Грязевые бугры и их связь с грязевыми вулканами и нефтеносностью
М. И. СУББОТА
Грязевые бугры иногда принимают за грязевые вулканы (сопки) и по их распространению судят о перспективах нефтегазоносности недр. Так, геолог Ф.Ф. Голынец [1, 2] описал грязевые бугры Манычско-Сальских степей (Северный Кавказ) как типичные грязевые сопки и на основании этого пришел к убеждению о несомненной нефтегазоносности недр этого района. К такому же заключению приходят некоторые геологи Казахстана, встречая в низовьях р. Чу (в Чуйской впадине) грязевые бугры, называемые местным населением «тма» или «тума».
Уже этих примеров достаточно для того, чтобы показать, насколько важно разобраться в вопросе о том, что представляют собой грязевые бугры, чем они отличаются от грязевых вулканов и могут ли они быть показателями нефтеносности недр.
Наиболее типичные грязевые бугры распространены на одном из участков Манычско-Сальских степей. Здесь солончаковые степи прорезаются балками, имеющими сток в сторону р. Зап. Маныч. По дну некоторых балок текут небольшие ручьи и речки с пресной или солоноватой водой, берущие начало из родников в верховьях балок.
В балке и урочище Шар-Булуг («желтый родник»), впадающей в р. Улан-Зуха (левый приток р. Зап. Маныч), расположено 36 грязевых бугров (по состоянию на 2 октября 1954 г.) с сочащейся из них водой яркожелтого и коричневого цвета. Основная масса грязевых бугров расположена в расширении балки (в урочище), а некоторые - вдоль нее. Балка и урочище имеют крутые склоны глубиной около 6-8 м, сложенные серыми суглинками и супесями; кое-где в балке обнажаются песчаники третичного возраста. Песчано-глинистое дно урочища почти лишено растительности. Растительность (камыш, хвощ и разноцветные солянки) сосредоточена лишь в пределах отдельных грязевых бугров.
Сложены бугры преимущественно песчаным материалом, часто со значительной примесью глинистых частиц. В середине бугров непрерывно высачивается вода; на некоторых из них образуются небольшие озера. Иногда вместе с водой происходит слабое выделение пузырьков или струек газа.
На рис. 1 показана схема расположения грязевых бугров в урочище Шар-Булуг. Все грязевые бугры можно разделить по форме на три группы, между которыми имеются тесные переходы.
К первой, наиболее характерной и многочисленной группе относятся пологие грязевые бугры диаметром 1-14 м и высотой 0,3-1,2 м. В центре каждого бугра непрерывно сочится вода или имеется углубление 0,4-4 м в поперечнике, заполненное желтовато- коричневой водой. Старые бугры сильно заросли водолюбивыми растениями, а наиболее активно действующие окружены растениями только по краям. В некоторых буграх вместе с водой выделяется незначительное количество газа.
Ко второй группе относятся озерки, ограниченные небольшими барьерчиками из песчано-глинистого материала. Озерки блюдцеобразной формы имеют максимальные размеры 8х15 м и высоту песчаного барьера 0,4 м, а самые мелкие 1,5х2 м. Борта озерков, а иногда и середина их заросли камышом, хвощом и солянками. Ни в одном озерке газ не выделяется (рис. 2).
Третью группу составляют блюдцеобразные углубления, приуроченные к понижениям в рельефе, заполненные слабо выделяющейся здесь водой. В некоторых источниках вместе с просачивающейся водой выделяется небольшое количество песчано-глинистого материала; в других источниках, сильно заросших, сочится только желто-коричневая вода. По существу, это либо старые, почти разрушенные грязевые бугры, либо слабые источники той же воды, которая выделяется в соседних буграх. В таких источниках бугор не образуется потому, что напор вод слишком слаб и не способен выносить на поверхность песчано-глинистые частицы.
Прежде чем делать вывод о происхождении грязевых бугров, рассмотрим более детально некоторые наиболее характерные из них. Среди бугров первой группы рассмотрим бугор № 5 (см. рис. 1). Это самый активный из всех 36 бугров урочища Шар-Булуг. Это песчано-глинистый бугор правильной формы диаметром 3,2 м и высотой не более 0,5 м. В центре бугра расположен активно действующий кратер размером 0,5X0.7 м и глубиной более 3 м.
Бугор по краям густо зарос хвощом, а на юге - юго-востоке лишен растительности; кроме того, в эту сторону стекают выделяющиеся воды вместе с песчано-илистыми осадками пепельно- серого цвета. Поток изливающегося жидкого пеллита имеет длину более 4 м, ширину 2 м и переходит в небольшой ручеек почти чистой воды. Излившийся пепельно-серый поток песчано-глинистого материала очень напоминает сопочный пеллит грязевых грифонов. Дебит воды небольшой, но напор ее силен. Вода периодически как бы вскипает и приобретает серо-желтый цвет от массы взмученных песчаных частиц.
Во время бурных вскипаний вода вместе со взвешенными в ней частицами перебрасывается через барьер, песок быстро оседает, наращивая бугор вокруг источника.
Из воды выделяются очень мелкие пузырьки газа с запахом сероводорода. Однако собрать этот газ для анализа не удалось из-за ничтожно малых количеств его.
Наблюдение за деятельностью бугра № 5 привело к выводу, что образование всех грязевых бугров объясняется очень сильным напором артезианских вод, прорывающих относительно рыхлые песчано-глинистые третичные образования. Прорыв вод, несомненно, приурочен к системе тектонических нарушений, отмеченных еще Ф.Ф. Голынцом [1].
Во время нашего посещения грязевых бугров прошли обильные дожди, из-за которых количество грунтовых и пластовых вод, поступающих на поверхность, значительно увеличилось. На наших глазах на дне одного ручейка начал образовываться новый грязевый бугор. Под влиянием напора вод в течение 2 час. образовался пологий песчано-глинистый бугор диаметром 40-45 см и высотой до 10-15 см. Через его «кратер» диаметром 10 см с силой выбрасывалась вода со взмученными частицами мелкого песка и глины. И здесь газ не был причиной вскипания воды.
С большим трудом газ удалось собрать в грязевых буграх № 1 и 2, относящихся к тому же типу, что и бугор № 5. Активность этих бугров значительно слабее, и в центре они имеют небольшие озерки. Газ в них выделяется либо в виде отдельных пузырьков, либо периодически струйками. На дне озерков наблюдается черный налет сернистого железа, а местами белый налет мелкокристаллической серы и ощущается запах сероводорода. Собранный газ оказался азотно-метановым и содержал 56,1-66,7% азота и инертных газов, 31,9-42,7% метана, до 1,14% углекислого газа и сероводорода и следы кислорода. Водород и тяжелые летучие углеводороды отсутствовали.
Условия отбора газа, характер его выделения и состав приводят к выводу, что его основная масса (особенно азот и метан) образуется в пределах самого грязевого бугра и не имеет отношения к глубинным газовым источникам. Об этом же говорит большое количество органического вещества в водах, придающего ей желто-коричневый цвет. Люминесцентный анализ показал, что вода не содержит никаких признаков присутствия в ней растворенных битумов и нефти.
По своему химическому составу вода относится к гидрокарбонатно-натриевому генетическому типу В.А. Сулина, причем в воде резко преобладает гидрокарбонат натрия (S1 = 47,98; A1 = 45,34; А2 = 6,68). Минерализация воды небольшая и колеблется от 2,9 до 3,5 г/л.
По-видимому, вода поступает из неглубоко залегающих артезианских горизонтов третичной системы (средний миоцен и более древние) и к ней периодически примешиваются грунтовые воды.
Таким образом, грязевые бугры урочища Шар-Булуг не имеют отношения к грязевым сопкам или грязевым вулканам, так как в их образовании газы не принимают никакого участия.
Грязевые бугры встречаются довольно часто и в других районах. Они зафиксированы нами на Керченском полуострове в балке у сел. Баксы, на Таманском полуострове на Фонтановской гряде и известны в Средней Азии.
Рассмотренный материал позволяет сделать следующие выводы.
1. Грязевые бугры образуются исключительно под влиянием восходящих артезианских вод, проникающих на поверхность по зонам тектонических нарушений в условиях распространения рыхлых (несцементированных) песчано-глинистых осадков в верхней части разреза. Последнее способствует выносу песчано-глинистых частиц на поверхность и отложению их вокруг источника в виде бугра.
2. Грязевые бугры образуются в основном за счет напорных вод неглубокого залегания.
3. Углеводородные газы не принимают никакого участия в образовании грязевых бугров. Азотно-углеводородные газы, изредка выделяющиеся в буграх урочища Шар-Булуг, в основном образуются в самом бугре или спокойно выделяются из воды при подъеме ее к поверхности.
4. Грязевые бугры имеют совершенно иное происхождение, чем грязевые вулканы и сальзы [3, 4], и ни в коем случае сами по себе не могут быть показателями нефтегазоносности недр.
5. В некоторых более редких случаях напорные воды, создавшие грязевые бугры, могут способствовать выносу на поверхность также нефтяных пленок и растворенных тяжелых углеводородных газов (например, на Таманском полуострове), поступающих из более глубоких слоев. В данном случае каналы грязевых бугров являются лишь удобными проводящими путями для газа и нефтяных пленок. Для их обнаружения нужно изучать растворенные газы и битумы грязевых бугров, как, впрочем, всякого источника с чистой водой, выходящего в районах предполагаемых залежей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Голынец Ф.Ф. К вопросу о газоносности и нефтеносности Калмыцких степей. Тр. НГРИ, сер. Б, вып. 1. ОГИЗ, 1930.
2. Голынец Ф.Ф. Природные газы Калмыцко-Сальских степей. Сб. статей «Северный Кавказ - мощная минерально-сырьевая база СССР». Изд. «Сев. Кавказ», Ростов-Дон, 1932.
3. Губкин И.М. и Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с нефтеносностью. Тр. XVII сессии междунар. геолог, конгресса (1937), т. IV. ГОНТИ, 1940.
4. Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Крымско-Кавказской геологической провинции и диапиризм. Сб. «Результаты исследования грязевых вулканов Крымско-Кавказской геологической провинции». Изд. АН СССР. 1939.
Рис. 1. Схема расположения грязевых бугров в урочище Шар-Булуг (на 2 октября 1954 г.).
1 - пологие бугры с озерком или углублением в центре; 2-блюдцеобразные бугры с барьером и озерком; 3 - блюдцеобразные понижения в рельефе с выделяющейся водой, содержащей глинистые частицы; 4 - контуры балок и урочища.
Рис. 2. Типы грязевых бугров в урочище. Шар-Булуг.
1 - активно действующий грязевый бугор с широким эруптивным аппаратом, заполненным водой со взмученным песком; II - грязевый бугор в стадии зрелости и старости; III - грязевый бугор с озерком в центре и песчано-глинистым барьером.