Грязевые вулканы — как извергаются, где и почему

Грязевой вулканизм — извержение из недр Земли жидкой грязи. Грязевые вулканы связаны с залежами нефти, хотя они есть и не на каждом месторождении углеводородов. Области распространения грязевых вулканов совпадают с нефтегазоносными впадинами альпийской зоны складчатости.

На планете насчитывается более 1700 надводных и подводных грязе-вулканических построек.

Больше всего в мире грязевых вулканов по берегам Каспия и на Кавказе. Есть они на Таманском и Керченских полуостровах, на Сахалине. А также в Северной Америке, Южной Европе, Восточной и Юго-Восточной Азии, островах Хонсю и Хоккайдо, на Малайском архипелаге и в зоне Антильских островов.

Некоторые вулканы-гиганты имеют высоту под 450 метров, площадь их кратерной площадки достигает тысячи квадратных метров, а общий объем твердых выбросов в момент извержения превышает 2400 миллионов кубометров.

Известны и подводные грязевые вулканы, в Южнокаспийской впадине их выявлено 136.

Как извергаются грязевые вулканы

Грязевые вулканы могут извергаются весьма бурно. Извержения начинаются с взрыва газов в кратере, освобождающего жерло. Нередко горящие углеводородные газы порождают над кратером столб пламени высотой в сотни метров. На поверхность выбрасываются грандиозные объемы грязи. Эта, так называемая полужидкая грязевая брекчия состоит из глины, воды, нефти, обломков осадочных пород.

Во время морских извержений газовые фонтаны иногда поднимаются со дна и самовозгораются над водой. Выбрасываемая вулканом грязь может воздвигнуть острова над поверхностью моря, быстро разрушаемые волнами.

Периодичность извержений зависит от тектонических движений земной коры, динамики роста давления газа в жерле вулкана. Есть мнение, что извержения грязевых вулканов тяготеют к определенным сезонам, что связывается с изменением атмосферного давления.

Иногда извержения происходят спокойно. Жидкая грязь изливается через край кратера. Вода испаряется и на склонах вулкана остается сопочная брекчия — обломки выброшенных пород, сцементированные глиной.

Какие бывают грязевые вулканы

Большинство грязевых вулканов внешне сходно с вулканами магматическими. По форме это конусовидные сооружения с усеченной вершиной и кратером. Такое возвышение называют «макалуба». Наружные склоны конуса изрезаны радиально расходящимися оврагами.

Углубление, заполненное грязью, воронка или недоразвитый полуконус называют «сальза». Самые крупные из них, превышающие в диаметре 30 метров относят к грязевулканическим озерам.

Перечислим типы грязевых вулканов, выделяемые геологами.

1. С очень вязкой или быстротвердеющей грязью

К первому типу грязевулканических построек относятся диапировые образования — крупные складки на поверхности Земли, образованные за счет выдавливания из глубин пластичных пород. Это крупные вулканы, в которых грязь (грязевулканическая брекчия) очень вязкая и выдавливается из кратерного канала, словно паста из тюбика, формируя столбообразные некки.

Некк — жерловина , застывшие в жерле вулкана извергаемые породы. Застывают они в виде столба, а в переводе с английского neck означает «горлышко» или «шея».

Типичные примеры вулканов этой группы: Разнокол (Тамань), Котурдаг (Гобустан), Кобек и Боядаг (западный Прикаспий).

Грязевой вулкан Кобек находится в километре северо-восточнее Боядага в Балканском велаяте Туркменистана. Высота его некка из многочисленных труб достигает 12 метров.

По строению некк вулкана Кобек походит на «шайтанские сады» — участки со множеством вертикальных труб карбонатного песчаника. Они появлялись благодаря стремительному отвердению карбонатов в песчаной пульпе, оказавшейся на поверхности во время извержения.

Некк грязевого вулкана Боядаг, называют Кара-Бурун («черный нос»). Каменистый усеченный конус с почти отвесными стенами, хорошо заметен издали. Высота его достигает сорока метров, диаметр основания — тридцати метров. Сложен глыбами песчаников, включениями фрагментов песчаных карбонатных труб, сцементированых грязебрекчией.

2. Конусы, извергающие полужидкую грязь

Грязевые вулканы, извергающие полужидкую грязь относят ко второму типу. Грязь растекается от кратера к периферии вулкана, надстраивая его концентрический конус.

Наиболее крупный из действующих вулканов такого типа в Туркменистане — Гекпатлавук. Много таких вулканов и на западном побережья Каспия. Сравнительно небольшие вулканические постройки встречаются в пределах Керченско-Таманской области.

На кратерных площадках грязевых вулканов второго типа обычно присутсвуют многочисленные сальзы и грифоны. Они постоянно выделяют воду, жидкую грязь, газовые пузыри и пленки нефти.

3. Грязевые вулканы-солончаки и грязевые болота

К третьему типу относят вулканы, вместо конусов образующие солончаки, заболоченные участки с лужами жидкой грязи. Они занимают большие площади и практически не возвышаются на рельефом. Такое грязевое болото обычно осложнено небольшими (несколько метров в высоту) сальзами или грифонами. Из них постоянно изливается жидкая грязь, вода и даже нефть.

Вулканы этой группы порой извергают потоки жидкой грязи с обломками пород, напоминающие сели.

К этому типу грязевых вулканов в Прикаспии относят вулканы Астраханка и Кипящий бугор, в керченском грязевулканическом регионе — Булганакский вулканический очаг.

4. Провалы-озера, заполненные водой и грязью

Четвертый тип грязевых вулканов — провалы-озера, заполненные водой и грязью. Обычно это крупные округлые впадины диаметром в 200-300 метров на относительно ровной поверхности, окруженные кольцевыми разломами. Центральные части впадин заняты водой, которая местами пузырится от поступающих снизу газов.

(см. рис. 3, IV, г, д) К этому типу относят грязевые вулканы острова Челекен (Западный Порсугель, Розовый Порсугель), а также Куринской впадины (озера севернее вулкана Дуздаг) и Керченского полуострова (озеро Чокрак).

Провалы образуются из-за подземных пустот, оставшихся после извержений больших объемов грязи. Нередко в результате очередного извержения на месте крупного конуса может образоваться озеро и наоборот.

Где корни грязевых вулканов?

Рождаются грязевые вулканы в толщах осадочных пород. Их «корни» достигают глубины 10-11 км, не выходя за пределы стратисферы — осадочной оболочки Земли.

Корни грязевулканических построек питает подземный очаг, сложеный разжиженными глинами (реже — песками), перемешанными в однородную массу с водой, нефтью, газами разного состава. Часто в них много твердых обломков вмещающих пород.

Грязевые вулканы выделяют метан и другие углеводородные газы, сопутствующие им углекислый газ и азот. Они выделяются в ходе преобразований органического вещества осадочных отложений.

В отличие от грязевых, истинные, или магматогенные, вулканы практически не выделяют метан и связаны с подземным магматическими слоями гораздо глубже земной коры.

Как появляются грязевые вулканы

Место рождения грязевых вулканов — глубокие прогибы земной коры, предгорные и межгорные впадины с мощными толщами кайнозойских осадочных пород. Миллионы лет прогибы опускались вниз, заполняясь осадочными породами. Толщи накопившейся глины также опускались вместе с земной корой, перекрываясь все новыми осадками, уплотняясь под собственным весом.

На глубинах под действием высоких давлений и температур породы глин смектиты, содержащие много воды, превращаются в безводные плотноупакованные породы глин иллиты. При этом в глинистую толщу выделяются большие объемы воды.

Рост пластового давления воды превращает глину в полужидкую массу. Это запускает химические процессы преобразования рассеянного в осадочных породах органического вещества в нефть и газ. Образующиеся углеводороды способствуют росту пластового давления.

Подземный грязевой коктейль становится однородной массой, зоной сверхвысоких пластовых давлений флюидов (СВПД). Грязь старается найти выход — канал или разлом в осадочных породах. Тогда гигантское давление выбрасывает ее с огромных глубин на поверхность — рождается грязевой вулкан.

Итак, для рождения грязевого вулкана нужны:

1. Толщи глинистых пород — материала для грязи
2. Напорные пластовые подземные воды
3. Источники углеводородов — горючих газов
4. Тектонический разрыв — разлом в породах, ведущий к поверхности