Находка газовых гидратов в сопочной брекчии подводного грязевого вулкана в Южной впадине Каспийского моря [Ефремова и Гритчина, 1981; Скоробогатько, 1983] послужила основанием для прогнозирования особого подводногрязевулканического типа скоплений гидратов [Гинсбург и др., 1984]. Результаты специальных экспедиционных исследований в Южном Каспии, предпринятых летом 1986 г. на НИС «Элм», подтверждают правомерность выделения такого типа и позволяют в первом приближении дать его характеристику: нами обнаружены и исследованы газовые гидраты в отложениях грязевого вулкана, выявленного сейсмоакустическим профилированием; на склонах еще двух предполагаемых вулканов установлены косвенные признаки гидратоносности (рис. 1).

Сейсмоакустическое профилирование выполнялось серийной аппаратурой «Аквамарин» на частотах 200-800 Гц; глубинность метода составила примерно 700 м от дна, разрешающая способность около 10 м. Сейсмоакустическая запись не позволяет уверенно распознавать грязевулканические жерловые и потоковые сопочные брекчии, но очень четко выявляются диапировые структуры, к которым вулканы бывают приурочены (рис. 2); при этом в центральной части диапира наблюдается характерное затухание акустического сигнала, которое может быть обусловлено газонасыщенностью отложений. Таков, в частности, и исследованный грязевой вулкан, расположенный примерно в 5 милях южнее известного газогидратопроявления. Он представляет собой усеченно-конусовидное образование высотой 180 м и диаметром у основания приблизительно 2,5 км.

Со слабовыпуклой вершины вулкана площадью около 0,3 км², расположенной на глубине 480-500 м и представляющей собой, вероятно, кратерное поле, в каждой из 16 поднятых грунтовых колонок обнаружены газогидратсодержащие грязевулканические отложения. Гидраты наблюдались в виде льдоподобных очень быстро разлагающихся полупрозрачных включений в глинистой породе. Включения имеют, в основном, уплощенную форму и разный размер: мелкие - менее миллиметра, наиболее крупные - до 5 см в поперечнике при толщине до 1,5 см. Встречались обособления и иной формы - близкой к кубической, к округлой, вида изогнутой пластинки и другие (рис. 3), Поверхность крупных включений неровная; на ней обычно ясно видна зеленовато-желтая пленка нефти. Кроме визуальных наблюдений, присутствие гидратов в отложениях зафиксировано по высокому содержанию горючего газа (несмотря на большие потери за счет негерметичного отбора, количество собранного газа превышало 12 л на 1 л породы); по высокому давлению, которое развивалось в барокамерах, куда помещалась гидратоносная сопочная брекчия (свыше 5 МПа при температуре 6°С, соответствующей температуре придонной воды); по низкому (меньше атмосферного) содержанию гелия в выделяющемся газе; вода из гидратов была пресной. В морской воде агрегаты гидратов всплывают.

Во вмещающих отложениях, представленных голубовато-серой пластичной глиной с редкими включениями гравия и известково-глинистых и известковистых конкреций, обособления гидратов образуют преимущественно субгоризонтальную текстуру, подобную линзовидно-шлировой. Однако наблюдать текстуру нелегко, что связано с нестабильностью гидратов в атмосферных условиях. Через несколько минут после извлечения из пробоотборника керн терял форму, превращаясь в разжиженную массу, на поверхности которой выступала обычно пленка нефти. Газогидратонасыщенность отложений меняется по разрезу в пределах изученной глубины (до 1,5 м) и в различных колонках, не обнаруживая видимой закономерности. В некоторых колонках зафиксировано присутствие гидратов непосредственно у дна - многочисленные их агрегаты обнаруживались при сливании из пробоотборника придонной воды. Объемное содержание гидратов в породе по визуальной оценке колеблется от первых процентов до 35%, по данным измерения в одной из колонок количества выделившейся из гидратов воды оно составило 31%. Это заниженный результат, поскольку часть выделившейся воды поглотилась глиной.

Гидратоносным отложениям сопутствует, как правило, запах сероводорода, а в конкрециях встречаются кристаллики серы. Весьма характерно, что запах сероводорода явственно ощущался и в колонках, поднятых со склонов гидратоносного грязевого вулкана, до глубин на 100 м ниже вершины, хотя гидраты в них не были встречены; в кернах этих колонок иногда наблюдались характерные мелкие газовые каверны. Мы рассматриваем эти наблюдения как признаки близости очагов разгрузки газа, а в реальных глубоководных термобарических условиях - как показатель присутствия гидратов. По этим признакам следует предполагать гидратоносность еще двух вулканов (см. рис. 1).

Каковы же характерные геологические особенности подводногрязевулканических скоплений гидратов, позволяющие рассматривать их в ранге типа? Во-первых, эти скопления контролируются кратерным полем грязевых вулканов и поэтому могут иметь площадное распространение. Во-вторых, они, очевидно, самые малоглубинные, ибо кровля их может располагаться практически у дна. В-третьих, они могут иметь значительную гидратонасыщенность. Последнее, очевидно, обусловлено турбулентным перемешиванием при барботировании газа через водонасыщенную сопочную брекчию, способствующим ее разжижению. Это создает благоприятные условия для образования гидратов с позиций кинетики: концентрирующиеся в остаточной воде «избыточные» соли, тормозящие реакцию, получают возможность мигрировать из ее зоны, а необходимая для гидратообразования пресная вода - двигаться во встречном направлении. Во всяком случае, по нашим данным фиксируется корреляция суммарной влажности и гидратонасыщенности сопочной брекчии: при низкой гидратонасыщенности (8-10%) весовая влажность составила 33,5%, при высокой (30-35%) - 43-44%. Можно отметить также, что подводногрязевулканические скопления гидратов формируются из заведомо катагенетического газа.

Накопление гидратов в сопочной брекчии, вероятно, происходит в период между извержениями, пока идет выделение газа. Прекращение барботирования газа приведет к постепенному разложению гидратов. Не ясна судьба гидратов, погребенных в результате очередного извержения.

Геологические особенности подводногрязевулканических скоплений гидратов обусловливают определенные удобства для их исследования геологическими, геохимическими и геофизическими методами. Это особенно важно на современном уровне проблемы в целом, когда ограничены возможности изучения скоплений иных типов, требующих применения бурения.

Глубоководная Южная впадина Каспийского моря располагается в пределах крупнейшей в мире грязевулканической области, и здесь можно предполагать широкое развитие скоплений подводногрязевулканических гидратов; поэтому она может рассматриваться как газогидратоносная провинция (см. рис. 1).

Подводногрязевулканические газовые гидраты могут быть встречены и в других глубоководных областях мощного кайнозойского осадконакопления, в частности в Черном, Средиземном и Карибском морях, в Мексиканском заливе и в море Скотия в бассейне Атлантического океана, в западных окраинных морях Тихого и на северной окраине Индийского океана.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ефремова А.Г., Гритчина Н.Д. Газогидраты в морских осадках и проблема их практического использования // Геол. нефти и газа, 1981, № 2, с. 32-35.

2. Скоробогатько А.Н. // Геол. нефти и газа, 1983, № 3, с. 46-51.

3. Гинсбург Г.Д., Иванов В.Л., Соловьев В.А. Нефтегазоносность Мирового океана. Л., 1984, с. 141-158.