CC BY
5УДК 551.462.8
ГРЯЗЕВОЙ ВУЛКАНИЗМ ВОСТОЧНО-ЧЕРНОМОРСКОЙ ВПАДИНЫ И ВАЛА АНДРУСОВА: НОВЫЕ ДАННЫЕ
Шельтинг С. К., И Шейков А. А., Круглякова М. В.
ГНЦ АО «Южморгеология», Геленджик, Россия E-mail: [email protected]
На основе анализа материалов сейсморазведочных работ были обнаружены группа грязевых вулканов в Восточно-Черноморском бассейне (ВЧБ) и грязевой вулкан на хребте Андрусова. В ВЧБ грязевые вулканы были обнаружены впервые. В районе грязевого вулкана на хребте Андрусова нет майкопских глин, которые обычно считаются причиной развития грязевого вулканизма в Черном море. В этих условиях образование грязевого вулкана может быть связано с миграцией флюидов вдоль восточного борта ВЧБ.
Ключевые слова: грязевые вулканы, Черное море, сейсморазведка.
MUD VOLCANISM OF THE EAST BLACK SEA BASIN AND THE ANDRUSOV RIDGE: NEW DATA
Schelting S. K., И Shejkov A. A., Kruglyakova M. V.
SSC JSC "Yuzhmorgeology", Gelendzhik, Russia
Based on the analysis of seismic survey materials, a group of mud volcanoes in the eastern Black Sea basin (EBSB) and a mud volcano on the Andrusov ridge were discovered. Mud volcanoes have been discovered for the first time in the EBSB. There are no clays of the Maikop Series, which are usually considered the cause of the development of mud volcanism in the Black Sea, on the area of the mud volcano on the Andrusov ridge. Under these conditions, the formation of a mud volcano may be associated with the migration of fluids along the eastern side wall of the EBSB.
Key words: mud volcanoes, Black Sea, seismic.
Введение. Поскольку выбросы газа и фильтрация в глубоководной части Черного моря в большинстве случаев связаны с грязевыми вулканами (ГВ), они оказались в центре междисциплинарных исследований, направленных на изучение распределения, состава и структуры залежей газогидратов (ГГ), а также их связи с миграцией флюидов через отложения и поступлением газов в водную толщу [5, 8].
К настоящему времени в акватории Черного моря зафиксировано более 60 грязевых вулканов. ГВ обнаружены в прогибе Сорокина, в Туапсинском и Керченско-Таманском прогибах, на валу Шатского, в Западно-Черноморской впадине (ЗЧВ), Гиресунской впадине и Гурийском син-клинории. В Восточно-Черноморской впадине (ВЧВ) грязевые вулканы ранее обнаружены не были [5].
Обычно ГВ представляют собой сложенные сопочной брекчией поднятия, имеющие форму пологого, часто усеченного конуса высотой до 60 м. Самый крупный грязевой вулкан МГУ в ЗЧВ возвышается над окружающей равниной на 100 м, размер его основания достигает 2 км. Описаны ГВ, у которых конус практически отсутствует, и ГВ трещинного типа. Различают ГВ, выходящие на поверхность морского дна, и слепые, не выходящие на дно, в том числе погребенные [6].
Большинство ГВ имеет в основании относительно узкий, вертикальный подводящий канал, не выходящий за границы постройки на поверхности морского дна. У некоторых ГВ подводящий канал имеет раздувы, которые связаны либо с разными этапами активизации их деятельности, либо с латеральным внедрением продуктов извержения во вмещающую толщу осадков [6].
Большая часть обломочного материала сопочных брекчий ГВ глубоководной котловины происходит из отложений майкопской серии или более молодых [2, 8, 9]. В сопочных брекчиях вала Шатского в составе обломочного материала также присутствуют породы олигоцена, эоцена — олигоцена и верхнего мела [1].
На основании анализа геофизических данных, учитывая положение в разрезах сводов диа-пиров, прорывающих осадочную толщу, и раздувов подводящих каналов грязевых вулканов МГУ, Южморгеология и Страхова, первая, самая ранняя фаза грязевого вулканизма в глубоководной части моря датируется эпохой послечаудинской регрессии [2]. На основании материалов опробования, в позднем плейстоцене и голоцене выделяется три фазы грязевулканической активности: позднеплейстоценовая (завершилась 17 тыс. лет назад), раннеголоценовая (завершилась 7 тыс. лет назад) и современная.
По термодинамическим условиям в области глубоководной котловины морское дно находится в пределах зоны стабильности гидрата метана, что подтверждается многочисленными находками ГГ в сопочной брекчии [5, 8].
По составу газов выделяют два типа ГГ [3]. К первому типу относятся ГГ, в состав которых входит метан (93,3-95,7%), его гомологи (4,3-6,7%), азот (0,7-1,8%), углекислый газ (до 0,85%), сероводород (до 0,25%). ГГ второго типа почти полностью состоят из метана. Содержание в составе углерода ГГ до 63,55%о изотопов 513С, значительное (до 17%) содержание в составе газа ГГ гомологов метана и их производных и присутствие до 12 компонентов углеводородов выше С6 (до 4,6%) свидетельствуют о смешанной (биохимической и термокаталитической) природе газа [4].
Методика. Использованы архивные и сейсмические данные высокого разрешения, полученные при геолого-съемочных работах на листе К-36-У1. Работы МОВ-ОГТ 2D и НСАП выполнялись по сети профилей 10*15 км с НИС «Аквамарин» в 2023 г. Выполнен отбор проб донных осадков, в образцах осадков был выполнен анализ состава газовых фракций.
Результаты. Работами 2023 г. обнаружены две группы ГВ в центральной, наиболее погруженной, части ВЧВ (рис. 1) и ГВ на валу Андрусова (рис. 2).
Рис. 1. Грязевые вулканы в ВЧВ: А — на разрезе МОВ ОГТ; Б — на разрезе НСАП. Грязевые вулканы на карте распределения выявленных ранее грязевых вулканов в Черном море (В) [5]. Вулканы: 1а — новые, 1б — известные ранее; 2 — газогидраты; 3 — границы тектонических структур: I — Западно-Черноморская впадина, II — Восточно-Черноморская впадина, III — прогиб Сорокина, IV — поднятие Шатского, V — Туапсинский прогиб, VI — хребет Андрусова, VII — хребет Архангельского, УШ — Гиресунская впадина, IX — Керченско-Таманский прогиб; 4 — кольцевая структура; 5 — геофизические профили; 6 — сейсмические горизонты (индексы см. на
рис. 2); 7 — каналы дегазации
В ВЧВ две группы ГВ обнаружены на профилях НСАП, расположенных на расстоянии 7 км. Первая группа включает 6 ГВ, выходящих на морское дно, вторая группа — 7. В разрезах ОГТ и НСАП ГВ, обнаруженные в ВЧВ, имеют характерный сейсмический облик и представляют собой возвышающиеся над окружающим морским дном постройки с низкоамплитудной хаотической записью. ГВ прорывают толщу отложений послекарангатского конуса выноса Дона и сосредоточены на локальных поднятиях в рельефе его кровли, где отложения конуса обнажаются на поверхности морского дна. Протяженность площадок с ГВ по линиям профилей составляет 8,5 и 10,5 км. Измеренная по линиям профилей НСАП высота построек ГВ достигает 20 м, протяженность по основанию — до 650 м. На профиле ОГТ, ниже горизонта А2, в подошве пред-карангатского конуса выноса, в слоистом разрезе, под постройками ГВ прослеживаются узкие вертикальные зоны потери корреляции (аномалии типа «газовая труба»), в пределах которых ухудшается или прекращается прослеживание отражающих горизонтов, происходит снижение
Рис. 2. Грязевой вулкан имени И. Ф. Глумова: 1 — грязевулканические постройки (камеры) 1-5-й фаз; 2 — эруптивный канал; 3 — предполагаемые пути миграции флюидов; 4 — каналы дегазации; 5 — сейсмические горизонты (IV — в кровле нижнего мела, III — в кровле верхнего мела, IIa — в кровле эоцена, Ia — в кровле майкопа, Is — в подошве сармата, Im — в кровле мэотиса, Ip — в подошве плиоцена, В — подошва эоплейстоцена, Б — кровля эоплейстоцена, А — кровля нижней чауды, А1 — кровля верхней чауды, А2 — кровля древнеэвксина, A3 — кровля узунларско-ашейских, A4 — кровля карангата, А6 — кровля новоэвксина)
амплитуды отраженных волн (см. рис. 1). На профиле НСАП, пересекающем участок развития ГВ в направлении СВ-ЮЗ, поверхность морского дна осложняет серия ступеней-оползней, образование которых может свидетельствовать о присутствии в разрезе ГГ.
Грязевой вулкан, обнаруженный на разрезах ОГТ на валу Андрусова, представляет собой возвышающуюся над морским дном коническую постройку с впадиной (кратером) в центре и кольцевой депрессией, окружающей подножие. Центр постройки ГВ (на пересечении профиля) располагается на глубине около 2196 м, в точке с координатами 35°15.546' ВД, 43°39.488' СШ. Измеренный по линии профиля размер конуса по подошве составляет около 2 км, а перепад глубин вершины и подошвы конуса — около 10 м. Вокруг постройки ГВ в разрезах ОГТ прослеживается обширная зона хаотической записи, в пределах которой ухудшается или прекращается прослеживание отражающих горизонтов, наблюдается обусловленное снижением пластовых скоростей в газонасыщенных осадках образование ложного прогиба. Подводящий канал ГВ, с поперечными размерами от 1,5 до 3,5 км, прослеживается на глубину около 5 км, до кровли мезозойских пород. В разрезе выделяется серия раздувов — «камер» на глубинах около 200, 400, 550 и 900 м от поверхности дна, сформировавшихся на разных этапах активизации деятельности вулкана (см. рис. 2). Поперечные размеры построек 2-й и 3-й фазы достигают 10 км. Грязевому вулкану дано имя И. Ф. Глумова.
Грунтовые трубки на станциях опробования вблизи ГВ не принесли образцов сопочной брекчии, не выявлены и аномалии в распределении углеводородных газов в осадках вблизи ГВ. По составу углеводородные газы ГВ в пробах, отобранных вблизи ГВ ВЧВ и вала Андрусова, можно отнести к первому типу. В осадках, отобранных в районе ГВ ВЧВ, концентрации метана в составе газов варьируются от 94,5 до 75,2%, гомологов метана (этан-пентан) — от 9,8 до 3,8%, углекислого газа — от 15 до 1,7%. В осадках, отобранных в районе ГВ Глумова, содержание метана — от 99,2 до 88,4%, гомологов метана (этан-пентан) — от 9,2 до 0,6%, углекислого газа — от 2,3 до 0,2%.
Выводы. В ВЧВ грязевые вулканы ранее обнаружены не были. Исключение составляет расположенный на границе ВЧВ и вала Шатского вулкан Гном. Обнаружение вулканов подтверждает высказанное ранее предположение В. М. Андреева о возможности выявления грязевого вулканизма в ВЧВ [1].
Грязевой вулкан имени И. Ф. Глумова — новый уникальный объект, особенностью которого является его расположение над гребнем вала Андрусова, где в разрезе отсутствуют майкопские глины, с которыми в большинстве случаев связывается развитие ГВ в Черном море. В этих условиях образование ГВ может быть связано с миграцией флюидов из недр по зонам примыкания отложений осадочного заполнения ВЧВ к кровле коренных пород вала Андрусова.
Работа выполнена в рамках договора с ФГБУ «Институт Карпинского» № 15-3/23-1.
Список литературы
1. Андреев В. М., Туголесов Д. Д., Хренов С. Н. Грязевые вулканы и нефтегазопроявления российского сектора Черного моря // ГПИМО. 2006. № 2.
2. Басов Е. И., ИвановМ. К. Позднечетвертичный грязевой вулканизм в Черном море // Литология и полезные ископаемые. 1996. № 2. С. 215-221.
3. Бяков Ю. А., Круглякова Р. П. Газогидраты осадочной толщи Черного моря — углеводородное сырье будущего // Разведка и охрана недр. 2001. № 8. С. 14-19.
4. Круглякова Р. П., Круглякова М. В., Шевцова Н. Т. Геолого-геохимическая характеристика естественных проявлений углеводородов в Черном море // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 1. С. 37-51.
5. Шнюков Е. Ф., Коболев В. П. Грязевулканические залежи газогидратов метана в Черном море // ГПИМО. 2018. № 1 (51).
6. Шнюков Е. Ф., Коболев В. П. Слепые грязевые вулканы // ГПИМО. 2020. № 2 (60).
7. Blinova V. N., Ivanov M. K., Bohrmann G. Hydrocarbon gases in deposits from mud volcanoes in the Sorokin Trough, northeastern Black Sea // GeoMar. Lett. 2003. Vol. 23. Р. 250-257.
8. Bohrmann G., Ivanov M. et. al. Mud volcanoes and gas hydrates in the Black Sea. New data from Dvurechenskii and Odessa mud volcanoes // GeoMar. Lett. 2003. N 23. P. 239-249.
9. Sahling H., Bohrmann G., Artemov Yu. et al. Vodyanitskii mud volcano Sorokin trough Black Sea: Geological characterization and quantifi cation of gas bubble streams // Marine and Petroleum Geology. 2009. Vol. 26, N 9. P. 1799-1811.
References
1. Andreev V. M., Tugolesov D. D., Hrenov S. N. Gryazevye vulkany i neftegazoproyavleniya rossijskogo sektora Chernogo morya // GPIMO. 2006. N 2.
2. Basov E. I., Ivanov M. K. Pozdnechetvertichnyj gryazevoj vulkanizm v Chemom more // Litologiya i poleznye iskopaemye. 1996. N 2. P. 215-221.
3. Byakov Yu. A., Kruglyakova R. P. Gazogidraty osadochnoj tolshchi Chernogo morya — uglevodorodnoe syr'e budushchego // Razvedka i ohrana nedr. 2001. N 8. P. 14-19.
4. Kruglyakova R. P., Kruglyakova M. V., Shevcova N. T. Geologo-geohimicheskaya harakteristika estestvennyh proyavlenij uglevodorodov v Chernom more // Geologiya i poleznye iskopaemye Mirovogo okeana. 2009. N 1. P. 37-51.
5. Shnyukov E. F., Kobolev V. P. Gryazevulkanicheskie zalezhi gazogidratov metana v Chernom more // GPIMO. 2018. N 1 (51).
6. Shnyukov E. F., Kobolev V. P. Slepye gryazevye vulkany // GPIMO. 2020. N 2 (60).
7. Blinova V. N., Ivanov M. K., Bohrmann G. Hydrocarbon gases in deposits from mud volcanoes in the Sorokin Trough, northeastern Black Sea // GeoMar. Lett. 2003. Vol. 23. Р. 250-257.
8. Bohrmann G., Ivanov M. et. al. Mud volcanoes and gas hydrates in the Black Sea. New data from Dvurechenskii and Odessa mud volcanoes // GeoMar. Lett. 2003. N 23. P. 239-249.
9. Sahling H., Bohrmann G., Artemov Yu. et al. Vodyanitskii mud volcano Sorokin trough Black Sea: Geological characterization and quantifi cation of gas bubble streams // Marine and Petroleum Geology. 2009. Vol. 26, N 9. P. 1799-1811.
