научная статья по теме ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЯНЫХ ДИАПИРОВ И ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ Геология

Текст научной статьи на тему «ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЯНЫХ ДИАПИРОВ И ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2013, № 5, с. 441-460

УДК 551

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЯНЫХ ДИАПИРОВ И ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

© 2013 г. В. Н. Холодов

Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: rostislavn@yandex.ru Поступила в редакцию 26.11.2012 г.

В статье рассматриваются особенности распространения соляных диапиров и грязевых вулканов на континентальном блоке Земли; показано частое их пространственное совпадение. Отмечается морфологическое и геологическое сходство этих структур и развиваются представления об их элизион-ном происхождении. Главным фактором, определяющим появление грязевых вулканов и соляных диапиров, по мнению автора, является возникновение зон сверхвысокого порового давления (СВПД), в свою очередь отражающее трансформацию фазового состава солей, глинистых минералов и рассеянного органического вещества под действием термолиза и термокатализа в условиях замкнутых физико-химических систем.

DOI: 10.7868/S0024497X13050042

Характерной особенностью соляных штоков и грязевых вулканов является их приуроченность к диапировым поднятиям.

Диапиризм, подробно описанный в работах Л. Мрасека, С. Зубера, М. Краузе, а также И.М. Губкина, С.Ф. Федорова, Н.С. Шатского и др., обычно рассматривается как результат вертикального прорыва пластических пород сквозь слоистые толщи более плотных и жестких осадочных напластований; в результате формируются своеобразные диапировые поднятия, отражающие разные этапы формирования складок.

В нижней части такой структуры складчатость чаще всего формируется с разрывом сплошности осадочных пластов; здесь обычно внедрившиеся пластические массы, слагающие ядро, контактируют с разорванными, а местами задранными вверх пластами вмещающих отложений, формирующих кольцевое поднятие.

В верхней части структуры намечается типичная антиклиналь, образованная полого залегающими осадочными толщами; при этом наиболее приподнятая часть складки обычно располагается над внедрившимся снизу ядром, мощности осадочных пластов сокращаются от крыльев к своду и в этом же направлении увеличивается глубина размывов.

Обычно эта часть разреза характеризуется всеми признаками конседиментационного развития структур, подробно описанных в работах С.С. Шульца, Е.П. Брунса, В.Н. Холодова, Г.В. Комаровой, И.А. Кондратьевой, Г.А. Каледы, Б.А. Иванова, И.Е. Слензак, Е.М. Новоселицкого с соавторами и др.

Кроме сходства тектонических структур, контролирующих расположение соляных диапиров и грязевых вулканов, существует много других особенностей, роднящих эти, казалось бы, такие отличные друг от друга образования. Им и будет посвящена данная работа.

ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ СОЛЯНЫХ ДИАПИРОВ И ГРЯЗЕВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ

Сонахождение соляных диапиров и грязевых вулканов можно наблюдать в самых различных регионах континентального блока Земли.

Наиболее крупными солянокупольными провинциями являются Прикаспийская впадина (Россия) и впадина Мексиканского залива (Голф Кост, США).

Прикаспийская впадина представляет собой краевую часть Восточно-Европейской платформы, прилегающую к Каспийскому морю; площадь этого огромного породного бассейна превышает 600 тыс. км2. Мощность осадочного чехла этой структуры в центральных ее частях достигает 20—25 км, а строение фундамента отличается крайней неоднородностью. Соглансо данным К.Е. Фоменко [1972], в краевых ее частях располагаются области распространения гранитно-гнейсового слоя, а в южных и центральных — пятна "базальтового".

От основной части платформы Прикаспийская впадина отделяется флексурно-разломными уступами, особенно резко проявившимися на западе и вдоль северной окраины впадины; погру-

жение впадины к центру происходит ступенчато, по разломам.

Центральные части впадины осложнены целой серией крупных грабеноподобных структур и многочисленными поднятиями и разломами.

Осадочный чехол впадины в основном сложен палеозойскими толщами; на долю палеозойских отложений приходится 60%, мезозойских — 30%, а кайнозойских — 10% мощности. Более полное описание строения осадочного чехла и всей впадины в целом приведено в работах [Холодов, 2013а,б]. Кунгурская соляная формация пермского возраста делит фанерозойский разрез впадины на две части — подсолевую и надсолевую.

Терригенные и карбонатно-терригенные отложения кембрия, силура, девона и карбона (подсо-левая часть разреза) трудно доступны и изучены отрывочно. В надсолевой толще осадков мезозоя-кайнозоя преобладают континентальные красно-цветы.

Прикаспийская впадина — регион очень широкого проявления соляной тектоники, которая связана с пермской (кунгурской) солеродной формацией. Каменная соль кунгурской свиты первоначально имела мощность около 3 км; на этой базе возникло огромное количество соляных диапиров, прорывающих весь осадочный чехол или деформирующих его на глубине. В настоящее время в пределах впадины насчитывается более 2000 соляных штоков, причем некоторые из них, особенно в центральной части, занимают площадь 10 тыс. км2 и имеют диаметр 100 км (Челкар, Санкебай, Эльтон и др.). Соляные диапиры пронизывают вышележащие отложения мощностью в 9—10 км и иногда выходят на дневную поверхность. Общая картина распределения диапиро-вых штоков показана на рис. 1а; очевидно, что здесь очень часто соль оказывается полностью выжатой из междиапировых пространств.

Как показали наблюдения В.Л. Соколова и Г.И. Кричевского [Хаин, 1977], на глубине 1000 и 1500 м соляные штоки посредством соляных перемычек смыкаются между собой, а на глубине 2000—2500 м вся система диапиров превращается в сотовую или ячеистую структуру, в ориентировке перемычек которой отражается ориентировка разломов чехла и фундамента (см. рис. 1б).

В пределах Прикаспийской впадины, севернее и северо-западнее оз. Эльтон, в среднем течении

рек Солянки и Чернявки были описаны современные грязевулканические сопки, а также многочисленные сальзы, извергающие воду, грязь и газы; в составе последних отчетливо преобладает метан [Дзенс-Литовский, Борихин, 1947]. Кроме того, в тех же районах Приэльтонья в скважинах, исследованных сотрудниками Всесоюзного института галургии (ВНИИГ), и в песчаном карьере были установлены мощные потоки древних гря-зебрекчий, залегающих среди акчагыльских и ап-шеронских отложений плиоцена; они с несомненностью свидетельствуют о том, что в плиоценовое время в центральной части Прикаспийской впадины наряду с ростом соляных куполов проявились мощные грязевулканические процессы.

Чрезвычайный интерес представляют находки древней сопочной брекчии (явные следы грязе-вулканической деятельности) в кунгурских отложениях Актюбинского Приуралья, описанные К.Х. Бакировым с соавторами [1973]; они свидетельствуют о генетической близости соляного диапиризма и грязевого вулканизма.

Южнее Прикаспийской впадины отдельные проявления грязевых вулканов были установлены на Мангышлаке [Иванчук, 1970] и на западном побережье Северного Каспия.

Однако максимальное развитие грязевого вулканизма отмечено значительно южнее Прикаспийской впадины, в пределах Азербайджана, Южнокаспийского региона и Западной Туркмении.

На территории Азербайджана (Апшеронский полуостров, юго-западный Гобустан и Нижнеку-ринская впадина) закартировано свыше 220 гря-зевулканических структур, прекрасно описанных А.А. Якубовым, А.А. Али-Заде и М.М. Зейнало-вым в атласе "Грязевые вулканы Азербайджана ССР" [1971], а также в объяснительной записке "Грязевые вулканы нефтегазоносных областей Азербайджанской ССР" [1978], составленной А.А. Якубовым, А.А. Али-Заде, Б.В. Григорьян-цем и др.

Здесь выделяется группа крупных грязевулка-нических построек, достигающих в высоту нескольких сотен метров. К ним принадлежат Туо-рогай и Кянизадаг, а также ряд крупных грязевых вулканов Алятской гряды (Шемахино-Кобыстан-ская область) — Дашгиль, Котурдаг, Айрантекян, Каракюре, Салахай и др. Возвышенности таких гор венчаются обычно кратерными площадками

Рис. 1. Строение кунгурской соленосной толщи, осложненной диапировыми поднятиями в Прикаспийской впадине. а — сейсмогеологический разрез по линии Камышин-Актюбинск [Хаин, 1977 по В.Л. Соколову]: 1 — отложения верхнего плиоцена; 2 — отложения палеогена, мезозоя и верхней перми; 3 — соляные штоки и гряды; 4 — под-солевые отложения; 5 — "гранитный" слой консолидированной коры; 6 — "базальтовый" слой коры; 7 — верхняя мантия; 8 — слой с промежуточными свойствами между "гранитным" и "базальтовым" слоями (возможно, низы осадочного слоя); 9 — разломы. Цифры на рисунке — граничные скорости продольных волн;

б — грядовое расположение соляных структур в Прикаспийской впадине [Хаин, 1977 по Г.И. Кричевскому и В.Л. Соколову]:

1 — флекстурно-разломная граница впадины; 2 — соляные гряды.

или впадинами, на которых располагаются мелкие конические постройки, периодические извергающие грязь, жидкость и газ; они именуются грифонами или сальзами. Склоны прорезаны радиальной системой оврагов — барранкосов. Наряду с крупными грязевулканическими образованиями в этом регионе известны мелкие вулканы; они обычно представляют собой группы грифонов и сальз, достигающих 4—5 м в высоту.

На дне Южного Каспия с помощью эхолоти-рования, геоакустического профилирования и аэромагнитной съемки выявлено более 136 грязе-вулканических построек [Дадашев, Мехтиев, 1979]. Кроме того, общеизвестно, что, судя по геофизическим данным, в этом районе располагается большое количество грязевулканических диапиров, расположение которых не отражается в залегании голоцен-четвертичных отложений дна бассейна. Количество таких погребенных структур практически не учтено.

Связь подводных грязевых вулканов Каспия с газонефтяными месторождениями и тектоническими структурами этого района была рассмотрена Л.И. Лебедевым [1978] и В.Н. Холодовым [1983, 1990а, б, 1991].

Морфология подводных грязевых вулканов детально исследована Л.И. Лебедевым [1978], а также Л.С. Кулаковой и Л.И. Лебедевым [1990]. По данным этих авторов, выделяются два типа подводных вулканов. Вулканы первого типа связаны с разломами и диапирами крупных антиклинальных поднятий и образуют конусы высотой в 50—70 м

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»