научная статья по теме ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ КАК ПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК ГАЗОГИДРАТОВ МЕТАНА Геология

Текст научной статьи на тему «ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ КАК ПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК ГАЗОГИДРАТОВ МЕТАНА»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2013, № 2, с. 119-127

УДК 551

ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ КАК ПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК ГАЗОГИДРАТОВ МЕТАНА

© 2013 г. Е. Ф. Шнюков

Государственное научное учреждение «Отделение морской геологии и осадочного рудообразования» Национальной академии наук Украины Украина, 01054 Киев, ул. О. Гончара, 55б; E-mail: nikalmas@mail.ru Поступила в редакцию 02.04.2012 г.

В статье рассматривается связь газогидратов метана с грязевыми вулканами Черного моря, в частности, предполагается, что в значительной мере они приурочены к компенсационным прогибам, возникающим близ грязевых вулканов.

DOI: 10.7868/S0024497X13010047

Изучение газогидратов метана вызывает в наши дни всеобщий интерес. Открытие этих образований в природе в шестидесятые годы прошлого столетия [Макогон, 1974] породило надежды на решение энергетической проблемы и все более привлекает внимание специалистов по мере успехов в их изучении. Важная информация была получена канадскими и японскими исследователями на севере Канады и в результате буровых работ японских компаний близ берегов Японии во впадине Нянхай [Макогон, 2010].

Газогидраты были обнаружены и в Черном море. Впервые их описали А.Г Ефремова и Б.П. Жижчен-ко [1974] в виде мелких белых кристаллов в пустотах илов. В дальнейшем газогидраты из различных районов Черного моря были описаны в целом ряде работ [Корсаков и др., 1991; Гинсбург и др., 1990; Шнюков и др., 1990; Бяков, Кругляко-ва, 2001]. В Черном море были проведены десятки рейсов научных судов Украины, России, ряда европейских стран. Установлено, что газовые гидраты образуют в илах небольшие скопления, неправильные мелкие выделения, жилки, стяжения. Сплошные пласты газогидратов не наблюдались, хотя небольшие пропластки толщиной в 1—2 см изредка встречаются. Все эти находки локализованы во впадинах Сорокина, Туапсинской, Гире-сунской, близ Севастополя и в ряде других мест.

1

Их число достигает 15—20 .

Чаще всего газогидраты метана приурочены к грязевулканическим диапировым структурам и сосредоточены в грязевулканических илах и сопочной брекчии. Однако существуют и иные ме-

1 Число точек указывается приблизительно, так как нет

уверенности в том, что у разных исследователей места находок не повторяются, ибо их координаты приводятся не всегда.

ста их локализации, например, зоны выходов пресных вод, палеорусла и палеодельты рек, в частности Дуная и Днепра.

Геофизические исследования последних лет позволили расширить и уточнить представления о развитии газогидратов. Сейсмические исследования румынскими геофизиками проведены в глубоководной части дельты Дуная. Характерные признаки газогидратов — граница BSR и другие обнаружены на площади около 2900 км2. Установлено местами пятикратное повторение этой границы в разрезе отложений, что привело к дискуссии о природе этого явления. Обсуждаются вопросы различий химизма газогидратов, а также влияния на их образование изменений температур в моменты оледенений [Popescu et al., 2003].

По заказу компании "Роснефть" изучение газогидратов в Туапсинской впадине проведено сотрудниками Московского университета. Обнаружено несколько площадей развития газогидратов, между которыми расположены грязевые вулканы, местами выбрасывающие нефть. Колонки с нефтью подняты в нескольких точках Туапсинской впадины. В разрезе выявлены трижды повторяющиеся границы BSR, природа которых является предметом дискуссии.

Геофизические работы на газогидраты проведены немецкими специалистами в экономзоне Украины во время биологических исследований к западу от Севастополя в устье палео-Днепра (па-лео-Каланчака). Площадь развития газогидратов оценивается в 805 км2 при мощности газогидрат-ного слоя до 100 м и глубинах воды 700—1350 м [Lüdmann, Wong 2004]. Исследования газогидратов в этом районе в 2010—2011 гг. выполнили сотрудники Института геофизики НАН Украины. Газогидраты во впадине Сорокина изучались не-

119

2*

мецкими специалистами в 2010 г. с борта судна "Мари Мериен". Результаты этих работ пока не опубликованы. В настоящей работе рассматривается локализация газогидратов метана в связи с грязевыми вулканами.

Существование газогидратов метана в Черном море термодинамически возможно лишь на глубинах воды не менее 600—700 м. Поэтому для поисков газогидратов интерес представляют лишь те грязевые вулканы, которые расположены в глубоководной зоне Черного моря, где существуют многие десятки этих морфоструктур (рис. 1). Поиски глубоководных грязевых вулканов очень часто являются одновременно и поисками проявлений газогидратов или их залежей.

Возраст заложения черноморских грязевых вулканов пока практически не определен. В работе [Басов, Иванов, 1994] акцентируется внимание на верхнечетвертичном возрасте грязевых вулканов МГУ, Корнева, Тредмар, Малышева, Южмор-геология. Наиболее древней фазой извержений этой группы вулканов считают поздний плейстоцен (вулканы МГУ и Малышева), для других вулканов отмечены подводные излияния в самом конце плейстоцена — начале голоцена. Наконец, на вулкане Корнева извержение грязевого вулкана датируется концом раннего или началом позднего голоцена. Современная деятельность зафиксирована на грязевом вулкане Тредмар, МГУ и многих других. В некоторых работах отмечается перекрытие вершин грязевых вулканов МГУ, Вас-соевича, Страхова голоценовыми и плейстоценовыми осадками [Конюхов и др., 1989]. Эти авторы считают, что новоэвксинское время было моментом наибольшей активности вулканов.

По нашему мнению, в силу морской специфики трудно оценить возраст грязевых вулканов. Однако на суше, в Восточном Крыму, повсеместно существуют ныне функционирующие грязевые вулканы майкопского, а на кавказском берегу даже верхнемелового заложения. По сходству спектра обломочного материала, локализации на поле развития майкопских пород можно предположить, что грязевые вулканы Черного моря тоже, скорее всего, как минимум майкопского заложения.

Поиски грязевых вулканов в акватории Черного моря осуществляются, прежде всего, сейсмическими методами. Однако сейсмические исследования проводятся в основном в шельфовых зонах, и в этой связи для глубоководной части Черного моря приходится пользоваться другими поисковыми критериями. Как правило, подавляющее большинство грязевых вулканов образует на дне небольшие конусообразные холмы высотой 30—50, изредка до 100—120 м. На морских картах Черного моря такого рода поднятия не отражены. На гидрографических картах показаны на

дне лишь те возвышения, которые превышают 10% глубины. Иными словами холмы высотой до 200 м на картах не отражены. В этой связи была проведена работа по изучению первичной документации гидрографической съемки, при которой все мелкие возвышения были зафиксированы. На черноморском дне конусообразные небольшие возвышения чаще всего представляют собой грязевые вулканы.

Поэтому геоморфологические критерии поиска вулканов достаточно эффективны. Данные гидрографической съемки изучаются Отделением морской геологии и осадочного рудообразова-ния НАН Украины в последние несколько лет, что привело к открытию ряда грязевых вулканов.

Такого рода холмы имеют обычно округлую форму. Иногда удается даже наблюдать кальдеры, потоки брекчии, как, например, на вулканах Дву-реченского, МГУ, Южморгеология, Паршин и другие.

Характерным признаком вулканов являются выделения газов (факелы, иногда катастрофические выбросы). Обычные для грязевых вулканов суши поля обломочного материала вокруг грязевых вулканов для морской среды не характерны, ибо нередко захоронены в илистых осадках. Очень часто не удается поднять обломочный материал, особенно если изучение объекта проводится грунтовыми трубками. Лишь на некоторых вулканах подняты небольшие обломки сидерита, глауконитовых песчаников, известняков и др. [Иванов и др., 1989]. Нередко не удается поднять и типичную сопочную брекчию, развиты лишь сопочные илы.

На Керченском полуострове практически каждый грязевой вулкан сопровождается сероводородным источником. Вокруг морских грязевых вулканов в большинстве случаев увеличивается мощность гидротроилитовых илов, что, очевидно, свидетельствует об эпизодической деятельности сероводородных источников.

В целом сумма морфометрических и литологи-ческих характеристик позволяет довольно уверенно определять местоположение вулканов.

В Черном море, его глубоководной части, грязевые вулканы многочисленны, их деятельность иногда сопровождается взрывными явлениями, нередко они весьма масштабны, особенно если учесть продолжительность геологического времени их функционирования.

В целом результаты деятельности грязевых вулканов грандиозны. В прилегающей к Черному морю суше, на Керченском и Таманском полуостровах, выбросы вещества объемом 50—100 тыс. м3 за одно извержение не редкость. Извергаются большие массы обломочного материала, воды, газов. Во время одного из рейсов НИС "Профессор Водяницкий" удалось наблюдать на вулкане Дву-

Рис. 1. Грязевые вулканы глубоководной части Черного моря. 1 — обнаруженные и изученные; 2 — предполагаемые.

реченского газовый фонтан высотой до 800 м при диаметре до 300 м! Р. Рахманов [1987] пишет о выбросах одним вулканом в атмосферу в Азербайджане за одно извержение в среднем 250 млн м3 газа, а за четвертичный период — 125 х 1012 м3!

Итогом такого огромного перемещения масс из недр на поверхность является возникновение диа-пировых структур, к вершинам которых приурочены грязевые вулканы, областей с пониженным геостатическим давлением и прогибание в опреде-

ленных участках вершины складки. По мере накопления морских донных осадков прогибание ускоряется, иногда участок прогибания обрамляется кольцевым или полукольцевым нарушением, образуя грабен-компенсационную синклиналь (местное керченское название "вдавленная синклиналь"). Эти морфоструктуры характеризуются в общем изометричными очертаниями. Размеры их на Керченском полуострове достигают 27 км2 (Кезенская структура), но, как правило, они не велики — от сотен метров до 4 км в диаметре. Эти структуры могут быть кальдерными, когда сопочное поле локализовано в центре структуры, и вне-кальдерными, располагающ

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»