3. Геологические условия и динамика развития грязевулканического очага

автор материала Р.И. Бочарова
 

Большие масштабы и необычайный характер явления, связь с рудообразованием и нефтеносностью, поставили перед геологами, изучающими грязевой вулканизм, еще и популяризационную цель. Показать природу грязевых вулканов, его мнимые и реальные опасности, своеобразную красоту сопочного пейзажа, напоминающего лунный. Геолого-поисковое значение вулканов с сопутствующим рудопроявлением, а также краеведческие возможности изучения грязевого вулканизма связаны с географией и историей края.

Специально грязевыми вулканами Таманского полуострова, точнее Керченско-Таманской области, потому что генетически эта зона представляет единое целое, занималось ряд геологов. Среди них большое внимание сопочным отложениям, динамике грязевых вулканов, а также нефтеносности этого района уделял ИМ. Губкин. В своей работе "Обзор геологических образований Таманского полуострова", опубликованной в 1918 г. он называет грязевые вулканы - естественными скважинами на нефть. 20 лет спустя, в 1938 г. вышла книга по грязевым вулканам Керченско-Таманской области, авторы Белоусов В. В. и Яроцкий Л. А., в которой указана связь грязевых вулканов с рудопроявлением, и, до настоящего времени, эта книга представляет интерес для специалистов.

В работе "Геоморфология и некоторые моменты геологической истории" Е. С. Блажний обращает внимание на условия и причины формирования таманских вулканических гряд (10, 1954 г.)

Бурное развитие геологических исследований в XX в. привело к накоплению фактического материала: описаны извержения, установлены закономерности, зафиксированы взрывные явления в грязевулканических очагах Тамани. Пробурены сотни разведочных и эксплуатационных скважин, испытаны разные методы геологической разведки: геофизического зондирования, каротажа и др. На этой основе издано много статей, десятки книг и целые монографии, в т.ч. по грязевым вулканам. Так, в 1962 г. издан труд Н. И. Благоволина "Геоморфология Керченско-Таманской области", в которой выделяется 14 антиклинальных зон при общем преобладании синклинальных структур, что конечно представляет особый интерес для изучающих грязевые вулканы. Значительный интерес к развитию грязевулканических явлений и тектонических условий их проявления проявил в своей книге "Геоморфология Северного Кавказа" НИ. Сафронов, издана в 1969 г. В 1970 году киевское издание выпустило книгу Е. Ф. Шнюкова, П. И. Науменко, Ю. С. Лебедева "Грязевой вулканизм и рудопроявление", где описаны взаимосвязь и закономерность этих явлений. И, наконец, в 1986 г. "Наукова думка" издает прекрасную монографию, книгу-атлас "Грязевые вулканы Керченско-Таманской области" авторы Е. Ф. Шнюков, Ю. В. Соболевский, Г. И. Гнатенко. В ней вы найдете все, что характерно для грязевулканических областей от внешних форм крупных сооружений до мелких морфологических нарушений: от прогнозов рудопроявлений и газоносности до закономерностей компенсационных явлений на шельфе; классификации вулканов и многое др.

В настоящее время определенный интерес к грязевым вулканам Тамани, как геологическим памятникам природы проявляет С.П. Лозовой, отмечая их научное, учебно-просветительское и познавательное значение. Он обращает внимание общественности на грязевые вулканы как на уникальное явление, нуждающееся в защите. Совершенно с других позиции к проявлению грязевого вулканизма подошли специалисты "Кубаньгеологии" Левченко В. Т., Черницина АИ., Целютина И. В. Статья "Грязевые вулканы Тамани - реальная угроза чрезвычайных ситуаций и катастроф", помещена в журнале "Разведка и охрана недр" за 1966 г. В ней описаны вполне объективные опасности, связанные с возможными катастрофическими извержениями вулканов, свидетелями которых на протяжении двух столетий были местные жители.

Среди других исследователей грязевых вулканов следует отметить профессора ПИ. Кашинского, оценивающего Сопочные отложения Гнилой Горы в 1919 г. на предмет содержания в них бора, йода, брома и др., а также геолога Н. И. Андрусова, высказавшего мнение по поводу проявления нефтеносности территории всего полуострова, и тектонике, обусловившей это явление.

Особо необходимо упомянуть тех, чья практическая помощь и консультации помогли нам определиться в своей работе по грязевым вулканам, это: А. Е. Быстржинский, геолог-нефтянник Краснодарской геологопоисковой конторы (ГПК) 1986 г.; директор Кубанской устьевой станции (г. Темрюк), кандидат географических наук А. А. Иванов (1985-1991); преподавателей КубГУ и наших учителей A.M. Канонникова и ЛИ. Чередниченко.

На основании сообщений специалистов и многолетних собственных наблюдений за грязевыми вулканами, мы пришли к заключению, что грязевые вулканы, несмотря на сходство внешних форм с настоящими и эффективный характер извержения, в момент которого происходит взрыв и возгорание, имеют ряд специфических черт и совершенно отличаются от них по условиям происхождения, динамике вулканического очага, механизму и продуктам извержения.

Так, необходимыми условиями проявления грязевого вулканизма Таманского полуострова являются:
1. Наличие в разрезе мощных толщ пластичных глин, обязательных для создания диапировых ядер и служащих исходным материалом для образования сопочной брекчии. Для Тамани таковыми являются глины майкопской серии, составляющие толщи пород миоцена, включая тортонскую, сарматскую и меотическую свиты, с которыми связываются все имеющиеся структуры.
2. Прироченность области распространения грязевых вулканов к зонам окончаний крупных складчатых сооружений, имеющих тектонические нарушения. Так, Таманские складчатые образования являются периферийными зонами Большого Кавказа, нарушенные Благовещенским, Темрюкско-Витязевским и др. тектоническими разломами.
3. Накопление углеводородных газов, приводящих в пределах вулканического очага к образованию высоких (аномальных) межпластовых давлений. Они представляют активную транспортирующую силу для переноса глинистого материала, водных растворов и газов из областей высокого давления в область разгрузки.
4. Присутствие пластовых вод, размягчающих глинистые породы. Корни грязевулканических очагов уходят на большую глубину, пересекают мощную толщу осадочных пород неогена, в т.ч. и все заключенные в ней водоносные горизонты.

Динамика грязевулканического очага представляет из себя сложный процесс, протекающий поэтапно. Вначале мощные глинистые толщи, приняв на себя развивающееся в породах вертикальное напряжение выдавливаются к поверхности в форме диапировых ядер протыкания.
С точки зрения И. М. Губкина, одновременно с перетиранием ядра диапировой складки, происходящем при его выжимании и в результате этого же движения глинистых масс вверх, возникает энергичное движение воды и газа к своду складки. Энергии этого движения достаточно, чтобы здесь развилось газовое давление, способное вызвать сильный взрыв перетертых и разбитых пород ядра складки. Таким образом, напирание сопочной брекчии на поверхность обусловлено первоначально тектоническими силами, а затем лишь движением газа и воды.

Причем разгрузка диопирового ядра, по мнению геолога Левченко ВТ. (1996), происходит не всегда, а только в случае "открытого" ядра, когда флюиды в условиях геостатического давления стремятся к участкам более низких давлений и генетически связанных с ними кратерам грязевых вулканов. Если ядро диапира остается "запечатанным", разгрузка происходит в близлежащие коллекторы с относительно низким пластовым давлением и грязевулканического извержения не происходит. При условии блокирования диапирового ядра со всех сторон и недостаточном давлении внутри структуры, происходит закупорка ядра и образуется гидролакколит, т.е. несбывшийся грязевой вулкан, в рельефе имеющий куполообразную форму. Если же проницаемые пласты имеют локальный характер и развиты только в близлежащей к диапиру зоне, пульсационная разгрузка пластовой энергии в течение геологического времени приведет к образованию аномально высоких пластовых давлений, что создаст условия и предпосылки для извержения грязевых вулканов.

Грязевулканическая деятельность таманских сопок составляется из кратких периодов активной фазы — эпизодических бурных извержений и продолжительных спокойных грифоновых излияний. Интервалы между извержениями измеряются сотнями и десятками лет, грифонные излияния — минутами. Определенной периодичности в извержениях нет. Так, извержение Голубицкого морского вулкана наблюдалось в 1988 г. (год активного солнца) и в 1994 г. Вулкан Миска имел в XIX в. три катастрофических извержения, в XX — одно. Последнее извержение произошло в 1905 г. Грифонная стадия грязевых вулканов является более стабильной по интенсивности и интервалам. Впечатление кипящей грязи обманчиво, это видимое взаимодействие глинистокаменной брекчии и попутного газа (чаще метана). Выделение газа транспортирующего (выталкивающего) грязь на поверхность и создает впечатление (видимость) кипения. Температура кипящей грязи от 17 до 22 градусов по Цельсию. Выход грязи происходит в три фазы: вначале, грязь в освободившейся сальзе оседает и 2-3 минуты отсутствует. Затем грифон наполняется грязью в несколько приливов, изнутри выдвигается пузырь, покрытый грязью. И, наконец, пузырь лопается, грязь выплескивается, обрызгивая особо любопытных, и изливается через край сальзы, стекая по конусу. Глинистый поток в движении и застывшем состоянии несколько напоминает лавовый, но в миниатюре. Атмосферные явления разрушают склоны вулканов, образуя промоины и овраги, отдаленно напоминающие баранкоссы. Продуктами извержения грязевых вулканов являются смесь глинистых масс, обломков горных пород, пластовых вод, углеводородных газов, иногда с запахом нефти и даже с ее примесью. Жидкая фракция состоит из разжиженной пластовыми водами глины до состояния глинистого дисперсного раствора, обладающего наибольшей проницаемостью. Такая фракция состоит из обломков размером от 2 мм до 50 см. По консистенции смесь — брекчия бывает от жидкого кефира до густой каши. Склоны вулканических сопок и гряд Таманского полуострова покрыты уже засохшим и растрескавшимся глинистым материалом и усыпаны обломками разных пород. Среди них такие: песчаники, алевролиты, конгломераты, фораминиферовые и кристаллические известняки, мергели, доломиты, а также глины типа майкопских. Наиболее распространенными являются песчаники и алевролиты, конгломераты и мергели; из карбонатных пород чаще всего перекристаллизовавшиеся известняки. Размеры обломков очень разные от 0,2 мм до 50 см. Камни и поверхность почвы местами покрыта соляными корами карбонатов, галлоидов и баритов. Иногда встречаются обломки пород с измененной в цвете поверхностью ржавого или черного цвета, это свидетельствует о том, что они выброшены из кратера вулкана при катастрофическом извержении.

Итак, развитие грязевулканического очага представляется нам в определенной последовательности и в несколько стадий:
-осадконакопление мощных глинистых толщ; -образование складчатых структур и накопление флюидов;
-формирование диопировых ядер и протыкание свода;
-извержение вулкана и наработка классического конуса;
-катастрофическое извержение взрывного характера и образование современной кальдеры;
-вдавленная синклиналь;
-сопочные поля древних вулканов, открытых и погребенных.
 

см. содержание. Следующая часть.