поверхность огромное количество глинистого материала.
Различия между этими двумя крайними случаями заключаются в составе и строении самого грязевулканического очага, а также в условиях его вскрытия скважинами. В первом случае грязевулканический очаг реагирует на введение забоя скважины как единое тело, стремящееся занять больший объем, а во втором - из него удаляется вода и газ, падает давление, образуется свободное пространство в недрах, которое отражается у устья скважины формированием кальдеры обрушения и проседанием пластов.
Можно думать, что
эти два разных случая вскрытия очага
грязевого вулкана скважинами до
некоторой степени аналогичны формированию
крайних морфогенетических
Очевидно, что аналогия в поведении буровых скважин и грязевых вулканов косвенно подтверждает наши представления об условиях и механизме формирования грязевулканических очагов.
С геологической точки
зрения очаги грязевулканической деятельности
можно рассматривать как
Динамика развития
грязевого вулкана
В развитии подавляющего
большинства грязевых вулканов можно
отчетливо различить три
1) стадию формирования
грязевулканического очага,
2) стадию извержения
грязевого вулкана, в
3) стадию пассивной
грифонно-сальзовой
Первая стадия протекает
на фоне аккумуляции терригенно-
Очень большое значение
в деятельности грязевых вулканов играет
величина суммарного СВПД, возникающего
в очаге. Оно, так же как и компонентный
состав фдюидов в значительной степени
зависит от первичных, палеогеографических,
седиментационно-
В целом, формирование
грязевулканического очага
Вторая стадия развития грязевого вулкана начинается с вскрытия грязевулканическою очага системой разломов и трещин, что связывает переход закрытой физико-химической системы в открытую. Этот процесс сопровождается фазовой дифференциацией вещества и одновременным движением масс от очага к дневной поверхности.
Главным фактором, регулирующим извержение, является падение давления, связанное с перемещением грязевулканической массы по каналу от очага к дневной поверхности. Снижение давления очень интенсивно воздействует на пластичность разжиженных глин; как известно. уменьшение его превращает полужидкую массу в плотное глинистое тело.
Очень большую роль
во время извержения вулкана играет
потеря га-зовой составляющей; она
меняет свойства остаточного раствора
и неред-ко приводит к образованию
аутигенных минералов, кольматирующих
канал вулкана. Так, например, потеря
газообразного СО вблизи от дневной
поверхности смещает
Потеря метана способствует
концентрации тяжелых углеводородов
и формированию кировых и асфальтовых
образований цементирующих
Очень большое значение
при извержении грязевого вулкана
имеет поведение
В некоторых случаях запечатывание каналов вулкана происходит чисто механическим путем, так .как в них могут застрять глыбы и обломки твердых пород, захваченных грязевым потоком из вмещающих пород; их размеры иногда достигают 5- 10 м3.
Очень часто кратер
вулкана забивается грязебрекчиями,
объемы которых необычайно велики.
По подсчетам А.А.Якубова и А,Д.
Как бы то ни было, но процесс извержения грязевого вулкана, в целом, направлен на разделение компонентов, интегрированных в грязе-вулканическом очаге. Он вызывает существенное падение СВПД в области питания системы, завершается запечатыванием ранее активно действую-щего канала и переходом к следующему, относительно спокойному этану развития.
Третий. сальзово-грифонный
этап развития грязевого вулкана
с одной стороны можно
Одновременно уменьшается проницаемость той пробки, что запечатывает грязевулканический канал.
Следует подчеркнуть,
что грязебрекчий, перекрывающие
каналы вулкана и формирующие
кратерную площадку редко представляют
собой полностью непроницаемую
систему; в них часто обнаруживаются
трещины, зоны повышенной проницаемости
и каналы, по которым в первую
очередь двигаются и
По следам мигрирующих
газов в сальзово-грифонный
Газоводные смеси, несущие массы пелитового глинистого материала, постепенно разрушают сплошность грязевулканической пробки, запечатывающей эруптивный канал вулкана. С другой стороны, их выход на дневную поверхность сопровождается отложением глинистых скоплений со всех сторон окружающих канал разгрузки и постепенно формирующих конусообразные постройки в миниатюре напоминающие грязевой вулкан.
В целом сальзово-грифонные
воды грязевых вулканов по составу
очень похожи на пластовые воды нефтяных
и газовых месторождений
Таким образом, период
усиленной сальзово-грифонной
О корнях грязевых вулканов
Систему вертикальных и наклонных каналов, по которым на поверхность поступает масса грязебрекчий разной консистенции, воды, жидких и газообразных углеводородов, газов и др. компонентов в геологической литературе принято называть корнями грязевых вулканов. Глубины, на которые проникают корни, определялись несколькими независимыми методами.
С помощью сейсмического
профилирования глубина проникновения
корней грязевых вулканов была установлена
в западной Туркмении и в Южно-Каспийской
впадине. В первом районе, по данным
А.М.Сунгурова, она оказалась равной
5 - 7 км, во втором Л.С.Кулакова и Л.Н.Лебедев
обнаружили их на глубине 9 км. Так как
мощность осадочного чехла и в
том и в другом случае колеблется
от 14 до 20 км можно определенно утверждать,
что корневая система вулканов не
выходит за пределы стратисферы
- осадочной и вулканогенно-
Косвенные, но очень
интересные данные о генезисе грязевых
вулканов можно получить путем исследования
состава газов, участвующих в
процессах извержений или поступающих
на поверхность в результате сальзово-грифонной
деятельности. Результаты многочисленных
анализов газов вулканов Кавказа
и Туркмении позволяют
Только в некоторых вулканах Керченского региона наряду с метаном,получает распространение углекислота.
В отличие от грязевых вулканов истинные или магматогенные вулканы практически не выделяют метан. В их газовой фазе обычно накапливаются хлориды, углекислота, азот, сероводород, сернистый газ и даже фториды, однако метан, как правило, отсутствует.
В последнее время геохимические исследования газовой фазы грязевых вулканов были усилены изотопическими исследованиями гелия. В работах А.А.Якубова и др., а также В.Ю.Лаврушина и др. было установлено отсутствие в природных газах мантийного гелия, что по мнению авторов однозначно указывает на коровый источник всех газовых составляющих, включая углеводороды.
В целом, очевидно, что состав газов в изобилии поставляемых грязевыми вулканами как во время извержений, так и в сальзово-грифоновую стадию позволяет считать их генетически связанными с осадочными толщами грязевулканических провинций.
Оценку расположения корней грязевых вулканов многие исследователи пробовали установить по стратиграфической привязке твердых выбросов, в том или ином количестве, всегда присутствующих среди грязебрекчий. В этом случае предполагалось, что возраст самых древних включений должен соответствовать максимальной глубине проникновения корней вулканов в осадочный чехол.
Если следовать чисто формальным построениям, то по материалам Ю.С.Лебедева, А,А.Якубова, А.А.Ализаде, М.М.Зейналова, Б.В.Григорьянца, А.А.Алиева и др. геологов можно думать, что корни грязевых вулканов Керченского полуострова не опускаются глубже миоценовых отложений, а корни вулканов Тамани и Западно-Кубанской впадины, по-видимому, прослеживаются в эоцен-палеоценовых толщах и даже в мелу.
Обратная картина наблюдается в положении очагов грязевых вулканов Апшерона, Кобыстана и Южно-Каспийской впадины. Корни большинства грязевых вулканов Азербайджана связаны с меловыми и палеоген-миоценовыми отложениями. Однако по направлению к центру Южно-Каспийской впадины они переходят в более молодые плиоцен-четвертичные отложения.

- Грязевые курорты России: перспективы развития, использование естественных факторов в современных оздоровительных технологиях
- Грязевые рекреационные ресурсы Украины
- Грязевые рекреационные ресурсы Украины
- Грязелечение талассотерапия спа-терапия как сфера социально культурного сервиса
- "Грязные" избирательные технологии в современном российском обществе
- Г.Спенсер и его подход к обоснованию методологии новой науки об обществе
- Гсударственная миграционная политика
- Грыжа- Классификация – Лечение
- Грыжи
- Грыжи
- Грызуны лесных биотопов
- ГРЭ: Основные тенденции
- ГРЭС-2200МВт
- Грязевые вулканы