Условия формирования глинистой пульпы грязевых вулканов Керченско-Таманской области по данным пиролитических и геохимических исследований

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В образцах глинистой пульпы, отобранных из 23 грязевых вулканов Керченско-Таманской области (Крымско-Кавказский регион), определены пиролитические характеристики рассеянного органического вещества. Оно относится к III типу керогена, и его уровень изменения соответствует самым ранним стадиям нафтогенеза. Также показано, что органическое вещество, выносимое вулканами, по своим пиролитическим характеристикам является практически полным аналогом рассеянного ОВ, присутствующего в глинах отложений майкопской серии. Вместе с тем, в сравнении с последними, в грязевулканической пульпе отмечено более высокое содержание битумоидов.

Впервые для грязевулканических систем Керченско-Таманской области выявлена связь параметра Тmax керогена с некоторыми температурно-зависимыми характеристиками водной (t(Mg-Li) и δ18О в Н2О) и газообразной (δ13С в СН4) фаз грязевулканических выбросов. Эти зависимости отражают общую направленность изменения состава флюидных систем с ростом пластовых температур и указывают на формирование твердой, жидкой и газообразной фаз грязевулканических выбросов в едином глубинном грязевулканическом резервуаре. При этом существенного загрязнения глинистой пульпы органическим веществом, заимствованным со стенок грязевулканического канала из вышележащих отложений, выявлено не было.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ю. Лаврушин

Геологический институт РАН (ГИН РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: v_lavrushin@ginras.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

А. С. Айдаркожина

Геологический институт РАН (ГИН РАН)

Email: v_lavrushin@ginras.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

Список литературы

  1. Айдаркожина А.С., Лаврушин В.Ю., Кузнецов А.Б., Сокол Э.В., Крамчанинов А.Ю. Изотопный состав стронция в водах грязевых вулканов Керченско-Таманской области // ДАН. 2021. Т. 499. № 1. С. 19–25.
  2. Алиев Ад.А., Гулиев И.С., Дадашев Ф.Г., Рахманов Р.Р. Атлас грязевых вулканов мира. Баку: Nafta-Press, 2015. 322 с.
  3. Баженова О.К., Боден Ф., Сен-Жермес М.Л., Запорожец Н.И., Фадеева Н.П. Органическое вещество в майкопских отложениях олигоцена Северного Кавказа // Литология и полез. ископаемые. 2000. № 1. С. 56–73.
  4. Балакина А.А., Самулева В.И. Геологическая карта. Лист L-37-XIX, XXV масштаб 1 : 200 000. Л.: ВСЕГЕИ, 1973.
  5. Бугрова Э.М., Латыпова М.Р., Копаевич Л.Ф., Гусев А.В. Фораминиферы из глиняной пульпы грязевых вулканов Керченско-Таманской области: Семигорский, сопка Андрусова, Борух-Оба // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2023. № 6. С. 34–43.
  6. Буякайте М.И., Лаврушин В.Ю., Покровский Б.Г., Киквадзе О.Е., Поляк Б.Г. Изотопные системы стронция и кислорода в водах грязевых вулканов Таманского полуострова (Россия) // Литология и полез. ископаемые. 2014. № 1. С. 52–59.
  7. Галимов Э.М. Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. М.: Недра, 1973. 384 с.
  8. Гончаров И.В., Харин В.С. Использование пиролиза в инертной атмосфере при исследовании органического вещества пород // Проблемы нефти и газа Тюмени. 1982. Вып. 56. С. 8–10.
  9. 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.
  10. Дахнова М.В. Применение геохимических методов исследований при поисках, разведке и разработке месторождений углеводородов // Геология нефти и газа. 2007. № 2. С. 81–89.
  11. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образова-ния. М.: Наука, 1990. 214 с.
  12. Ершов В.В., Левин Б.В. Новые данные о вещественном составе продуктов деятельности грязевых вулканов Керченского полуострова // ДАН. 2016. Т. 471. № 1. С. 82–86.
  13. Иванов В.В., Гулиев И.С. Физико-химическая модель грязевого вулканизма // Проблемы нефтегазоносности Кавказа. М.: Наука, 1988. С. 92–102.
  14. Копаевич Л.Ф., Бугрова Э.М., Латыпова М.Р., Гусев А.В., Калмыков Г.А., Калмыков А.Г. Фораминиферы из глиняной пульпы грязевого вулкана Шуго // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2022. № 3. С. 3–16.
  15. Лаврушин В.Ю. Подземные флюиды Большого Кавказа и его обрамления / Отв. ред. Б.Г. Поляк. М.: ГЕОС, 2012. 348 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 599)
  16. Лаврушин В.Ю., Kopf A., Deyhle A., Степанец М.И. Изотопы бора и формирование грязевулканических флюидов Тамани (Россия) и Кахетии (Грузия) // Литология и полез. ископаемые. 2003. № 2. С. 147–182.
  17. Лаврушин В.Ю., Айдаркожина А., Сокол Э.В., Челноков Г.А., Петров О.Л. Грязевулканические флюиды Керченско-Таманской области: геохимические реконструкции и региональные тренды. Сообщение 1. Геохимические особенности и генезис грязевулканических вод // Литология и полез. ископаемые. 2021. № 6. С. 485–512.
  18. Лаврушин В.Ю., Айдаркожина А., Сокол Э.В., Челноков Г.А., Петров О.Л. Грязевулканические флюиды Керченско-Таманской области: геохимические реконструкции и региональные тренды. Сообщение 2. Генезис грязевулканических газов и региональные геохимические тренды // Литология и полез. ископаемые. 2022. № 1. С. 3–27.
  19. Лаврушин В.Ю., Гулиев И.С., Киквадзе О.Е., Алиев Ад.А., Поляк Б.Г., Покровский Б.Г. Воды грязевых вулканов Азербайджана: изотопно-химические особенности и условия формирования // Литология и полез. ископаемые. 2015. № 1. С. 3–29.
  20. Лаврушин В.Ю., Поляк Б.Г., Прасолов Э.М., Каменский И.Л. Источники вещества в продуктах грязевого вулканизма (по изотопным, гидрохимическим и геологическим данным) // Литология и полез. ископаемые. 1996. № 6. С. 625–647.
  21. Лопатин Н.П., Емец Т.П. Пиролиз в нефтегазовой геологии. М.: Наука, 1987. 143 с.
  22. Маслов А.В., Шевченко В.П. Систематика редких и рассеянных элементов в сопочном иле грязевых вулканов Северо-Западного Кавказа // Геохимия. 2020. Т. 65. № 9. С. 886–910.
  23. Попов С.В., Патина И.С. История Паратетиса // Природа. 2023. № 6. С. 1–14.
  24. Попов С.В., Антипов М.П., Застрожнов А.С. и др. Колебания уровня моря на северном шельфе Восточного Паратетиса в олигоцене–неогене // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2010. № 18(2). С. 3–26.
  25. Прасолов Э.М. Изотопная геохимия и происхождение природных газов. Л.: Недра, 1990. 283 с.
  26. Холодов В.Н. Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах. М.: Наука, 1983. 151 с.
  27. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: закономерности размещения и генезис. Сообщение 2. Геолого-геохимические особенности и модель формирования // Литология и полез. ископаемые. 2002. № 4. С. 339–358.
  28. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: Распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2012. № 4. С. 5–27.
  29. Туголесов Д.А., Горшков А.С., Мейснер Л.Б., Соловьев В.В., Хахалев В.И. Тектоника мезо-кайнозойских отложений Черноморской Впадины. М.: Недра, 1985. 215 с.
  30. Шардаров А.Н., Малышек В.Т., Пекло В.П. О корнях грязевых вулканов Таманского полуострова // Геологический сборник. Вып. 10. М.: Гостоптехиздат, 1962. С. 53–66.
  31. Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С., Усенко В.П., Гордиевич В.А., Юханов И.С., Щирица А.С. Грязевой вулканизм и рудообразование. Киев: Наукова Думка, 1971. 332 с.
  32. Шнюков Е.Ф., Соболевский Ю.В., Гнатенко Г.И., Науменко П.И., Кутний В.А. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области (атлас). Киев: Наукова Думка, 1986. 148 с.
  33. Behar F., Beaumont V., Penteado De B. Rock-Eval 6 Technology: Performances and Developments // Oil and Gas Science and Technology. Rev. IFP. 2001. V. 56. № 2. P. 111–134.
  34. Colten-Bradley V.A. Role of pressure in smectite dehydration – Effects on geopressure and smectite-to-illite transformation // AAPG Bull. 1987. V. 71. P. 1414–1427.
  35. Espitalié J., Laporte J.L., Madec M., Marquis F., Leplat P., Paulet J., Boutefeu F. Méthode rapide de caractéri-sation des roches mères, de leur potentiel pétrolier et de leurdegré d’évolution // Rev. Inst. Français du Pétrole. 1977. V. 32. P. 23–42.
  36. Espitalié J., Bordenave M.L. Rock-Eval pyrolysis / Ed. M.L. Bordenave // Applied Petroleum Geochemistry. Technip ed., Paris. 1993. P. 237–361.
  37. Galimov E.M. Isotope organic geochemistry // Org. Geochem. 2006. V. 37. P. 1200–1262.
  38. Kikvadze O.E., Lavrushin V.Yu., Polyak B.G. Chemical geothermometry: application to mud volcanic waters of the Caucasus region // Frontiers of Earth Science. 2020. V. 14(4). P. 738–757.
  39. Kopf A. Significance of mud volcanism // Rev. Geophys. 2002. V. 40(2). P. 1–52.
  40. Kopf A., Deyhle A., Lavrushin V. et al. Isotopic evidence (He, B, C) for deep fluid and mud mobilization from mud volcanoes in the Caucasus continental collision zone // Int. J. Earth Sci. 2003. V. 92. P. 407–425.
  41. Mazzini A. Mud volcanism: Processes and implications // Mar. Pet. Geol. 2009. V. 26. P. 1677–1680.
  42. Milkov A.V. Worldwide distribution and significance of secondary microbial methane formed during petroleum biodegradation in conventional reservoirs // Org. Geochem. 2011. V. 42. P. 184–207.
  43. Saint-Germes M. Etude sedimentologique et geochimique de la matiere organique du basin Maykopien de la Crimee a l’Azerbaidjan // Mémoires des Sciences de la Terre. Académie de Paris Université Pierre et Marie Curie. 1998. 295 p.
  44. Sokol E., Kokh S., Kozmenko O. et al. Mineralogy and geochemistry of mud volcanic ejecta: a new look at old issues (a case study from the Bulganak field, Northern Black Sea) // Minerals. 2018. V. 8. P. 344.
  45. Sokol E.V., Kokh S.N., Kozmenko O.A. et al. Boron Fate in an Onshore Mud Volcanic Environment: Case Study from the Kerch Peninsula, the Caucasus Continental Collision Zone // Chem. Geol. 2019. V. 525. P. 58–81.
  46. You C.F., Chan L.H., Spivack A.J., Gieskes J.M. Lithium, boron, and their isotopes in sediments and pore waters of Ocean Drilling Program Site 808, Nankai Trough: Implications for fluid expulsion in accretionary prisms // Geology. 1995. V. 23(1). P. 37–40.
  47. You C.-F., Spivack A.J., Gieskes J.M., Martin J.B., Davisson M.L. Boron contents and isotopic compsitions in pore waters: A new approach to determine temperature-induced artifacts – geochemical implications // Mar. Geol. 1996. V. 129. P. 351–361.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема опробованных объектов. 1 – естественные обнажения майкопской серии; 2 – опробованные грязевые вулканы; 3 – скважина-спутник Кубанской сверхглубокой скважины (скв. C-1).

Скачать (42KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Грязевые вулканы: Шуго, центральная сальза (Таманский полуостров) (а), Ольденбургского (б) и Тобечик (в) (Керченский полуостров) (фотографии авторов).

Скачать (70KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Выходы пород верхней части майкопской серии в береговых обнажениях Азовского моря (Таманский полуостров). а – мыс Ахиллеон, б – плато Ильич (фотографии М.Р. Латыповой).

Скачать (58KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменения Тmax и общего содержания органического углерода (ТОС) в образцах чокрак-караганских отложений из керна скважины С-1 в зависимости от глубины отбора керна (см. табл. 3).

Скачать (32KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Модифицированная диаграмма Ван-Кревелена для образцов глинистой пульпы грязевых вулканов Таманского (1) и Керченского (2) полуостровов, а также образцов пород майкопской серии из естественных обнажений исследуемого региона (3). Римские цифры (I‒III) обозначают тип керогена; кривые линии показывают направления эволюции параметров Tmax и HI для керогенов разного типа при увеличении глубины погружения осадочных толщ.

Скачать (19KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Соотношение OI и HI в органическом веществе глинистой пульпы таманских (1) и керченских (2) грязевых вулканов и отложений майкопской серии (3–4): из естественных разрезов Керченско-Таманской области (3) и керна скважины С-1 (4). Оконтурены группы точек таманских (пунктирная линия) и керченских (сплошная линия) вулканов. Вулканы: Brsh – Бурашский, Tbch – Тобечик, Enk – Еникальский, Andr – Сопка Андрусова.

Скачать (23KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Cоотношение значений кислородного индекса (OI) в органическом веществе образцов глинистой пульпы и величин δ13С (СО2) в газах таманских (1) и керченских (2) грязевых вулканов. Линиями показаны тренды для вулканов Тамани (сплошная) и Керчи (пунктирная). Вулканы: Sopk – Сопка, Tbch – Тобечик, Tsh – Сопка Тищенко, Enk – Еникальский, Bor-Oba – Борух-Оба. Данные по δ13С (СО2) приведены по [Лаврушин и др., 2022].

Скачать (16KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость между значениями Tmax и глубиной отбора образцов майкопской серии, вскрытой глубокими скважинами в Западно-Кубанском прогибе (построено по данным из работы [Saint-Germes, 1998]). 1–4 – образцы из разных скважин (1 – площадь Северская № 1; 2 – площадь Северская, скважины 2, 3 и 4; 3 – скважина Таманская № 2; 4 – скважина Таманская № 5). Линиями показаны тренды для скважин Северской площади (пунктирная) и для Таманской скважины № 5 (сплошная).

Скачать (23KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Соотношение Тmax образцов глинистой пульпы и t(Mg-Li) – расчетных температур формирования солевого состава грязевулканических вод. Линией показан статистически-значимый тренд. Вулканы: Gl – Гладковский, W-Tc – Западные Цимбалы, Shp – Шапурский, Shps – Шапсугский, Tbch – Тобечик, Sopk – Сопка, Gnl – гора Гнилая, Сh – Чушка, Vost – Восток, Burash – Бурашский, Bugas – Бугазский, Bor-Oba – Борух-Оба, Semig – Семигорский, Shugo – Шуго, Andrus – Сопка Андрусова (боковая сальза); Karabet – Карабетова гора; Bulgan – Центральное озеро (Сопка Вернадского), Olden-1 – Ольденбургского, Tarh – Большой Тарханский (сальза на солончаке); Aht – Ахтанизовский; Bugas – Бугазский центральная сальза; Enk – Еникальский.

Скачать (14KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Соотношение значений δ18О(Н2О) грязевулканических вод(?) и значений Тmax глинистой пульпы в грязевых вулканах Керченско-Таманской области. Линией показан тренд, прослеживающийся для фигуративных точек группы вулканов. Обозначения вулканов см. рис. 9.

Скачать (12KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Соотношение Tmax глинистой пульпы и δ13С(СН4) газовой фазы грязевулканических выбросов вулканов Керченско-Таманской области. Линией показана тенденция изменения параметров. Обозначения вулканов см. рис. 9.

Скачать (15KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025