Thermobaric depth settings of sedimentary rock basins and their fluid dynamics: Сommunication 2. Superhigh pressures and mud volcanoes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The article discusses the patterns of placement of mud volcanoes, their spatial connection with tectonic faults, anticlinal uplifts, oil and gas fields. The connection of mud volcanic activity with ultrahigh pressures arising in the clay strata of the stratisphere as a result of phase transformations of clay minerals and organic matter is argued. The role of earthquakes in the formation of fractured clays, increasing their permeability and the formation of mud crates is emphasized. On the example of the mud volcano Aligula (Turkmenistan), the processes of dilution of sandstones and clays, the formation of volcanic mud-crates are considered.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. N. Kholodov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: rostislavn@yandex.ru
Russian Federation,  7, Pyzhevskii per., Moscow, 119017

References

  1. Абих Г.В. О появившемся на Каспийском море острове и материалы к познанию грязевых вулканов Каспийской области // Memor. Acad. Sci. Petersburg. VII Serie. 1863. V. 4. № 5 / Перевод с нем. // Труды Института геологии Аз. ФАН СССР. Т. XII. 1939. С. 15‒48.
  2. Абих Г.В. Геологический обзор полуостровов Керчи и Тамани // Записки Кавказ. отделения русского географ. общества. 1873. Кн. 8. С. 1‒7.
  3. Авдусин П.П. К петрографии продуктов извержения грязевых вулканов Крымско-Кавказской геологической провинции // Результаты исследования грязевых вулканов Крымско-Кавказской геологической провинции. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1939. С. 57‒66.
  4. Архангельский А.Д. Несколько слов о генезисе грязевых вулканов Апшеронского полуострова и Керченско-Таманской области // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1925. Т. 33. С. 3‒4.
  5. Будько В.М. К характеристике некоторых продуктов минерализации разрывных нарушений на острове Челекен // Геология Закаспия. Вып. 1. 1958. С. 46‒59.
  6. Вебер В.В., Калицкий К.П. Челекен // Труды Геолкома. Новая серия. 1911. Вып. 6. 180 с.
  7. Вистелиус А.Б. Красноцветные отложения полуострова Челекен. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1966. 204 с.
  8. Вистелиус А.Б., Романова А.А. Красноцветные отложения полуострова Челекен. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1962. 227 с.
  9. Горин В.А., Буниат-Заде З.А. Основные закономерности размещения нефтяных и газовых месторождений Азербайджана // Изв. АН Азерб. ССР. Сер. наук о Земле. 1967. № 5. С. 32‒68.
  10. Горин В.А., Буниат-Заде З.А. Глубинные разломы, газонефтяной вулканизм и залежи нефти и газа западного борта Южно-Каспийской впадины. Баку: Азерб. гос. изд-во, 1971. 190 с.
  11. Губкин И.М. Тектоника юго-восточной части Кавказа в связи с нефтеносностью этой области. М.: ОНТИ НКТП СССР, 1934. 230 с.
  12. Губкин И.М. Учение о нефти. М., Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1937. 456 с.
  13. Губкин И.М., Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с генезисом нефтяных месторождений Крымско-Кавказской геологической провинции. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1938. 44 с.
  14. Губкин И.М., Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с нефтеносностью // Тр. XVII сессии Международного геол. конгресса СССР. Т. IV. М.: ГОНТИ, 1940. С. 9‒22.
  15. Данильченко П.Г. Морские и солоноватоводные рыбы Паратетиса // Стратиграфия СССР. Неогеновая система. Т. 2. М.: Недра, 1986. С. 302‒306.
  16. Двойченко П.А. Естественные производительные силы Крыма // Весь Крым. Симферополь: Крым ЦИК, 1926. С. 1‒18.
  17. Дворов В.И. Термальные воды Челекена и геохимические особенности их формирования. М.: Наука, 1975. 178 с.
  18. Дурмишьян А.Г., Асланов В.Д., Рахманов Т.Р. и др. Закономерности изменения пластовых давлений в мезозойско-кайнозойских отложениях // Геология нефти и газа. 1976. № 10. С. 55‒61.
  19. Иностранцев А.А. Геология. Общий курс лекций. Т. I. Петербург: Типография Стасюлевича, 1889. 560 с.
  20. Калинко М.К. Основные закономерности распределения нефти и газа в земной коре. М.: Недра, 1964. 205 с.
  21. Калицкий К.П. Об условиях залегания нефти на о. Челекен. С-Петербург: Изд-во Комиссии Геолкома, 1910. 79 с.
  22. Ковалевский С.А. Газовый вулканизм (вулканы и вулканоиды) // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1935а. № 1. С. 42‒68.
  23. Ковалевский С.А. Еще о газовом вулканизме // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1935б. № 9а. С. 32‒59.
  24. Ковалевский С.А. Грязевые вулканы Южного Прикаспия. Баку: Азнефтеиздат, 1940. 152 с.
  25. Лебедев Л.И., Кулакова Л.С. Некоторые черты грязевого вулканизма в Южном Каспии // Каспийское море. Вопросы геологии и гидрогеологии. М.: Наука, 1990. С. 96‒104.
  26. Лебедев Л.М., Никитина И.Б. Челекенская рудообразующая система. М.: Наука, 1983. 240 с.
  27. Мушкетов И.В. Физическая геология. Общие свойства и состав Земли; вулканизм, землетрясения, тектоника. Л.: Госиздат, 1924. 770 с.
  28. Науменко П.И. Современная деятельность грязевого вулканизма Керченского полуострова // Материалы по минералогии, петрографии и геохимии осадочных пород и руд. 1976. Вып. 4. С. 115‒135.
  29. Путкарадзе А.Л., Халилбейли Ч.А. Грязевые вулканы в геологическом прошлом Юго-Восточного Кавказа // Ученые записки Азерб. университета. Серия геолого-географ. наук. 1964. Вып. 1. С. 88‒103.
  30. Рахманов Р.Р. Грязевые вулканы и их значение в прогнозировании газонефтеносности недр. М.: Недра, 1987. 174 с.
  31. Романова М.А. Парагенезисы обломочных минералов красноцветных отложений острова Челекен // Записки ВМО. 1957. Ч. 86. Вып. 1. С. 42‒75.
  32. Семенович В.В. Геологическое строение и нефтегазоносность Челекена // Тр. КЮГЭ АН СССР. Вып. 5. Л.: Гостоптехиздат, 1960. 158 с
  33. Строганов В.А. Типы нефтяных залежей Челекенского месторождения и условия их формирования // Новости нефтяной и газовой техники. Серия геол. 1959. № 4. С. 21‒48.
  34. Султанов Р.Г. О связи грязевых вулканов Юго-Западного Кобыстана с тектоническими разрывами // Ученые записки АГУ. Сер. геол.-географ. 1966. № 6. С. 32‒68.
  35. Сунгуров А.М. Особенности строения грязевых вулканов Юго-Западной Туркмении // Новости нефтяной и газовой техники. Серия геол. 1958. № 9. С. 6‒15.
  36. Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Крымско-Кавказской геологической провинции и диапиризм // Результаты исследований грязевых вулканов Крымо-Кавказской геологической провинции. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1939. С. 5‒45.
  37. Холодов В.Н. Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). М.: Наука, 1983. 150 с.
  38. Холодов В.Н. К проблеме генезиса полезных ископаемых элизионных впадин. Статья I. Южно-Каспийский элизионный бассейн // Литология и полез. ископаемые. 1990. № 6. С. 3‒35.
  39. Холодов В.Н. К проблеме генезиса полезных ископаемых элизионных впадин. Статья II. Челекен-Боядагская гидротермальная система // Литология и полез. ископаемые. 1991. № 2. С. 104‒123.
  40. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: закономерности размещения и генезис. Сообщение I. Грязевулканические провинции и морфология грязевых вулканов // Литология и полез. ископаемые. 2002а. № 3. С. 227‒241.
  41. Холодов В.Н. Грязевые вулканы; закономерности размещения и генезис. Сообщение 2. Геолого-геохимические особенности и модель формирования // Литология и полез. ископаемые. 2002б. № 4. С. 339‒358.
  42. Холодов В.Н. О природе грязевых вулканов // Природа. 2002в. № 11. С. 47‒58.
  43. Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса. М.: ГЕОС, 2006. 608 с.
  44. Холодов В.Н. Закономерность размещения и условия образования соленых диапиров и грязевых вулканов // Литология и полез. ископаемые. 2013. № 5. С. 441‒460.
  45. Холодов В.Н. Термобарические обстановки глубин осадочно-породных бассейнов и их флюидодинамика. Сообщение 1. Зональность строения стратисферы и условия образования аномально-высоких и сверхвысоких давлений флюидов // Литология и полез. ископаемые. 2018. № 6. С. 539‒557.
  46. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 670 с.
  47. Шатский Н.С. Избранные труды. Т. III. Геологические формации и осадочные полезные ископаемые. М.: Наука, 1965. 345 с.
  48. Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С. и др. Грязевой вулканизм и рудообразование. Киев: Наукова думка, 1971. 332 с.
  49. Шнюков Е.Ф., Соболевский Ю.В., Гнатенко Г.И. и др. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области (атлас). Киев: Наукова думка, 1986. 150 с.
  50. Шнюков Е.Ф., Гнатенко Г.И., Нестеровский В.А. и др. Грязевой вулканизм Керченско-Таманского района. Киев: Наукова думка, 1992. 200 с.
  51. Якубов А.А., Зейналов М.М. Грязевой вулканизм Азербайджана // Очерки по геологии Азербайджана. Баку: Изд-во АН АзССР, 1964. С. 130‒145.
  52. Якубов А.А., Али-Заде А.А., Григорьянц Б.В. и др. Объяснительная записка к карте грязевых вулканов нефтегазоносных областей Азербайджанской ССР масштаба 1:500000. Баку: Изд-во МГ СССР, АН АзССР, 1978. 38 с.
  53. Якубов А.А., Григорьянц Б.В., Алиев А.А. и др. Грязевой вулканизм Советского Союза и его связь с нефтеносностью. Баку: ЭЛМ, 1980. 162 с.
  54. Badve R.M., Ghare M.A., Rejshekhar C. On the age of the ejected material from mud volcano of Raishekhar // Curr. Sci. (India). 1984. V. 53(5). P. 814‒816.
  55. Krause D.C., White W.C., Piper D.S.W., Heezen B.C. Turbidity currents and cable breaks in the western New Britain French // Bull. Geol. Soc Amer. 1970. V. 81. P. 2153‒2160.
  56. Terzaghi K. Varieties of Submarine slope Failures // Teknik ukeblad. 1957. № 43. P. 27‒42.
  57. Terzaghi K. Varieties of Submarine slope Failures // Univ. Texas. Bur. Eng. Res. Spec. Publ. 1956. № 29. P. 41.
  58. Schmidt I. Studien über Erdheben / 2nd Ed. Leipzig, 1970. 240 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Tectonic disturbances and location of mud volcanoes of Azerbaijan and the South Caspian depression ([Gorin, Buniat-Zade, 1967] with changes). Tectonic zones: I - the Main Caucasus Range; II - transition zone; III - South Caspian Basin. 1, 2 - oil deposits (1 - ancient with heavy oil, 2 - young and modern with light oil, condensate and gas); 3 - faults (a - assumed, b - traced); 4 - boundaries of tectonic zones; 5 - mud volcanoes (a - active, b - fossils).

Download (332KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution of mud volcanoes and tectonic folds within the Kerch-Taman region ([Shnyukov et al., 1971] with changes). 1 - folds of the Mountain Crimea; 2 - estimated lines of faults; 3 - the boundary of the inconsistent occurrence of Neogene deposits; 4 - deep wells; 5 - mud volcanoes; 6 - mud volcanoes, in the rock breccias of which there are rocks older than the Maikop age; 7 - boundaries of mountain structures of the Crimea and the Caucasus; 8 - anticlinal structures: 1 - Kamenskaya, 2 - Nasyrskaya, 3 - Krasnokutskaya, 4 - Belokamenskaya, 5 - Mysovaya, 6 - Starozhilovskaya, 7 - Bulganakskaya, 8 - Borzovskaya, 9 - Malobabchikskaya, 10 - Glazovskaya, 11 - Novonikolaevskaya, 12 - Chistopolskaya, 13 - Voshodovskaya, 14 - Slyusarevskaya, 15 - Gornostaevskaya, 16 - Korolevskaya, 17 - Fontanovskaya, 18 - Sokolskaya, 19 - Goncharovskaya, 20 - Tambovskaya, 21 - Vladislavovsky, 22 - Andreevskaya, 23 - Moshkarevskaya, 24 - Selezenevskaya , 25 - Ulyanovskaya, 26 - Vulkanovskaya, 27 - Vostochnaya, 28 - Belobrodskaya, 29 - Gavrilenkovskaya, 30 - Krasnopolskaya, 31 - Marfovskaya, 32 - Dyurmenskaya, 33 - Karangatskaya, 34 - Maryevskaya, 35 - Opukskaya, 36 - Pogranichnaya, 37 - Priozernaya, 38 - Yakovenkovskaya, 39 - Korenkovskaya.

Download (401KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of the boundaries of volcanoes in the tectonic structures of the West Turkmen Basin ([Gorin, 1967] with changes). 1 — Mesozoic and Paleogene rocks of mountain framing; 2 - contours of the buried anticlinal folds; 3 - mesozoic steep diving lines according to geophysical data; 4 - axis of maximum of gravity; 5 - main deep faults; 6 - contours of large anticlinal structures; 7 - the contours of the alleged anticlinal structures; 8 - mud volcanoes. Anticlinal folds: 1 - Cheleken, 2 - Kotur-Tepe, 3 - Nebit-Dag, 4 - Monjukly, 5 - Urunjuk, 6 - Kizilkum, 7 - Kobek, 8 - Boya-Dag, 9 - Okarem, 10 - Kamyshldzha, 11 - Keimir, 12 - Izat-Kuli, 13 - Khudai-Dag (Kara-Tepe).

Download (313KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Scheme of the lithological-tectonic structure of various parts of the island Cheleken (Turkmenistan). a - the entire region ([Lebedev, Nikitina, 1983] with changes): 1 - Khazar longline; 2 - Baku tier; 3 - Absheron level; 4 - Akchagyl tier; 5 - red color; 6 - faults; b - the area of ​​the ancient mud volcano Aligul: 1 - the mudbreccia of the volcano and scree; 2 - the red stratum; 3 - fish clays; 4 - Apsheron deposits; 5 - Quaternary deposits; 6 - a volcano's mouth filled with mudbreccia and rocks; 7 - supposed tectonic faults; 8 - faults and faults; 9 - melange in the Apsheron sequences; 10 - clastic dikes in the Absheron formations.

Download (700KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Photos of the outcrops of the Apsheron sequences near the mouth of the mud volcano Aligul. (a) melange with traces of sandstone liquefaction; b - the nature of deformations of thin-layered aleurites and clays in the blocks of the Absheron layers; in - the flowed forms of sandy floats.

Download (2MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Concreta and tubular forms of sandy quicksand. and - the triple rounded sand concretion; b - sandstone pupae concretion; in - a combination of tubular and concretion forms; (d) clastic dyke in the Absheron layers (1 — dyke body boundary, 2 — sand, 3 — clay, 4 — aleurite).

Download (1MB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. The proposed scheme for the formation of block melange and the associated clayey mud spatula volcano Aligul. 1 - Quaternary deposits; 2 - sandy-clayey strata of Apsheron; 3 - clay strata of apsheron; 4 - clay muds; 5 - clayey mudbreccia with blocks of uneven-aged rocks; 6 - cracks and displacement in the thickness of sedimentary rocks; 7 - direction of movement of fluids (water, oil and gases) located in the field of ultrahigh pressures.

Download (510KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Российская академия наук