Грязевые вулканы

РОССИЙСКАЯ  ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Биологический факультет

Кафедра экологии и генетики 
 
 

Грязевые  вулканы

   
 
 
 
 
 
 
 

                                                                          Выполнила: Баранова О.Г.

          Проверил: Попов Н. Я.                                                                                                                                      

 
 
 
 
 
 
 
 

Тюмень, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                              3

1. О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ  6

2. МОРФОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ           9

3. О КОРНЯХ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ                                                            15

4. СТРОЕНИЕ И МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ГРЯЗЕВУЛКАНИЧЕСКИХ ОЧАГОВ                                                                                                                 18

5. ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВОГО ВУЛКАНА                                    23

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ                                                                                     27 
ВВЕДЕНИЕ

     Грязевые  вулканы представляют собой довольно широко распространенное геологическое  явление. В настоящее время на нашей планете насчитывается  более 1700 надводных и подводных  грязевулканических построек. Некоторые  грязевые вулканы-гиганты, особенно часто встречающиеся на территории Азербайджана, имеют высоту 400-450 м, площадь кратерной площадки 900-1000 м2, а общий объем твердых выбросов в момент извержения в них превышает 2400 млн м3. Особенно крупных размеров достигают грязевые вулканы Алятской гряды - Туорогай, Большой Кянизадаг, Дашгиль, Котурдаг, Айрантекян, Каракюре, Солахай и др.

     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 глины, содержащие рассеянные сульфиды окисляются и превращаются в бурые, красновато-бурые породы, обогащенные гидроксидами железа и марганца. Склоны покрываются сетью глубоких оврагов (барранкосов), радиально расположенных по отношению к кратерной площадке; по ним перемещаются как глубинные воды вулканов, поступающие из грифонов и сальз, так и атмосферные осадки временно скапливающиеся в неровностях рельефа.

     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.

     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, Н,Ю.Халилов, А.А.Керимов, А.Н.Пильчин, Л.Н.Еланский, М.Л.Копп и др.).

     Наконец, наиболее популярным оказалось представление  геологов-нефтяников, которые в соответствии с взглядами В.Н.Вебера, К.П.Калицкого, В.Д.Голубятникова и И.М.Губкина  связывали образование грязевых вулканов с формированием и разрушением  месторождений нефти и газа (М,К,Калинко, А.А.Якубов, М.М.Зейналов, З.А.Буниат-Заде, P.P. Рахманов, Б.В.Григорьянц, Е.Ф.Шнюков и многие др.). При этом, избыточное давление, возникающее в нефтяных залежах и обуславливающее прорыв грязебрекчий на поверхность через эруптивные каналы вулканов многие исследователи объясняли избыточным давлением углеводородных газов, сконцентрированных в недрах.

 

      1. О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

     Как наземные, так и подводные грязевые вулканы очень редко бывают одиночными; чаще они группируются в грязевулканические провинции разных размеров.

      Наиболее  крупные провинции грязевых вулканов сосредоточены в юго-восточной  и северо-западной частях Кавказа.

      В пределах Азербайджана (Апшеронский  полуостров, юго-западный Гобустан и Нижнекуринская впадина) закартировано свыше 220 грязевулканических структур. Обычно они связаны с антиклинальными поднятиями, отчасти контролируются тектоническими разломами и иногда пространственно совпадают с крупными нефтяными и газовыми месторождениями.

      В северо-западной части Западно-Кубанской  впадины, на Таманском полуострове, а также в пределах Керченского  полуострова располагается еще  одна крупная грязевулканическая провинция. Здесь зафиксировано свыше 100 грязевулканических проявлений.

      Менее крупные грязевулканические провинции, в состав которых входит обычно несколько десятков грязевых вулканов, установлены в Италии (долина р.По, о.Сицилия), в Албании, в Румынии, в западной Туркмении, в пределах Горганской равнины Ирана, на макранском побережье Ирана и Пакистана, в северном Белуджане Пакистана, в Джунгарии (КНР), в западных районах Бирмы, на островах Малайзии и Индонезии, на острове Новая Гвинея. Характерно широкое распространение грязевых вулканов на острове Сахалин, на островах Хонсю и Хоккайдо (Япония), а также в Новой Зеландии.

      В западном полушарии грязевые вулканы  известны на острове Тринидад (государство  Тринидад и Тобаго), в Венесуэле  и в северной Колумбии; они установлены  также на побережье Мексиканского  залива, в Калифорнии, в Гренландии и в Исландии.

     Местные названия грязевых вулканов варьируют  в очень широких пределах; их именуют  сальзами, макалубами, глодурами, болборосами, пыклями (вариетет-пекло), грифонами, потоссами, морнами, буффами, ярдами, эрвидеросами, намарами, порсугелями.

      Среди подводных грязевулканических провинций, пожалуй, самой крупной является Южнокаспийская впадина; здесь с  помощью эхолотирования, геоакустического профилирования и аэромагнитной  съемки выявлено более 136 грязевулканических построек на дне моря.

     Менее детально изучены подводные грязевулканические провинции Черного и Средиземного морей; в них соответственно исследовано 25 и 16 грязевулканических сооружений.

     Подводные грязевые вулканы довольно широко распространены на шельфах океанов и внешних  морей; также как холодные потоки углеводородов ("сипы") они установлены в пределах западного и восточного тихоокеанского побережий, на шельфах Атлантического океана. Норвежского и Баренцева морей.

     В целом, рассматривая закономерности распространения  грязевых вулканов на континентах планеты, а также в морях и океанах, нетрудно придти к выводу, что большинство грязевулканических провинций отчетливо тяготеет к альпийской зоне складчатости.

     При этом главной ареной, на которой  проявляется грязевой вулканизм, являются предгорные и межгорные впадины, в которых накапливаются мощные толщи терригенно-глинистых кайнозойских отложений. Так, общеизвестно, что в пределах Мексиканской впадины мощность осадочного чехла оценивается в 10 км, в Южно-Каспийском бассейне она равна I9-20 км, в Западно-Туркменской впадине - 14 км, в Омано-Макранской депрессии - 11 км, а в пределах Иорвадийско-Андаманского региона она колеблется от 14 до 18 км.Обычно области распространения грязевых вулканов совпадают с наиболее крупными нефтегазоносными бассейнами и соответствующими им элизионными системами.

     Наконец, следует подчеркнуть, что в грязевулканических провинциях обычно очень широко развиты  мощные глинистые толщи и зоны сверхвысоких пластовых давлений флюидов (СВПД). Последнее обстоятельство особенно рельефно доказал М.К.Калинко, установивший их проявления в районах Мексиканского залива и острова Тринидад, в Западно-Кубанской впадине и на Апшеронском полуострове, в Западно-Туркменской впадине, в районе Эльбурса, на Макранском побережье Ирана и Пакистана, в Джунгарской впадине, в Западной Бирме и на острове Ява.

 

      2. МОРФОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

     Если  использовать данные, характеризующие 500 и более наземных и подводных  грязевых вулканов Крымо-Кавказского  и Южнокаспийского регионов, то можно выделить среди них ряд морфогенетических типов.

     К первому типу грязевулканических построек относятся диапировые образования. Обычно это крупные грязевые вулканы, в которых грязевулканическая брекчия отличается вязкой консистенцией и выдавливается из кратерного канала, образуя столбообразные некки. Типичными примерами вулканов этой группы могут служить Разнокол (Тамань), Котурдаг (Гобустан), Кобек и Боя-Даг (Западная Туркмения).

     Разнокольский грязевой вулкан расположен на левом  берегу старой протоки р. Кубань, вблизи от села Юрьево. Здесь непосредственно из-под заросшей травой почвы, без каких-либо других следов грязевулканической деятельности, выдавливается огромное колбасоподобное тело, высотой в 2-3 м и шириной в 15-20 м. Сползая вниз по откосу берега вязкая грязебрекчия разламывается на блоки и формирует гигантский оползень, длина которого достигает 1.5 км, при ширине в 50-100 м; он под прямым углом пересекает крутой левый берег протоки. В плотной глине потока встречены редкие включения обломков пород и глыб размерами от 0.50 х 0.70 до 1.5 х 3 м; они слагаются песчаниками, карбонатными обломками и сидеритовыми конкрециями. По Е.Ф.Шнюкову выдавливание диапира осуществляется неравномерно; в одних частях оно определено в 12 см/мес., в других - до 75 см/мес. Во времени интенсивность процесса тоже меняется, то ускоряясь, то замедляясь.

     Грязевой  вулкан Котурдаг представляет собой  огромную конусовидную гору, осложненную  небольшой кратерной площадкой, напоминающей гигантский бархан. Из кратера  вулкана выдавливается бугор плотной глинистой грязебрекчии; его ширина достигает 30 м, а высота - 15 м. Так же, как в пределах Разнокола, грязебрекчиевый язык разламывается на фрагменты, прорывает кратерный вал в его южной части и протягивается вниз по склону грязевулканической горы на расстояние 1.5 - 2 км. В плотной глине вулкана видны многочисленные зеркала скольжения; на фоне плотной глинистой массы темно-коричневого цвета разбросаны редкие, но крупные обломки мергелей, зеленовато-серых песчаников и красноцветных глинистых пород. А.А.Якубов и М.М.Зейналов установили, что скорость выдавливания глинистых грязебрекчий в Котур-Даге оценивается в 1.2-1.5 м/мес.; наши замеры в 1987 году позволили рассчитать ее величину в 1 м/мес.