О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго)
Вулкан Шуго — один из наиболее характерных действующих грязевых вулканов Таманской грязевулканической провинции в северо западной периклинальной части альпийского складчатого сооружения Большого Кавказа. На фоне относительно спокойного «характера» этого грязевого вулкана в 1903, 1908 и 2006 гг. набл...
Saved in:
| Published in: | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99309 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) / А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 2. — С. 80-93. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860003932225404928 |
|---|---|
| author | Собисевич, А.Л. Собисевич, Л.Е. Тверитинова, Т.Ю. |
| author_facet | Собисевич, А.Л. Собисевич, Л.Е. Тверитинова, Т.Ю. |
| citation_txt | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) / А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 2. — С. 80-93. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| description | Вулкан Шуго — один из наиболее характерных действующих грязевых вулканов Таманской грязевулканической провинции в северо западной периклинальной части альпийского складчатого сооружения Большого Кавказа. На фоне относительно спокойного «характера» этого грязевого вулкана в 1903, 1908 и 2006 гг. наблюдались кратковременные бурные извержения. В статье приведены новые сейсмические данные о глубинном строении вулкана Шуго, которые расширяют представления о грязевом вулканизме Северо-Западного Кавказа.
Вулкан Шуго — один з найбільш характерних діючих грязьових вулканів Таманської грязьовулканічної провінції північно-західної периклинальної частиниі альпійського складчастого спорудження Великого Кавказу. На тлі відносно спокійного «характеру» цього грязьового вулкану в 1903, 1908 і 2006р. спостерігалися короткочасні бурхливі виверження. У статті наведено нові сейсмічні дані про глибинну будову вулкана Шуго, які розширюють поняття про грязьовий вулканізм Північно-Західного Кавказу.
The Shugo mud volcano is one of the most active in the Taman mud volcanic province, the northwestern part of periclinal Alpine folded structure of the Greater Caucasus. With a relatively quiet eruptive behavior of the mud volcano it can demonstrate momentary yet significant events like in 1903, 1908 and 2006. The paper presents new data on the deep structure of the Shugo mud volcano in order to better understand the phenomena of mud volcanism in Northwestern Caucasus.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:37:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
80 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва
О ГРЯЗЕВОМ ВУЛКАНИЗМЕ
В ПОЗДНЕАЛЬПИЙСКОМ СКЛАДЧАТОМ
СООРУЖЕНИИ СЕВЕРОBЗАПАДНОГО КАВКАЗА
(на примере изучения глубинного строения
грязевого вулкана Шуго)
Вулкан Шуго — один из наиболее характерных действующих грязевых вулканов
Таманской грязевулканической провинции в северо�западной периклинальной
части альпийского складчатого сооружения Большого Кавказа. На фоне отно�
сительно спокойного «характера» этого грязевого вулкана в 1903, 1908 и 2006 гг.
наблюдались кратковременные бурные извержения. В статье приведены новые
сейсмические данные о глубинном строении вулкана Шуго, которые расширяют
представления о грязевом вулканизме Северо�Западного Кавказа.
Ключевые слова: грязевой вулканизм, глубинное строение, разрывные наруше�
ния, дилатансия, флюидная активность
Введение
Действующий грязевой вулкан Шуго (рис. 1; 2 см. вклейку), рас/
положенный на южном склоне Западно/Кубанского передового
прогиба, — один из самых интересных объектов Северо/Запад/
ного Кавказа (СЗК) [Собисевич и др., 2005]. Грязевулканическая
деятельность Шуго в течение длительного времени отличается
постоянной сменой активных и спокойных периодов, система/
тическим выбрасыванием газов и сопочной грязи с незначитель/
ным содержанием грубообломочного материала.
В настоящее время многие вопросы, связанные с химическим
составом продуктов извержений вулкана подробно освещены в
научной литературе [Шнюков и др., 1971, 1986, 1992]. Наметился
определённый прогресс в изучении глубинного строения и меха/
низмов деятельности грязевых вулканов [Собисевич и др., 2008].
В результате проведения масштабных полевых экспериментов и
математического моделирования получены новые данные о глу/
бинном строении вулкана Шуго, который расположен в Таманс/
кой грязевулканической провинции.
© А.Л. СОБИСЕВИЧ, Л.Е. СОБИСЕВИЧ, Т.Ю. ТВЕРИТИНОВА, 2014
81ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
Таманская грязевулканическая провинция
Таманская грязевулканическая провинция, расположенная на
стыке складчатых сооружений Горного Крыма и Большого Кавказа, является
частью Керченско/Таманской грязевулканической области. Она занимает учас/
ток на погружении орогенных складчатых структур мегантиклинория Большого
Кавказа под слабодислоцированный кайнозойский чехол поперечного Керчен/
ско/Таманского и передового Западно/Кубанского прогибов (рис. 3).
В юго/восточной части провинции располагается мегантиклинорий СЗК,
сложенный складчатыми комплексами мела и палеогена и выходящими в ядрах
антиклинорных структур домеловыми породами. В прогибах развиты глинистые
толщи майкопа и контрастные по составу, включая грубую молассу, плиоцен/чет/
вертичные комплексы. Отложения верхнего мела, палеогена и майкопской серии
ступенчато погружаются в сторону оси Западно/Кубанского передового прогиба.
В Западно/Кубанском прогибе среди полого залегающих неоген/четвертич/
ных отложений в виде частично погребенных антиклинальных зон выражены зоны
концентрации деформаций (ЗКД). В приядерных частях антиклинальных складок
крылья складок залегают круто, почти вертикально, на удалении от осевых зон
складок залегание пород быстро выполаживается. С севера на юг выделяются ан/
тиклинальные зоны мыса Каменный, Фонталовская, Анастасиевско/Краснодар/
ская, Фанагорийская, Карабетовская, Кизилташская, Ереминская, Благовещен/
ская, Джигинско/Варениковского блока (последняя принадлежит южному борту
Кубанского прогиба — северному склону мегантиклинория). На поперечных
флексурно/разрывных зонах продольные антиклинальные зоны «перестраива/
ются» — изменяют свою ориентировку, изменяется их количество.
Таманская грязевулканическая провинция и северная часть Черноморской
впадины характеризуются широким проявлением исторического и современно/
го грязевого вулканизма. Большинство грязевых вулканов провинции характе/
ризуются наличием центрального кратера, кольцевого вала и разделяющей их
Рис. 1. Общий вид на грязевулканическую постройку Шуго. На переднем плане сопка
им. Г.И. Войтова
82 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
неглубокой котловины. В кратере располагается несколько действующих или
потухших грифонов, вулканических конусов или сопок (сальз), сложенных
сопочной брекчией. Вулканические конусы (или сопки) нарушены системой
концентрических складчато/разрывных структур и радиальных разрывов. Кон/
центрические валы, окружающие по периметру вулканические постройки, ос/
ложнены сбросами, выраженными в рельефе уступами высотой 1—1,5 м.
Грязевулканическая брекчия Таманских грязевых вулканов состоит в основ/
ном из угловатых обломков глин и различных, преимущественно карбонатных
пород. Брекчия западно/кавказских вулканов содержит помимо обломков глин
также обломки сидеритов, песчаников, известняков, мергелей и даже гальки из/
верженных пород мелового и более древних возрастов [Ходькова, Гемп, 1970]. Зо/
ны активной генерации природных (преимущественно углеводородных) газов,
участвующих в пароксизмальных процессах грязевого вулканизма, находятся, по
крайней мере, в отложениях мезозоя, а возможно — и палеозоя. Современное
состояние грязевых вулканов свидетельствует об активности всей системы скла/
док и разломов, с которыми они взаимосвязаны.
Имеющиеся материалы говорят о неоднородных разломно/блоковых струк/
турах геологической среды региона. Можно предполагать, что отмеченные в сейс/
мических экспериментах резонансные образования дилатансного типа [Собисевич
и др., 2007] вызваны к жизни динамическими процессами в ядрах антиклиналей и их
осложнениях при формировании разломов, которые и являются подводящими
каналами грязевых вулканов, в частности вулкана Шуго. Именно здесь располо/
жена грязевулканическая камера вулкана, а ниже — его глубинный «очаг».
Рис. 3. Тектоническая схема Таманского полуострова и периклинального замыкания Северо/
Западного Кавказа: 1 — мел—палеогеновые отложения; 2 — майкопская серия (олигоцен/
миоцен); 3 — неогеновые отложения; 4 — оси антиклинальных складок; 5 — крупнейшие
складчатые разрывные нарушения; 6 — грязевые вулканы: горы Карабетова (1); Западный
Цымбал (2); Шуго (3);Гладковский (4). А—А1 — линия геофизического профиля 2006 г
83ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
Вулкан Шуго — характерный пример
западноBкавказского грязевого вулкана
Шуго — один из крупнейших грязевых вулканов Таманской грязе/
вулканической провинции. Он является самым северным грязевым вулканом ме/
гантиклинория СЗК и вместе с тем уже находится на южном крыле Западно/Ку/
банского передового прогиба, где развиты майкопские отложения. Вулканичес/
кая постройка грязевого вулкана Шуго расположена непосредственно к северу от
Шугинской антиклинали, входящей вместе с находящейся на ее юго/восточном
продолжении Гладковской антиклиналью, в Шугинско/Гладковскую ЗКД сжатия.
На северном крыле Шугинской антиклинали фиксируется ряд складок вто/
рого порядка, связанных с развитием взбросов и надвигов северной вергентнос/
ти (рис. 4, 5). Шуго расположен в синклиналеподобной структуре, являющейся
результатом кальдерного проседания при извержении вулкана. Верхнеплиоцено/
вые осадки в подножии грязевулканического конуса залегают горизонтально.
Рис. 4. Фрагмент геологической карты листа L/37/XXVI (Новороссийск) и геологического
разреза по линии Б2—Б3
84 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
Центральный «кратер» Шуго (рис. 6) слагается светло/серой сопочной
брекчией с многочисленными глиняными потоками и рядом действующих
вулканических конусов. Кратер расположен в вершинной кальдере проседания,
ограниченной возвышающимся над ней на 20—30 м кольцевым валом (рис. 6, 7).
В центральной части кальдеры сопочная брекчия вздута в виде пологого усе/
ченного конуса. По периферии конуса на вулканическом поле диаметром бо/
лее 100 м расположены отдельными цепочками и группами активно функцио/
нирующие сопки, сальзы и грифоны, извергающие разжиженную грязь и газ.
Рис. 5. Геологический разрез по профилю ст. Гостагаевская — Варениковская через вулкан
Шуго (Барабошкин и др., по материалам Попкова, Бондаренко и др., 2007)
Рис. 6. Схема привершинной части грязевого вулкана Шуго: 1 — действующие грифоны и саль/
зы; 2 — отдельные грязевые сопки; 3 — свежие излияния сопочной брекчии; 4 — обновленные
кольцевые сбросы, выраженные свежими уступами; 5 — крутые борта балок с активным эрози/
онным врезом; 6 — свежие оползни; 7 — сухие русла; 8 — условные горизонтали рельефа; 9 —
активные разрывы, выраженные в рельефе
85ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
В ряде случаев в излияниях наблюдаются следы нефти (рис. 7, е). Кольцевой
вал, отделенный от кратера вулкана понижением шириной 20—50 м, разделен
заложенными по крупным радиальным разломам понижениями, в которых име/
ются потоки грязекаменной брекчии. По радиальным долинам устанавливается
закономерное правостороннее смещение оси сегментов вала (рис. 6).
Во время наших экспедиций 1999—2004 гг. на вулкане Шуго было обнаруже/
но около 16 действующих грифонов, восемь из которых имели конусообразную
постройку от 2 до 16 метров высотой. Остальные были слабо выражены в рельефе
и практически не действовали, лишь изредка проявляя флюидную активность и
незначительные грязепроявления. Южная часть вулканического кратера разбита
Рис. 7. Вулкан Шуго: а — космический снимок Шуго (карты Яндекс); б — общий вид вулкана;
в — действующий конус и крупная трещина в сопочной брекчии; г — действующий грифон и
трещины отрыва в сопочной брекчии; д — действующий грифон; е — современные грязепро/
явления с нефтепродуктами
86 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
системой трещин, из которых с частотой 0,01—0,1 Гц с сильным грохотом и
характерными булькающими звуками выходит газ. Здесь в 2004 г. начал форми/
роваться обширный грифон, который стал источником нового извержения.
Разрывы дневной поверхности
грязевых вулканов на примере вулкана Шуго
Поверхности многих грязевых вулканов Таманской грязевулкани/
ческой провинции, особенно действующих, разбиты системами разноориенти/
рованных трещин (см. рис. 6, 7, 8). Наиболее выразительны радиальные трещины
конусов грязевых вулканов. Местами, особенно в кольцевом валу, хорошо выра/
жены кольцевые разломы. Морфологически радиальные и большинство кольце/
вых разломов зияющие и являются современными структурами отрыва. Помимо
многочисленных радиальных и кольцевых трещин, на поверхности грязевых вул/
канов выделяются также системы эшелонированных зияющих трещин отрыва,
образующих разноориентированные зоны сдвиговых деформаций, что и наблю/
далось на поверхности вулкана Шуго.
Вся поверхность действующего и дышащего, но полувысохшего центрально/
го конуса вулкана Шуго представлена системой кольцевых складчатых валов и
разделяющих валы понижений, а также многочисленными сложными протяжен/
ными ветвящимися радиальными трещинами отрыва. Высохшая поверхность
вулкана вокруг центрального конуса также разбита трещинами — не столь мас/
штабными и протяженными, но не менее выразительными. Это зияющие трещины
отрыва длиной от первых сантиметров до нескольких метров, образующие харак/
терные кулисно построенные ряды, представляющие собой транстенсивные
(сдвиговая деформация с растяжением) зоны право/ и левосдвиговых деформа/
ций, а также крупные трещины без определенной кинематики (рис. 6, 8). Трещины
и современные сейсмодислокации распространены и на других грязевых вулка/
нах Таманской грязевулканической провинции [Овсюченко, 2005].
По замеренным трещинам, а также по геоморфологическим элементам гря/
зевулканической постройки Шуго построены стереограммы (рис. 9).
Среди структурно/геоморфологических элементов (рис. 7) в районе вулка/
нической постройки выявлены разноориентированные кольцевые валы сжатия,
радиальные структуры отрывного типа (выраженные цепочками небольших вул/
канических конусов, грифонов и сальз, а также прорезающими вулканический
конус радиальными долинами), сбросовые уступы, системы сдвиговых, причем
исключительно правосдвиговых нарушений, смещающих внешний кольцевой
вал вулкана.
Структурно/кинематический и тектодинамический анализ замеренных тре/
щин, проведенный нами по методике парагенетического анализа трещиноватости
[Расцветаев, 1987], позволил выявить несколько парагенезов трещинно/разрыв/
ных структур, включая:
1) разноориентированные отрывы и сбросы, отражающие условия субверти/
кального сжатия — субширотного разноориентированного растяжения;
2) широтные отрывы (главный максимум), правые сдвиги СВ и левые сдви/
ги СЗ простирания, характеризующие условия субширотного латерального
сжатия;
87ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
3) сбросы СЗ простирания, субширотные правые и субмеридиональные ле/
вые сдвиги и отрывы СЗ простирания, сформировавшиеся в обстановке СВ рас/
тяжения — СЗ латерального (и вертикального) сжатия;
4) правые сдвиги СЗ простирания, левые сдвиги СВ простирания и субмери/
диональные отрывы, связанные с условиями субмеридионального латерального
сжатия — субширотного латерального растяжения;
5) кольцевой вал и валы в сопочной брекчии вулкана, сформировавшиеся в
условиях радиального латерального сжатия;
6) правые сдвиги, выявленные при структурно/геоморфологическом анали/
зе, образовавшие еще один структурный парагенез — пояс правостороннего вра/
щения с субвертикальной осью.
Рис. 8. Фото характерных зон сдвиговых деформаций по трещинам отрыва в сопочной брекчии
вулканического конуса Шуго: а — зона левосдвиговых деформаций, б — зона правосдвиговых
деформаций
Рис. 9. а — Стереограмма трещиноватости сопочной брекчии вулкана Шуго; б — стереограмма
структурно/геоморфологических элементов вулканической постройки Шуго: 1 — отрывы, 2 —
сбросы, 3 — правые сдвиги, 4 — левые сдвиги; 5 — складчатые валы конуса вулкана, 6 — цепоч/
ки сальз, грифонов и вулканических конусов (структуры растяжения)
88 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
По поводу возможной природы действующих сил при формировании тре/
щин в конусе грязевого вулкана можно высказать следующие предположения.
Формирование разноориентированных радиально расположенных на конусе
вулкана трещин отрыва (1), а также формирование кольцевых пластических валов
складчатой природы (5), очевидно, связаны с формированием конусной вулкани/
ческой постройки, то есть с действием самого грязевого вулкана. Вертикальное
сжатие вызывает подъем грязекаменной массы, выход ее на поверхность в зону
разгрузки вызывает действие разноориентированного растяжения. Течение грязе/
каменной массы по склонам конуса определяет направленное сверху вниз по
склону сжатие, приводящее к формированию вулканических валов. Горизонталь/
ное направленное вниз по склону сжатие сопровождается разноориентирован/
ным вдоль окружности склона растяжением, приводящим также к образованию
разноориентированных поперечных валам радиальных структур отрывного типа.
То есть формирование грязекаменного кольцевого вала и нарушающих его попе/
речных (радиальных) трещин отрыва неразрывно связаны с грязевулканической
деятельностью.
Условия субширотного латерального сжатия с формированием второго струк/
турного парагенеза (преимущественно субширотные отрывы, правые сдвиги
СВ и левые — СЗ простирания) (2), связаны с общими региональным тектоди/
намическими условиями в данной структурной зоне. Это подтверждается нали/
чием региональных нарушений сходной кинематики — правых сдвигов СВ
простирания и левых — СЗ, нарушающих в том числе и молодые четвертичные
комплексы отложений, а также закономерное расположение антиклинальных
складок в складчатых антиклинальных зонах — в зонах ВСВ простирания ку/
лисно располагаются складки СВ простирания, в зонах ЗСЗ простирания —
складки СЗ простирания [Овсюченко, 2006].
Действие субширотного сжатия на СЗ Кавказе связано с выжиманием ма/
териала из складчатого сооружения Большого Кавказа, при его поперечном
сжатии, в периклинальную часть.
За формирование парагенеза сбросов и отрывов СЗ простирания, субширот/
ных правых и субмеридиональных левых сдвигов отвечают условия СЗ латераль/
ного сжатия — СВ латерального растяжения, которые также имеют региональное
значение и отражают течение материала вдоль крупных зон концентрации де/
формаций СЗ простирания [Расцветаев, 1987; Расцветаев и др., 1999].
Несмотря на то, что мы имеем дело с периклинальным замыканием складча/
того сооружения, здесь проявляются характерные условия поперечного ко всему
сооружению субмеридионального сжатия, поэтому мы видим в структурном ри/
сунке трещиноватости наличие правых сдвигов СЗ простирания, левых сдвигов
СВ простирания и субмеридиональных отрывов.
Наличие правосдвигового пояса вращения по смещениям сегментов кольце/
вого вала на радиальных структурах указывают на реализацию в «грязевулкани/
ческом» структурном узле вращательной деформации, возможно, отражающей
правосдвиговые смещения по Шугинско/Гладковской зоне концентрации де/
формаций в условиях субмеридионального сжатия.
Все трещинно/разрывные нарушения, установленные в грязевулканическом
конусе Шуго, являются современными. Формироваться они могли одновремен/
но с извержениями грязевого вулкана при активных подвижках в корневой зоне
89ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
вулканической постройки, между извержениями в приповерхностной зоне в ус/
ловиях гравитационной неустойчивости постройки, а также при усыхании со/
почной брекчии.
О роли явления дилатансии в формировании корневых
структур и выводящих каналов грязевых вулканов.
Изучение глубинного строения вулкана Шуго
Диапиры и другие проводящие каналы, приводящие к формиро/
ванию грязевых вулканов, фиксируют потоки флюидов. Они расположены на
предпочтительных глубинах, определяемых размерами и формой дилатансных
структур, которые вторгаются в осадочные отложения, где формируется и погра/
ничный слой дилатансии [Николаевский, 1982; Собисевич, 2001]. При этом про/
цесс развития грязевулканических образований в теле грязевулканической пост/
ройки сопровождается генерацией геоакустических возмущений, что подтверж/
дается данными натурных измерений, проведенными нами на вулкане Шуго во
время экспедиций. В Черном море по данным научных исследований академика
Шнюкова Е.Ф. и др. [1971] подводящие каналы грязевых вулканов фиксируются
сейсмическими методами на глубинах 7—10 км. Увлекающие брекчию газы в
процессе подъема к поверхности определяют процессы трансформации сейсми/
ческих полей в окрестности вулканической постройки.
Спусковым механизмом момента начала извержения могут выступать проте/
кающие в геосферах различные природные процессы. При этом важно понимать,
что причиной самого извержения является высокое избыточное давление, возни/
кающее в корневых структурах грязевулканической постройки и обусловливающее
прорыв грязебрекчий на поверхность через эруптивные каналы грязевых вулканов.
Как же формируются и развиваются в процессе жизни грязевулканического
образования его корневые структуры и выводящие каналы? По нашему мнению,
наиболее универсальным механизмом развития изменений в корневых структу/
рах грязевых вулканов является повышенная флюидная проницаемость в зонах
усиления сдвиговых и растягивающих напряжений, сопровождающихся инфра/
звуковыми явлениями. При этом повышение флюидной проницаемости отдель/
ных образований грязевулканической постройки мы связываем с состоянием
дилатансии [Николаевский, 1996; Собисевич и др., 2005]. Согласно данным
В.Н. Холодова [2002] избыточные давления флюидов в мощных толщах глин, зале/
гающих в районах грязевого вулканизма, формируются главным образом за счет
фазового преобразования глинистых минералов в области высоких температур
(и давлений) и, в первую очередь, за счет иллитизации смектита, что и порожда/
ет формирование зон дилатансии.
На примере простейшей модели грязевулканического образования — перво/
начально однородного, изотропно/упругого полупространства, — следуя работам
Алексеева А.С., представляется возможным показать сложный характер зон ди/
латансии [Алексеев и др., 2008]. Учеными ВЦ СО РАН Петренко В.Е. и Белоно/
совым А.С. такие численные эксперименты были проведены (эти результаты бы/
ли любезно предоставлены нам академиком А.С. Алексеевым). Было показано,
что дилатансия проявляется уже в случаях, когда источником тектонических нап/
ряжений является единичная сосредоточенная сила.
90 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
На рис. 10 изображена граница области Dτ = 0 для единичной силы, располо/
женной на глубине h = 15 км.
Интересным фактом оказывается образование двух зон дилатансии: «очаго/
вой», в окрестности точки приложения силы, соответствующей «грязевулкани/
ческому очагу», и «пограничной» — в слое около свободной поверхности, где
формируется система выводящих каналов, образующаяся в процессе деятельнос/
ти грязевого вулкана. Здесь поле напряжений от источника может содержать
сильный вклад касательных напряжений на фоне слабого влияния сжимающих
напряжений и гидростатического давления в связи с близостью поверхности,
свободной от внешних напряжений. Возникающие при этом зоны разуплотнен/
ных разномасштабных трещиноватых структур и составляют основу вулканичес/
кого поля в объеме пограничного слоя дилатансии [Собисевич, 2001].
В зависимости от параметров геологической среды «пограничная» зона дила/
тансии ведет себя довольно изменчиво. Она может исчезать при увеличении глу/
бины источника или соединяться с «очаговой» зоной при увеличении его интен/
сивности. В некоторых случаях «пограничная» зона имеет горизонтальную про/
тяженность, а также весьма сложную форму в проекции на поверхность Земли.
Однако наиболее продуктивная зона разуплотнения в области пограничного слоя
дилатансии всегда тяготеет к центральной части грязевулканической постройки.
Таким образом, понятие пограничного слоя дилатансии сегодня становится
определяющим в проблеме построения математической теории корневых струк/
тур и выводящих каналов грязевых вулканов.
По следам газов, мигрирующих через дилатансные структуры в сальзово/
грифонный этап развития грязевых вулканов, устремляются воды. Они выносят
из запечатывающих эруптивный канал вулкана грязебрекчий большое количество
тонкого глинистого материала, расширяя и совершенствуя пути разгрузки. Газо/
Рис. 10. Формы областей дилатансии на поверхности и вблизи источника в сечении y = 0.
Источник расположен на глубине h = 15 км. Сила F = F . n, n = (cos (α),0, sin (α)), F = 5 . 1016 Н.
Расчет выполнен для двух вариантов направления действия силы: а) α = –30°, b) α = +30°.
Отметим, что образовавшийся в первом случае выводящий канал, при изменении направления
силы в районе расположения очага, замкнулся
6 66
91ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
водные смеси грязевых вулканов, выносящие большие массы пелитового гли/
нистого материала, постепенно разрушают грязевулканическую пробку, которая
на начальном этапе запечатывает эруптивный канал вулкана. Происходит спон/
танный прорыв, и флюидный поток грязебрекчии устремляется к поверхности,
дробясь и растекаясь по многочисленным каналам в пограничном слое дилатанс/
ной зоны. Их выход на дневную поверхность через многочисленные сальзы и
грифоны сопровождается отложением глинистых скоплений, со всех сторон ок/
ружающих каналы разгрузки и постепенно формирующих конусообразные пост/
ройки. Эти динамические процессы сопровождаются сложными химическими
явлениями. Достаточно напомнить об экспериментально обнаруженном ано/
мальном на первый взгляд явлении: в пределах одного и того же кратерного поля
каждая сальза выносит воды разного класса и типа.
При работах на вулканической постройке Шуго нами были получены сейс/
мические данные, отражающие динамику развития извержения, и выполнены
оценки внутреннего глубинного строения вулкана. Подтверждено влияние гео/
логических неоднородностей на формирование фонового микросейсмического
поля. Определены закономерности этого влияния и опробован, по сути, своеоб/
разный вид сейсмической разведки, использующий в качестве зондирующего
сигнала фоновые колебания (микросейсмы). Анализируя внутреннее строение
вулкана, удается объяснить и причины взрывных извержений, которые связаны
в первую очередь с закупоркой основного выводящего канала, что и привело к
прекращению деятельности центрального грифона, зафиксированного сейсми/
ческими методами. Затем последовало повышение давления флюидов непосред/
ственно в очаге и, как следствие, в окружающих дилатансных структурах. Высо/
кое давление и явилось тем спусковым механизмом, который снова открыл пути
поступления флюидов в главный выводной канал (рис. 11). На протяжении все/
го периода бурного извержения этот процесс неоднократно повторялся.
В августе/сентябре 2006 года в районе вулкана Шуго нами были проведены гео/
лого/геофизические исследования, включающие работы по глубинному зондирова/
нию вулканических структур. Использовался метод микросейсмического зондирования
Рис. 11. Фрагмент сейсмической записи, отражающий структуру геоакустическо/
го шума в момент «запирания» основного выводящего канала в теле грязевулкани/
ческой постройки вулкана Шуго
92 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
[Горбатиков и др., 2008], основанный на инверсии амплитудно/частотного простран/
ственного распределения микросейсмического поля. Профиль геофизических ис/
следований (A—A1) показан на рис. 3, а полученный экспериментально вертикаль/
ный разрез по контрастам сейсмических скоростей — на рис. 12 (см. вклейку).
Разрез отражает расположение и форму геологических неоднородностей сре/
ды по признаку контрастов сейсмических скоростей. Горизонтальное разрешение
метода оценивается величиной 4 % от длины зондирующей волны, или, соответ/
ственно 8 % от глубины залегания неоднородности. Вертикальное разрешение
оценивается как 15 % от глубины залегания [Горбатиков и др., 2008]. Светлым то/
ном оконтурены области с пониженными сейсмическими скоростями. Они соот/
ветствуют более трещиноватым и флюидонасыщенным структурам. Анализ полу/
ченных результатов выполнен с учетом существующих геологических данных.
Проведенные геолого/геофизические исследования позволили изучить глу/
бинное строение грязевого вулкана Шуго и уточнить глубинную структуру Ахтыр/
ской флексурно/разрывной зоны в целом. Показано, что грязевулканическая ка/
мера вулкана расположена в диапазоне глубин 15—20 км, а корневые структуры
наблюдаются вплоть до 25 км и более. Эти научные результаты заставляют по/но/
вому подходить к анализу глубинных процессов в районах развитого грязевого вул/
канизма в позднеальпийском складчатом сооружении Северо/Западного Кавказа.
Работа выполнена при поддержке международного гранта РФФИ (№ 14�05�
90421�Укр�а)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев А.С., Глинский Б.М., Имомназаров Х.Х, Ковалевский В.В., Собисевич Л.Е., Хайретди�
нов С.М., Цибульчик Г.М. Мониторинг геометрии и физических свойств «поверхностной» и
«очаговой» дилатансных зон методом вибросейсмического просвечивания сейсмоопасных
участков земной коры / Коллективная монография «Изменения природной среды и клима/
та. Природные катастрофы. Часть 1». Под ред. академика Н.П.Лаверова. Т. 1. М.: ИФЗ РАН.
2008. С. 179 — 222.
2. Барабошкин Е.Ю., Бондаренко Н.А. Любимова Т.В. Уникальные геологические объекты Се/
веро/Западного Кавказа. Путеводитель экскурсий Шестого Всероссийского совещания
«Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеогра/
фии» 14—15 сентября 2012 г. Геленджик. Краснодар. 2012. 28с.
3. Горбатиков А.В., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Степанова М.Ю., Овсюченко А.Н. Техноло/
гия глубинного зондирования земной коры с использованием естественного низкочастот/
ного микросейсмического поля / Коллективная монография «Изменения природной сре/
ды и климата. Природные катастрофы. Часть 1». Под ред. академика Н.П. Лаверова. Т. 1.
М.: ИФЗ РАН. 2008. С. 223 — 236.
4. Государственная геологическая карта Российской федерации. Масштаба 1:200 000. Издание
второе. Серия Кавказская. Лист L/37/XXVI (Новороссийск). Объяснительная записка.
Составили: С.Г. Корсаков, Е.В. Белуженко, В.И. Черных, В.В. Соколов, В.М. Андреев,
С.К. Щелтин. Научный редактор В.М. Юбко. Эксперты НРС: В.А. Снежко, В.К. Шкатова,
В.К. Иогансон, Н.П. Пежемская, В.А. Царева. Сант/Петербург. Изд/во Санкт/Петербургской
картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2009.
5. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика с приложениями к проблемам газовых
и нефтяных пластов. М.: Недра. 1996. 448c.
6. Овсюченко А.Н. Проявления молодой тектонической активности в структуре грязевых вул/
канов Тамани и Северо/Западного Кавказа. // Современные методы геолого/геофизичес/
кого мониторинга природных процессов на территории Северного Кавказа. М.:ИФЗ РАН,
2005, с. 235—248.
93ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2
О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо�западного Кавказа
7. Попков В.И., Бондаренко Н.А., Семинихина Ю.Ф., Харченко Т.Н. Структурная геология Севе/
ро/Западного Кавказа // ГеоИнжиниринг. Аналитический научно/технический журнал. —
2007. — № 1 (3). — С. 46—50.
8. Расцветаев Л.М. Парагенетический метод структурного анализа дизъюнктивных тектони/
ческих нарушений. В кн.: «Проблемы структурной геологии и физики тектонических про/
цессов». М.: ГИН АН СССР, 1987. С.173—235.
9. Собисевич А.Л. Мониторинг слоистых неоднородных сред. Монография. М.: ОИФЗ РАН.
2001.—354 c.
10. Собисевич А.Л., Горбатиков А.В., Овсюченко А.Н. Глубинное строение грязевого вулкана го/
ры Карабетова // ДАН (Геофизика). 2008. Т. 422. № 4. С. 542—546.
11. Собисевич А.Л., Лаверова Н.И., Собисевич Л.Е., Микадзе Э.И., Овсюченко А.Н., Башорин В.Н.,
Пронин А.П., Гурбанов А.Г., Шевченко А.В. Сейсмоактивные флюидно/магматические систе/
мы Северного Кавказа. М.: ИФЗ РАН, 2005. 225 c.
12. Собисевич Л.Е., Лиходеев Д.В. Локальные тепловые и резонансные аномалии в разломно/
блоковых средах // Экологический вестник научных центров ЧЭС. № 3. 2007. С. 47 — 54.
13. Ходькова И.А., Гемп С.Д. Распространение лития, рубидия и цезия в водах и твердых выбросах
грязевых вулканов Керченско/Таманской области // Геохимия. 1970. № 12. С. 1495—1503.
14. Холодов. В.Н. Грязевые вулканы: закономерности размещения и генезис // Литология и по/
лезные ископаемые, 2002, № 3. С. 227 — 241; № 4. С. 339 — 358.
15. Шнюков Е.Ф. Соболевский Ю.В., Гнатенко Г.И., Науменко П.И, Кутний В.А. Грязевые вулка/
ны Керченско/Таманской области. Атлас. Киев: Наук. Думка. 1986. 152 с.
16. Шнюков Е.Ф., Гнатенко Г.И., Нестеровский В.А., Гнатенко О.В. Грязевой вулканизм Керчен/
ско/Таманского региона / Киев: Наукова думка. — 1992. — 200 с.
17. Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С. и др. // Грязевой вулканизм и рудообразование.
Киев: Наук. думка. — 1971. — 332 с.
Статья поступила 08.04.2014
А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова
ЩОДО ГРЯЗЬОВОГО ВУЛКАНІЗМУ У ПІЗНЬОАЛЬПІЙСЬКІЙ СКЛАДЧАСТІЙ
СПОРУДІ ПІВНІЧНО/ЗАХІДНОГО КАВКАЗУ (НА ПРИКЛАДІ ВИВЧЕННЯ
ГЛИБИННОЇ БУДОВИ ГРЯЗЬОВОГО ВУЛКАНА ШУГО)
Вулкан Шуго — один з найбільш характерних діючих грязьових вулканів Таманської грязьовул/
канічної провінції північно/західної периклинальної частиниі альпійського складчастого спо/
рудження Великого Кавказу. На тлі відносно спокійного «характеру» цього грязьового вулкану
в 1903, 1908 і 2006р. спостерігалися короткочасні бурхливі виверження. У статті наведено нові
сейсмічні дані про глибинну будову вулкана Шуго, які розширюють поняття про грязьовий
вулканізм Північно/Західного Кавказу.
Ключові слова: грязьовой вулканізм, глибинна будова, розривні порушения, дилатансія, флюїдна
активність.
A.L. Sobisevich, L.E. Sobisevich, T.Yu. Tveritinova
ON MUD VOLCANISM IN THE LATE ALPINE FOLDED EDIFICE
OF THE NORTH/WESTERN CAUCASUS (based on an example of the study
of the deep structure of the Shugo mud volcano)
The Shugo mud volcano is one of the most active in the Taman mud volcanic province, the northwest/
ern part of periclinal Alpine folded structure of the Greater Caucasus. With a relatively quiet eruptive
behavior of the mud volcano it can demonstrate momentary yet significant events like in 1903, 1908 and
2006. The paper presents new data on the deep structure of the Shugo mud volcano in order to better
understand the phenomena of mud volcanism in Northwestern Caucasus.
Key words: mud volcanism, deep underground structure, local faults, dilatancy, fluid activity.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99309 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1999-7566 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:37:46Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Собисевич, А.Л. Собисевич, Л.Е. Тверитинова, Т.Ю. 2016-04-26T19:15:26Z 2016-04-26T19:15:26Z 2014 О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) / А.Л. Собисевич, Л.Е. Собисевич, Т.Ю. Тверитинова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 2. — С. 80-93. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99309 Вулкан Шуго — один из наиболее характерных действующих грязевых вулканов Таманской грязевулканической провинции в северо западной периклинальной части альпийского складчатого сооружения Большого Кавказа. На фоне относительно спокойного «характера» этого грязевого вулкана в 1903, 1908 и 2006 гг. наблюдались кратковременные бурные извержения. В статье приведены новые сейсмические данные о глубинном строении вулкана Шуго, которые расширяют представления о грязевом вулканизме Северо-Западного Кавказа. Вулкан Шуго — один з найбільш характерних діючих грязьових вулканів Таманської грязьовулканічної провінції північно-західної периклинальної частиниі альпійського складчастого спорудження Великого Кавказу. На тлі відносно спокійного «характеру» цього грязьового вулкану в 1903, 1908 і 2006р. спостерігалися короткочасні бурхливі виверження. У статті наведено нові сейсмічні дані про глибинну будову вулкана Шуго, які розширюють поняття про грязьовий вулканізм Північно-Західного Кавказу. The Shugo mud volcano is one of the most active in the Taman mud volcanic province, the northwestern part of periclinal Alpine folded structure of the Greater Caucasus. With a relatively quiet eruptive behavior of the mud volcano it can demonstrate momentary yet significant events like in 1903, 1908 and 2006. The paper presents new data on the deep structure of the Shugo mud volcano in order to better understand the phenomena of mud volcanism in Northwestern Caucasus. Работа выполнена при поддержке международного гранта РФФИ (№ 14-05-90421-Укр-а) ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана Грязевой вулканизм О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) Щодо грязьового вулканізму у пізньоальпійській складчастій споруді північно-західного Кавказу (на прикладі вивчення глибинної будови грязьового вулкана Шуго) On mud volcanism in the late alpine folded edifice of the north-western Caucasus (based on an example of the study of the deep structure of the Shugo mud volcano) Article published earlier |
| spellingShingle | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) Собисевич, А.Л. Собисевич, Л.Е. Тверитинова, Т.Ю. Грязевой вулканизм |
| title | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) |
| title_alt | Щодо грязьового вулканізму у пізньоальпійській складчастій споруді північно-західного Кавказу (на прикладі вивчення глибинної будови грязьового вулкана Шуго) On mud volcanism in the late alpine folded edifice of the north-western Caucasus (based on an example of the study of the deep structure of the Shugo mud volcano) |
| title_full | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) |
| title_fullStr | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) |
| title_full_unstemmed | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) |
| title_short | О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) |
| title_sort | о грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении северо-западного кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана шуго) |
| topic | Грязевой вулканизм |
| topic_facet | Грязевой вулканизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99309 |
| work_keys_str_mv | AT sobisevičal ogrâzevomvulkanizmevpozdnealʹpiiskomskladčatomsooruženiiseverozapadnogokavkazanaprimereizučeniâglubinnogostroeniâgrâzevogovulkanašugo AT sobisevičle ogrâzevomvulkanizmevpozdnealʹpiiskomskladčatomsooruženiiseverozapadnogokavkazanaprimereizučeniâglubinnogostroeniâgrâzevogovulkanašugo AT tveritinovatû ogrâzevomvulkanizmevpozdnealʹpiiskomskladčatomsooruženiiseverozapadnogokavkazanaprimereizučeniâglubinnogostroeniâgrâzevogovulkanašugo AT sobisevičal ŝodogrâzʹovogovulkanízmuupíznʹoalʹpíisʹkíiskladčastíisporudípívníčnozahídnogokavkazunaprikladívivčennâglibinnoíbudovigrâzʹovogovulkanašugo AT sobisevičle ŝodogrâzʹovogovulkanízmuupíznʹoalʹpíisʹkíiskladčastíisporudípívníčnozahídnogokavkazunaprikladívivčennâglibinnoíbudovigrâzʹovogovulkanašugo AT tveritinovatû ŝodogrâzʹovogovulkanízmuupíznʹoalʹpíisʹkíiskladčastíisporudípívníčnozahídnogokavkazunaprikladívivčennâglibinnoíbudovigrâzʹovogovulkanašugo AT sobisevičal onmudvolcanisminthelatealpinefoldededificeofthenorthwesterncaucasusbasedonanexampleofthestudyofthedeepstructureoftheshugomudvolcano AT sobisevičle onmudvolcanisminthelatealpinefoldededificeofthenorthwesterncaucasusbasedonanexampleofthestudyofthedeepstructureoftheshugomudvolcano AT tveritinovatû onmudvolcanisminthelatealpinefoldededificeofthenorthwesterncaucasusbasedonanexampleofthestudyofthedeepstructureoftheshugomudvolcano |