Проявление в низкочастотном поле микросейсм глубинных неоднородностей грязевого вулкана Джау-Тепе

З.И. Дударов; Д.Е. Белобородов

doi:10.46698/VNC.2025.91.86.001

З.И. Дударов Единая геофизическая служба РАН, Россия, 249035, г. Обнинск, пр. Ленина, 189
Д.Е. Белобородов Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Россия, 123242, г. Москва, ул. Б. Грузинская, 10, стр. 1

DOI: https://doi.org/10.46698/VNC.2025.91.86.001

Ключевые слова: грязевой вулкан Джау-Тепе, глубинное строение, флюидопроводящие структуры, корневые структуры, микросейсмы, поверхностные волны, микросейсмическое зондирование

Резюме

Исследование направлено на изучение с применением современных геофизических технологий внутренней структуры и механизма деятельности грязевого вулкана Джау-Тепе, являющегося одним из крупных элементов Керченско-Таманской грязевулканической провинции. Актуальность работы. Изучение глубинной структуры грязевых вулканов, строения и механизмов работы их флюидопроводящих систем – необходимое и важное условие для понимания процессов грязевого вулканизма. Для возможного прогнозирования пароксизмальных крупных извержений, сопровождающихся разрушениями, локальными землетрясениями и просадками грунта требуется четкое понимание устройства и механизма работы аппарата грязевого вулкана, динамики доставки флюидного вещества. Цель работы – изучение внутреннего строения грязевого вулкана Джау-Тепе и структуры глубинных каналов доставки флюидного вещества опираясь на данные площадной съемки пассивного геофизического метода сейсморазведки с последующим анализом и интерпретацией полученных результатов. Методы. Исследование проводилось геофизическим методом микросейсмического зондирования, основанным на анализе низкочастотной составляющей амплитудных спектров поверхностных волн Рэлея, зарегистрированных с использованием широкополосных сейсмических измерительных систем в 56 пунктах площадной съемки с последующим анализом массива данных авторским программным комплексом MDP-3D. Результаты исследований. Анализ низкочастотной составляющей амплитудных спектров поверхностных волн Рэлея в диапазоне частот 0.03-1.2 Гц, позволил построить геофизическую объемную структурную модель распределения относительной интенсивности микросейсм до глубины 18 км, показывающую относительное изменение скоростных характеристик среды под грязевым вулканом. На глубине 6 км и ниже непосредственно выявлено мощное ярко выраженное низкоскоростное тело, корни которого уходят вглубь до отметки 18 км и далее, демонстрирующее характерные размеры и формы резервуаров накопления грязебрекчий, а также возможные источники и пути миграции сверхглубинных флюидов.

Литература

Бембель Р.М., Мегеря В.М., Бембель С.Р. Геосолитоны: функциональная система Земли, концепция разведки и разработки месторождений углеводородов. Тюмень: Вектор Бук, 2003. – 344 с.

Войтов Г.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Пронин А.П., Микадзе Э.И., Науменко-Бондаренко И.И., Пузич И.Н. Эманационные и изотопно-углеродные нестабильности грифонных газов грязевого вулкана Бугазский и сопряженных с ним тектонических структур (Таманская грязевулканическая провинция). // Доклады академии наук. – 2004. – Т. 394. № 1. – С. 85–88.

Горбатиков А.В., Заалишвили В.Б., Харазова Ю.В. Глубинное строение, сейсмичность, тектоника северного фланга Большого Кавказа и Терско-Каспийского прогиба (Северная Осетия) в рамках единой кинематической модели на базе новых геофизических данных. // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т. 13. № 3. – С. 33–48. DOI: 10.46698/ VNC.2023.44.73.003.

Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Кораблев Г.Е. Закономерности формирования микросейсмического поля под влиянием локальных геологических неоднородностей и зондирование среды с помощью микросейсм. // Физика Земли. – 2008. – № 7. – С. 66–84.

Горбатиков А.В., Цуканов А.А. Моделирование волн Рэлея вблизи рассеивающих скоростных неоднородностей. Исследование возможностей метода микросейсмического зондирования. // Физика Земли. – 2011. – № 4. – С. 96–112. DOI: 10.1134/S0002333711040077.

Доманский А.В., Ершов В.В. Математическое моделирование геофлюидодинамических процессов, протекающих в грязевулканических структурах. // Геология и геофизика. – 2011. – Т. 52. № 3. – С. 470–481.

Доценко В.В. Вторичная миграция нефти и газов. Ростов-на-Дону: Изд. Южного федерального университета, 2010. – 48 с.

Ершов В.В., Собисевич А.Л., Пузич И.Н. Глубинное строение грязевых вулканов Тамани по данным натурных исследований и математического моделирования. // Геофизические исследования. – 2015. – Т. 16. № 2. – С. 69–76.

Рогожин Е.А., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Тверитинова Т.Ю. Структурная позиция и проблемы возникновения очагов грязевого вулканизма в позднеальпийском складчатом сооружении Северо-Западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго). // Геология и геофизика Юга России. – 2014. – № 3. – С. 89–115. DOI: 10.23671/VNC.2014.3.55453.

Собисевич А.Л., Горбатиков А.В., Овсюченко А.Н. Глубинное строение грязевого вулкана горы Карабетова. // Доклады академии наук. – 2008. – Т. 422. № 4. – С. 542–546.

Шнюков Е.Ф., Коболев В.П. Слепые грязевые вулканы. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. – 2020. – Т. 16. № 2(60). – С. 49–65. DOI: 10.15407/gpimo2020.02.049.

Шнюков Е.Ф., Нетребская Е.Я. Глубинное геологическое строение грязевых вулканов черного моря. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. – 2014. – № 2(36). – С. 66–79.

Шнюков Е.Ф., Нетребская Е.Я. О глубинном строении эруптивного канала грязевых вулканов. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. – 2016. – № 4(46). – С. 54–66.

Якубов А.А., Григорьянц Б.В., Алиев А.А. Грязевой вулканизм Советского Союза и его связь с нефтеносностью. Баку: ЭЛМ, 1980. – 162 с.

Gorbatikov A.V., Rogoghin E.A., Stepanova M.Y., Kharazova Y.V., Sysolin A.I., Rybin A.A., Andreeva N.V. Model of the deep structure of the Elbrus volcano in the light of new geophysical data. // Doklady Earth Sciences. – 2018. – Vol. 480. No. 1. – pp. 642–645. DOI: 10.1134/S1028334X18050136.

Jones M.W., Peters G.P., Gasser T., Andrew R.M., Schwingshackl C., Gütschow J., Houghton R.A., Friedlingstein P., Pongratz J., Quéré C.L. National contributions to climate change due to historical emissions of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide since 1850. // Scientific Data. – 2023. – Vol. 10. No. 155. DOI: 10.1038/s41597-023-02041-1.

Korzhenkov A.M., Ovsyuchenko A.N., Larkov A.S., Kashitsyna O.Yu. Natural geohazards in the Taman peninsula. // Doklady Earth Sciences. – 2024. – Vol. 519. (Suppl 1). – pp. 239–261. DOI: 10.1134/S1028334X2460470X.

Lavrushin V.Y., Aydarkozhina A.S., Sokol E.V., Chelnokov G.A., Petrov O.L. Mud volcanic fluids of the Kerch–Taman region: geochemical reconstructions and regional trends: Communication 2. Genesis of Mud Volcanic Gases and Regional Geochemical Trends. // Lithology and Mineral Resources. – 2022. – Vol. 57. No. 1. – pp. 1–24. DOI: 10.1134/S0024490222010059.

Mazzini A., Etiope G. Mud volcanism: An updated review. // Earth Science Reviews. – 2017. – Vol. 168. – pp. 81–112. DOI: 10.1016/J.EARSCIREV.2017.03.001.

Mazzini A., Sciarra A., Etiope G., Adavarte P., Houweling S., Pandey S., Husein A. Relevant methane emission to the atmosphere from a geological gas manifestation. // Scientific Reports. – 2021. – Vol. 11. No. 4138. DOI: 10.1038/s41598-021-83369-9.

Popov D.V., Danilov K.B., Zhostkov R.A., Dudarov Z.I., Ivanova E.V. Processing the digital microseism recordings using the Data Analysis Kit (DAK) software package. // Seismic instruments. – 2014. – Vol. 50. No. 1. – pp. 75–83. DOI: 10.3103/S074792391401006X.

Presnov D.A., Zhostkov R.A., Likhodeev D.V., Beloborodov D.E., Dudarov Z.I., Dolov S.M. New evidence for the deep structure of the Dzhau-Tepe mud volcano. // Journal of Volcanology and Seismology. – 2020. – Vol. 14. No. 3. – pp. 166–176. DOI: 10.1134/S0742046320030057.

Rogozhin E.A., Gorbatikov A.V., Stepanova M.Y., Kharazova Y.V., Sysolin A.I., Andreeva N.V., Pogrebchenko V.V., Chervinchuk S.Y., Chen J., Liu J., Ovsyuchenko A.N., Larkov A.S. Deep structure of the northwestern termination of the Caucasus from new geological and geophysical data. // Izvestiya Physics of the Solid Earth. – 2020. – Vol. 56. – pp. 772–788. DOI: 10.1134/S1069351320060075.

Shnyukov E., Yanko-Hombach V. Mud volcanoes of the Black sea region and their environmental significance. Springer. – 2020. – 512 p. DOI: 10.1007/978-3-030-40316-4.

Skrypitsyna T.N., Florinsky I.V., Beloborodov D.E., Gaydalenok O.V. Mud volcanism at the Taman peninsula: multiscale analysis of remote sensing and morphometric data. // Remote Sensing. – 2020. – Vol. 12. No. 22. Art. No. 3763. DOI: 10.3390/rs12223763.