Некоторые особенности формирования подводных каньонов на континентальном склоне Восточной Камчатки (стр. 2 из 4)
Рельеф дна северной части Авачинского залива
 |
В целом шельф северной части Авачинского залива (рис.5) имеет плоскую, слабонаклонную поверхность, которую можно разделить на три интервала. В интервале глубин 50-100 м уклон дна составляет около 0,3o в юго-восточном направлении. Поверхность дна в этом интервале глубин нарушена в верховьях Авачинского каньона (вблизи Халактырского пляжа), где влияние эрозионных процессов заметно начиная с глубин около 60-70 м, а также к югу от Шипунского полуострова. Здесь отмечены деформации поверхности шельфа, которые, вероятно, приурочены к зонам тектонических, в том числе и разрывных нарушений северо-западного и субмеридионального простираний. В интервале глубин 100-150 м уклон дна возрастает до (0,40-0,50), в восточной части района отчетливо различимы эрозионные и, возможно, тектонические долины, трассирующие разломы северо-западного и субмеридионального простираний. Начиная с глубин 150-200 м (а для верховий Авачинского каньона - со 100 м) уклон дна резко возрастает до первых, иногда до нескольких градусов. Этот перегиб в рельефе дна соответствует внешней бровке шельфа. Для западной части района положение внешней бровки шельфа контролируется процессами подводной эрозии, выраженными разветвленной сетью эрозионных долин в верховьях Авачинского каньона. Для восточных участков внешняя бровка шельфа сформирована процессами бокового наращивания в период низкого стояния уровня океана.
Краткая характеристика строения осадочного чехла на шельфе Авачинского залива
 |
Дно северной части Авачинского залива сложено неконсолидированными отложениями, мощность которых на большей части площади не установлена из-за интенсивных реверберационных помех или ограниченной глубинности метода.
Структура неконсолидированных отложений на шельфе северной части Авачинского залива свидетельствует о том, что их формирование было обусловлено интенсивным сносом обломочного материала с побережья, обрамляющего Авачинский залив, в том числе и с Шипунского полуострова. Важную роль в формировании осадочных комплексов Авачинского залива играет твердый сток рек и ручьев. Наибольший вклад вносит твердый сток р.Налычева и рек, впадающих в залив в районе Халактырского пляжа. Отсюда шло наращивание дельтовых отложений в виде сигмовидных осадочных тел по схеме бокового наращивания.
В структуре осадочной толщи отчетливо прослеживается зоны повышенной газонасыщенности, расположенные над акустическим фундаментом (рис.6 А, Б), к которым, в свою очередь, тяготеют участки с неустойчивыми блоками осадков и молодые эрозионные врезы (рис.7 В,Г). Повышенная газонасыщенность осадков установлена по наличию на сейсмической записи характерных аномалий, в основном амплитудных ("яркие пятна") (см. рис.6). Зоны повышенной газонасыщенности тяготеют к типичным газовым ловушкам трех типов: выклиниванию пластов, участкам с антиклинальным залеганием слоистой толщи и зонам сбросов или взбросов, которые "запечатывают" пласты-коллекторы.
 |
| Рис. 7 |
Как видно на рис.7 В, эрозионные формы на дне Авачинского залива неоднократно подвергались заполнению осадочным материалом, затем возникали новые эрозионные врезы. На исследованном участке можно выделить три типа эрозионных форм: V-образные, U-образные и зоны пластовых оползаний. V-образные врезы, как правило, относятся к молодым притокам каньона, которые прорезают осадочные комплексы на сравнительно небольшую глубину. U-образные формы формируются в результате роста V-образных эрозионных врезов до глубины залегания акустического фундамента, и затем расширения долины вдоль поверхности литифицированных осадков либо кристаллического фундамента. Пластовые оползания развиваются по флюидонасыщенным пластам осадочной толщи в бортах каньона.
Данные гидромагнитной съемки свидетельствуют о том, что в пределах участка исследований наблюдается положительная аномальная зона С-З направления. Аномалия не контрастна и, возможно, имеет продолжение на суше. Наибольшие значения, до 2,5 мЭ, зафиксированы в местах выхода на поверхность морского дна акустического фундамента вблизи мыса Шипунский. К югу от мыса значения магнитного поля плавно уменьшаются и при глубинах моря 500-800 м имеют значения 0,5-0,7 мЭ. В местах, где мощность осадков увеличивается, значения магнитного поля плавно уменьшаются, однако остаются положительными. Региональные тектонические нарушения (разломы) С-З и субширотного направлений в магнитном поле выражены четко, оперяющие разломы в магнитном поле практически не фиксируются.
Факторы, влияющие на гравитационную устойчивость склоновых осадков в исследуемых районах
В процессе проведенных работ внимание привлекли те особенности структуры осадочного чехла района исследований, которые можно интерпретировать как факторы, способствующие формированию и перемещению подводных оползней. Исследование включало оценку гравитационной устойчивости подводных склонов, основанную на данных о составе, строении и физико-механических свойствах склоновых осадков, а также анализ геологических явлений, приводящих к нарушению сплошности осадочного чехла и формированию оползневых тел конечного объема. Особое внимание привлекли некоторые геологические факторы, благоприятствующие созданию условий для динамического перемещения крупных объемов неконсолидированных осадков вдоль склонов каньонов. В исследуемых районах к таким специфическим факторам относятся газонасыщенность осадков и разгрузка грунтовых вод на шельфе. На наш взгляд, именно эти явления во многом определяют повышенную (по сравнению с прилегающими акваториями) интенсивность обвально-оползневых процессов в Авачинском и Камчатском заливах.
Газонасыщенность осадков. Отличительной особенностью геологического строения дна Камчатского залива является широкое развитие подводных газовых просачивании различной интенсивности [17,34]. Наиболее распространены они в северной части залива, где участки газонасыщенных осадков оконтуривают верховья детально исследованного притока и далее тянутся в южном направлении (по простиранию шельфа), а также маркируют упомянутый выше горизонт уплотненных осадков, который был вскрыт эрозией на глубине 160-180 м. Признаки просачивании в виде вертикальных гидроакустиеских аномалий фиксировались по ходу судна самописцем эхолота (см. рис.4) [17,]. На газонасыщенность вмещающих осадков указывает падение скоростей прохождения сейсмических волн, наличие акустически немых толщ и ярких пятен на записях одноканального сейсмического профилирования.
Изотопный анализ углерода и кислорода карбонатных корок из фрагментов конических построек, к которым приурочены просачивания, дал величины
13C = -24,7...-62,0%o (PDB) и 18O = 33,0-34,4%o (SMOW), что, согласно существующим представлениям, указывает на происхождение в результате бактериального окисления биогенного метана [11,28]. Газы, которые представлены преимущественно изотопно-легким ("биогенным") метаном, вероятно, поступающим из верхней части осадочного чехла [20], обязаны своим появлением захороненной органике. Погребенный органический материал генерирует огромное количество метана, который, накапливаясь между плотными глинистыми слоями, стал причиной повышенной газонасыщенности пластов. В то же время, следует отметить, что в пробах свободного газа, отобранного в зоне просачивании, помимо "биогенного" метана ( 13C, около 70%о PDB), отмечаются также и тяжелые углеводороды (С2Н6 и выше), которые, вероятно, имеют ювенильную природу, поступая с больших глубин по разломам. Близкий компонентный состав имеют газы из скважин, пробуренных на побережье сравнительно недалеко от района исследований [З], что свидетельствует о значительных масштабах генерации углеводородов в регионе.Разгрузка грунтовых вод на шельфе. Это явление (иногда его называют "родниковым подмывом" [33]) связано с вымыванием осадочного материала на склонах подводных каньонов под действием напорных грунтовых вод [25,33]. Обычно этот процесс развивается вблизи побережий, в пределах которых большие объемы воды фильтруются через приповерхностные слои осадочного разреза и по горизонтам, обладающим свойствами коллекторов, мигрируют на большие расстояния. При этом интенсивность вымывания тонкой фракции материала из слоев зависит от объемов воды, поступающей с поверхности. В исследуемом районе дезинтеграции слоев осадочного разреза под действием напорных вод связана с особенностями гидрогеологической обстановки, когда слои осадочной толщи залегают с наклоном в сторону моря, а на побережье создаются условия для формирования напорных горизонтов пресных вод. Обширные выровненные поверхности нижнего течения реки Камчатка являются прекрасным бассейном аккумуляции метеорных вод, которые фильтруются через рыхлые вулканогенно-осадочные толщи. Глинистые водоупорные слои, расположенные в нижней и средней частях осадочной толщи, залегают с наклоном в сторону моря. В мористой части осадочная толща рассечена эрозионными врезами Камчатского каньона. В тех местах, где процессы глубинной эрозии вскрыли коллекторные и водоупорные горизонты, с различной интенсивностью проявились разрушения горизонтов осадочного разреза под влиянием разгружающихся грунтовых вод, в результате чего в бортах каньонов сформировались многочисленные кары и ступени (небольшие по размеру), а в верховьях, на дне вблизи крутых стенок, образуются замкнутые депрессии. Совокупный эффект разгрузки грунтовых вод и каньонообразующих эрозионных процессов приводит к разрушению коллекторных горизонтов осадочной толщи. В Камчатском каньоне вышеупомянутые особенности наиболее широко отражены в строении склонов и дна западных притоков и ответвлений. В Авачинском заливе рассмотренные процессы не столь контрастны, однако, характерные аномальные зоны и типичное строение осадочной толщи указывают на сходство эрозионных режимов.