V.N. Kholodov. THE ORIGIN OF MUD VOLCANOES

https://doi.org/10.15407/gpimo2019.04.057

V.N. Kholodov 
THE ORIGIN OF MUD VOLCANOES 
The article shows that the immersion of clay strata in the region of high temperatures and pressures creates two fluid dynamic zones. In the upper zone, clay porosity decreases, and sedimentation and diagenetic waters are released; these elision phenomena create abnormal reservoir pressure in reservoir layers and give rise to a complex system of fluid dynamics. It involves water and oil hydrocarbons penetrating. In the upper zone, hydrolysis of carbonates and cementation of sand formations take place. In the lower zone, compacted clays are developed, forming a closed physicochemical system. Background changes in water and organic matter give rise to ultrahigh fluid pressures. Crystallization waters, sybotaxic water vapor and gaseous hydrocarbons that arose at high temperatures are concentrated in different parts of the strata, and slowly migrate along cleavage cracks in the direction of areas with low pressure. The roots of vertical tectonic faults and non-cemented types are especially attractive for ultrahigh pressures. The formation of classical dikes, «horizons with inclusions» and mud volcanoes, as well as seismic phenomena accompanying eruptions of mud volcanoes, are associated with these sites. 
Keywords: mud volcanoes, eruptions, fluidogenesis, sedimentation.
REFERENCES
1. Abih G.V. O poyavivshemsya na Kaspijskom more ostrove i materialy k poznaniyu gryazevyh vulkanov Kaspijskoj oblasti. Memories Acad. Sc. Petersburg. 1863. T. VI, № 5. S. 15—48. 
2. Abih G.V. Geologicheskij obzor poluostrovov Kerchi i Tamani. Zap. Kavkaz. otd. russk. geogr. ob-va. 1873. Kn. 8. S. 1—7. 
3. Avdusin P.P. K petrografii produktov izverzheniya gryazevyh vulkanov Krymsko-Kavkazskoj geologicheskoj provincii. Rezul'taty issledovaniya gryazevyh vulkanov KrymskoKavkazskoj geologicheskoj provincii. Moskva-Leningrad: Izd. AN SSSR, 1939. S. 57—66. 
4. Arhangel'skij A.D. Usloviya obrazovaniya nefti na Severnom Kavkaze. Moskva-Leningrad: Izd. Sov. Nefteprom, 1927. S. 135. 
5. Belousov V.V., YArockij L.A. Gryazevye sopki Kerchensko-Tamanskoj oblasti i usloviya ih vozniknoveniya i deyatel'nosti. Moskva: ONTI NKTP SSSR, 1936. 154 s. 
6. Vassoevich N.B. Opyt postroeniya tipovoj krivoj gravitacionnogo uplotneniya glinistyh osadkov. Novosti neftyanoj tekhniki, geologiya. 1960. № 4. S. 11—15. 
7. Vassoevich N.B. Usloviya obrazovaniya nefti i neftematerinskoj tolshchi v mezo-kajnozoe Severo-Vostochnogo Kavkaza. Nauch. trudy VNIGRI. Vyp. 18. Leningrad: VNIGRI, 1962. S. 28—32. 
8. Vassoevich N.B., Korchagina YU.N., Lopatin N.V., CHernyshev V.V. Glavnaya baza nefteobrazovaniya. Vestnik MGU, ser. geol. 1969. S. 3—27. 
9. Vassoevich N.B., Burlin YU.K., Konyuhov E.E. Rol' glin v nefteobrazovanii. Sovetskaya geologiya. 1975. № 3. S. 15—28. 
10. Gavrilov YU.O. Otrazhenie sejsmicheskih paleosobytij v mezozojsko-kajnozojskih terrigennyh tolshchah Severnogo Kavkaza. Litologiya i polezn. iskopaemye. 2017. № 1. S. 1—24. 
11. Gorin V.A. Evrazijskij (Uralo-Kavkazsko-Aravijskij) poyas razlomov zemnoj kory i proiskhozhdenie nefti i gaza. DAN SSSR, ser. geol. 1967. T. 172, № 4. S. 82—84. 
12. Gorin V.A., Buniat-Zade Z.A. Glubinnye razlomy, gazoneftyanoj vulkanizm i zalezhi nefti i gaza zapadnogo borta YUzhno-Kaspijskoj vpadiny. Baku: Az. Gos. Izd., 1971. 190 s. 
13. Grigor'yanc B.V. Novyj aspekt resheniya problemy sejsmichnosti. Fizika Zemli. 1994. № 4. S. 88—96. 
14. Grigor'yanc B.V. Sejsmogennyj razryv ili sejsmogennyj sloj? Priroda. 1995. № 11. S. 30—35. 
15. Dvojchenko P.A. Estestvennye proizvoditel'nye sily Kryma. Ves' Krym. Simferopol': Krym CIK, 1926. S. 1—18. 
16. Dric V.A., Kossovskaya A.G. Glinistye mineraly smektity, smeshanoslojnye obrazovaniya. Moskva: Nauka, 1990. 212 s. 
17. Durmish'yan A.G., Aslanov V.L., Rahmanov T.R. i dr. Zakonomernosti izmeneniya plastovyh yavlenij v mezozojsko-kajnozojskih otlozheniyah. Geologiya nefti i gaza. 1976. № 10. S. 55—61. 
18. Zverev V.P., Il'in V.A., Kononov V.I., Makarenko F.N. Osobennosti migracii podzemnyh vod i ih krugovorot. Migraciya himicheskih elementov v podzemnyh vodah. Moskva: Nauka, 1974. S. 15—32. 
19. Zverev V.P. Podzemnaya gidrosfera. Moskva: Nauchnyj Mir, 2011. 358 s. 
20. Zverev. V.P. Sistema prirodnyh vod Zemli. Moskva: Nauchnyj Mir, 2013. S. 311. 
21. Il'in V.A. Fizicheskoe sostoyanie vody v podzemnoj gidrosfere. Migraciya himicheskih elementov v podzemnyh vodah. Moskva: Nauka, 1974. S. 10—16. 
22. Inostrancev A.A. Geologiya. Obshchij kurs lekcij. T. I. Peterburg: Tipogr. Stasyulevicha, 1889. 560 s. 
23. Karcev A.A. Gidrogeologiya neftyanyh i gazovyh mestorozhdenij. Izd. 2-e. Moskva: Nedra, 1972. 280 s. 
24. Karcev A.A., Vagin S.B., Baskov E.A. Paleogidrogeologiya. Moskva: Nedra, 1969. 150 s. 
25. Karcev A.A., Vagin S.B., Matusevich V.M. Gidrogeologiya neftyanyh bassejnov. Moskva: Nedra, 1986. 156 s. 
26. Kissin I.G., Pahomov G.I. O vozmozhnosti generacii v nedrah pri umerenno vysokih temperaturah. DAN SSSR. 1967. T. 174, № 3. S. 48—62. 
27. Kissin I.G., Pahomov G.I. K geohimii uglekislogo gaza v glubokih zonah podzemnoj gidrosfery. Geohimiya. 1964. № 4. S. 460—472. 
28. Kovalevskij S.A. Gazovyj vulkanizm i vulkanoidy. Azerbajdzhanskoe neftyanoe hozyajstvo. 1935. № 1. S. 42—68. 
29. Kovalevskij S.A. Gryazevye vulkany YUzhnogo Prikaspiya. Aznefteizdat, 1940. 152 s. 
30. Kononov V.I. Geohimiya termal'nyh vod oblastej sovremennogo vulkanizma. Moskva: Nauka, 1983. 215 s. 
31. Krejchi-Graf K. Osnovnye voprosy neftyanoj geologii. Leningrad-Moskva-GroznyjNovosibirsk: ONTI NKTP, 1934. 261 s. 
32. Kropotkin P.N., Valyaev B.M. Geodinamika gryazevulkanicheskoj deyatel'nosti v svyazi s neftegazonosnost'yu. Geologicheskie i geohimicheskie osnovy poiskov nefti i gaza. Kiev: Nauk. dumka, 1981. S. 178—203. 
33. Kucheruk E.V., SHenderej L.P. Sovremennye predstavleniya o prirode anomal'no-vysokih plastovyh davlenij. Mestorozhd. goryuch. polezn. iskop., seriya «Itogi nauki i tekhniki». T. 6. Moskva, 1975. S. 166. 
34. Lebedev L.I., Kulakova L.S. Nekotorye cherty gryazevogo vulkanizma v YUzhnom Kaspii. Kaspijskoe more. Voprosy geologii i gidrogeologii. Moskva: Nauka, 1990. S. 96—104. 
35. Mushketov I.V. Fizicheskaya geologiya. Obshchie svojstva i sostav Zemli; vulkanizm, zemletryaseniya, tektonika. Leningrad: Gosizdat, 1924. S. 770. 
36. Naumenko P.I. Sovremennaya deyatel'nost' gryazevogo vulkanizma Kerchenskogo poluostrova. Matly po mineralogii, petrografii i geohimii osadochnyh porod i rud. 1976. Vyp. 4. S. 115—135. 
37. Putkaradze A.L., Halilbejli CH.A. Gryazevye vulkany v geologicheskom proshlom YUgo-Vostochnogo Kavkaza. Uch. Zap. Azerb. Universiteta, ser. geologogeogr. 1964. Vyp. 1. S. 88—103. 
38. Petidzhon F., Potter P, Sivers R. Peski i peschaniki. Moskva: Mir, 1976. 533 s. 
39. Rahmanov R.R. Gryazevye vulkany i ih znachenie v prognozirovanii gazoneftenosnosti nedr. Moskva: Nedra, 1987. 174 s. 
40. Strahov N.M. Himicheskoe izuchenie osadochnyh porod v geneticheskih korrelyacionnyh celyah. Metody izucheniya osadochnyh porod. T. II. Moskva: GONTI, 1957. S. 381—400. 
41. Sultanov R.G. O svyazi gryazevyh vulkanov YUgo-Zapadnogo Kobystana s tektonicheskimi razryvami. Uch. Zap. Azerb. Unta, ser. geol. i geogr. 1966. Vyp. 6. S. 32—68. 
42. Sugurov A.M. Osobennosti stroeniya gryazevyh vulkanov YUgo-Zapadnoj Turkmenii. Novosti neft. tekhniki i geologii. 1958. № 9. S. 6—15. 
43. Fertl' U.H. Anomal'nye plastovye davleniya. Moskva: Nedra, 1980. 388 s. 
44. Holodov V.N. Postsedimentacionnye preobrazovaniya v elizionnyh bassejnah (na primere Vostochnogo Predkavkaz'ya). Moskva: Nauka, 1983. 150 s. 
45. Holodov V.N. O roli peschanogo diapirizma v traktovke genezisa gryazevyh vulkanov. Litologiya i polezn. iskopaemye. 1987. № 4. S. 12—28. 
46. Holodov V.N. K probleme genezisa poleznyh iskopaemyh elizionnyh vpadin. Stat'ya I. YUzhno-Kaspijskij elizionnyj bassejn. Litologiya i polezn. iskopaemye. 1990. № 6. S. 62—98. 
47. Holodov V.N. K probleme genezisa poleznyh iskopaemyh elizionnyh vpadin. Stat'ya II. CHeleken-Boyadagskaya gidrotermal'naya sistema. Litologiya i polezn. iskopaemye. 1991. № 2. S. 104—123. 
48. Holodov V.N. Gryazevye vulkany: zakonomernosti razmeshcheniya i genezis. Soobshch. I. Gryazevulkanicheskie provincii i morfologiya gryazevyh vulkanov. Litologiya i polezn. iskopaemye. 2002. № 3. S. 227—241. 
49. Holodov V.N. Gryazevye vulkany; zakonomernosti razmeshcheniya i genezis. Soobshch. 2. Geologo-geohimicheskie osobennosti i model' formirovaniya. Litologiya i polezn. iskopaemye. 2002. № 4. S. 339—358. 
50. Holodov V.N. O prirode gryazevyh vulkanov. Priroda. 2002. № 11. S. 47—58. 
51. Holodov V.N. Gryazevye vulkany: rasprostranenie i genezis. Geol. i polezn. iskop. Mirovogo okeana. 2012. № 4 (30). S. 5—28. 
52. Holodov V.N. Geohimiya osadochnogo processa. Moskva: GEOS, 2006. 608 s. 
53. Holodov V.N. Termobaricheskie obstanovki glubin osadochnyh porodnyh bassejnov i ih termodinamika. Soobshch. I. Zonal'noe stroenie stratisfery i usloviya obrazovaniya anomal'no vysokih (AVPD) i sverhvysokih davlenij flyuidov. Litolog. i polezn. iskopaemye. 2018. № 6. S. 25—41. 
54. Holodov V.N. Termobaricheskie obstanovki glubin osadochnyh porodnyh bassejnov i ih termodinamika. Soobshch. II. Sverhvysokie davleniya i gryazevye vulkany. Litolog. i polezn. iskopaemye. 2019. № 1. S. 44—59. 
55. Holodov V.N. K probleme neftegazoobrazovaniya v stratisfere. Aktual'nye problemy nefti i gaza. 2019. Vyp. 1(24). S. 1—27. 
56. Holodov V.N., Kuleshov V.N., Nedumov R.I. Katageneticheskie preobrazovaniya i izotopiya karbonatov v tretichnyh otlozheniyah Kubanskoj sverhglubokoj skvazhiny (SGS-1 i SGS-2). Litologiya i poleznye iskopaemye. 1999. № 1. S. 46—58. 
57. Holodov V.N., Nedumov R.I. Zona katageneticheskoj gidroslyudizacii glin — sfera pereraspredeleniya himicheskih elementov. Soobshchenie 1. Geologo-litologicheskie osobennosti i mekhanizm formirovaniya elizionnyh sistem Predkavkaz'ya. Litologiya i poleznye iskopaemye. 2001. № 6. S. 563—582. 
58. Holodov V.N., Nedumov R.I. Zona katageneticheskoj gidroslyudizacii glin — sfera pereraspredeleniya himicheskih elementov. Soobshchenie 2. Mineralogo-geohimicheskie osobennosti zony katageneticheskoj gidroslyudizacii. Litologiya i poleznye iskopaemye. 2001. № 6. S. 582—610. 
59. SHatskij N.S. Gryazevye vulkany Azerbajdzhana i proiskhozhdeniya glinistyh brekchij. Izbrannye trudy. T. III. Geologicheskie formacii i osadochnye poleznye iskopaemye. Moskva: Nauka, 1965. S. 321—336. 
60. SHnyukov E.F., Naumenko P.I., Lebedev YU.S. i dr. Gryazevoj vulkanizm i rudoobrazovanie. Kiev: Nauk. dumka, 1971. 331 s. 
61. SHnyukov E.F., Inozemcev YU.I., Ogorodnikov V.I. Rossypnye proyavleniya tyazhelyh metallov. Geologiya shel'fa Ukrainy. Tverdye poleznye iskopaemye. Kiev: Nauk. dumka, 1983. S. 62—89. 
62. SHnyukov E.F., Sobolevskij YU.V., Gnatenko G.I. i dr. Gryazevye vulkany Kerchensko-Tamanskoj oblasti (atlas). Kiev: Nauk. Dumka, 1986. 150 s. 
63. SHrok R. Posledovatel'nost' v svitah sloistyh porod. Moskva: IL, 1950. 564 s. 
64. SHternberg A.A. Sostoyanie vody v nadkriticheskoj oblasti v svyazi s problemami mineraloobrazovaniya. Geologiya rudnyh mestorozhdenij. 1962. № 5. S. 105—120. 
65. SHternov A.G. Geologicheskie usloviya formirovaniya zalezhej prirodnogo gaza v Kerchenskoj gryazevulkanicheskoj zone. Tezisy dokl. nauch. konf. po izucheniyu pol. iskop. Ukrainy. Kiev: Izd. Kievs. Univer., 1968. S. 14—21. 
66. YAkubov A.A., Aliev A.D. Geohimicheskie osobennosti produktov deyatel'nosti gryazevyh vulkanov. Doklady VII Mezhdunarodnogo kongressa po organicheskoj himii. ONTI NKTP SSSR, 1937. S. 42—44. 
67. YAkubov A.A., Zejnalov M.M. Gryazevoj vulkanizm Azerbajdzhana. Ocherki po geologii Azerbajdzhana. Baku: Izd. AN Az.SSR, 1964. S. 130—145. 
68. YAkubov A.A., Ali-Zade A.A., Grigor'yanc B.V. i dr. Ob"yasnitel'naya zapiska k karte gryazevyh vulkanov neftegazonosnyh oblastej Azerbajdzhanskoj SSR masshtaba 1:500 000. Baku: Izd. MG SSSR, AN AzSSR, 1978. 188 s. 
69. YAkubov A.A., Grigor'yanc B.V., Aliev A.A. i dr. Gryazevoj vulkanizm Sovetskogo Soyuza i ego svyaz' s neftenosnost'yu. Baku: Izd. ELM, 1980. 162 s.
70. Badve R.M., Ghare M.A., Rejshekhar C. On the age of the ejected material from mud volcano of Raishekhar. Curr. Ski (India). 1984. V. 53, N 5. Р. 814—816. 
71. Breeze A.F. Abnormal-subnormal relationships in the Morrow sands of northwestern Oklahoma. M.S. Thesis, Univ. of Oklahoma. Tulsa-Okla, 1970. 120 p. 
72. Bhrst J.F. Fiagenesis of Guf coast clayey sedimentsand ist possible relation to petroleum migration. Bull. Assoc. Petrol. Geol. 1969. V. 53, № 1. P. 16—48. https://doi.org/10.1306/5D25C595-16C1-11D7-8645000102C1865D
73. Earlay Y.W., Miene L.N., Mcveagh W.Y. Thermal dehydration and x-ray studies on montmorillonite. Am. Mineral. 1953. 38. P. 770. 
74. Ferte W.N. Abnormal Formation Pressures (Implication to exploration, Drilling and Production of Oil and Gas Resourses). Am-Okf-New-York Elsener, 1976. 400 p. 
75. Flores J.G. Study of subnormal formation pressures based on geological and electrical date Keyes. Field Cimarron County, Oklahoma. M.S. Thesis Units. Of Oklahoma Tuelsa, Okla. 1967. 89 p. 
76. Magara K. Compaction and migration of fluid in Miocene mudstone Nagaoka Plan. Japan. AAPG Bull. 1968. V. 52, N 12. P. 2466—2501. https://doi.org/10.1306/5D25C58D-16C1-11D7-8645000102C1865D
77. Powers M.C. Adjustment of clay to chemical change and the equivalence level. The Clay and Clay Minerals. Proc. 6-th Nat. Cong. Clay Minerals. New-York: Pergamum Press, 1957. P. 305—320. https://doi.org/10.1346/CCMN.1957.0060123
78. Perry E.A., Hower J. Late-stage dehydration in deeply buried pelitic sediments. Bull. Amer. Assoc. Patrol. Geol. 1972. V. 55, N 10. P. 2013—2022. 
79. Reike H.H., Chilingarian, G.V. Compaction of Argillaceous Sediments. Developments in Sedimentology 16. Amsterdam: Elsevier, 1974. 421 p. 

PDF