gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2024-15-1-0739ODTPEKgtcrust-1791Research ArticleСОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКАRECENT GEODYNAMICSГРЯЗЕВОЙ ВУЛКАН «НОВОСИБИРСК» И СВИДЕТЕЛЬСТВА ЕГО АКТИВИЗАЦИЙ (оз. БАЙКАЛ)"NOVOSIBIRSK" MUD VOLCANO AND EVIDENCE OF ITS ACTIVATIONS (LAKE BAIKAL)https://orcid.org/0000-0002-6128-708XХлыстовО. М.KhlystovО. М.

664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3

3 Ulan-Batorskaya St, Irkutsk 664033

https://orcid.org/0000-0002-3656-791XХабуевА. В.KhabuevА. V.

664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3

3 Ulan-Batorskaya St, Irkutsk 664033

Лимнологический институт СО РАНРоссияLimnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202416022024151739739Copyright © Хлыстов О.М., Хабуев А.В., 20242024Хлыстов О.М., Хабуев А.В.Khlystov О.М., Khabuev А.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1791

Комплексное изучение грязевых вулканов в Мировом океане имеет важное значение для оценки потенциальных геолого-экологических катастроф, связанных с быстрой разгрузкой большого объема газа в водную толщу и излиянием грязевулканических масс на дне. Изучение активности грязевого вулканизма в прошлом и определение ее периодичности являются пионерными исследованиями на Байкале. Наибольшее количество грязевых вулканов и других гидратоносных структур сосредоточено в Средней котловине озера вдоль тектонических нарушений. Наиболее представителен из них разлом Гидратный, вдоль которого из шести структур четыре являются грязевыми вулканами. Комплексное геолого-геофизическое исследование (сейсмическое, гидроакустическое зондирование и геологическое опробование) самого крупного и хорошо выраженного в рельефе дна озера грязевого вулкана «Новосибирск» подтвердило идентичность его строения с классическими морскими грязевыми вулканами. Он обладает всеми основными элементами других одиночных гидратоносных грязевых вулканов озера, к которым относится конус вулкана в рельефе дна, вертикальный акустически «немой» подводящий канал, грязевулканическая брекчия, газонасыщенность и газовые гидраты. Это делает его одной из опорных гидратоносных структур грязевулканического типа оз. Байкал.

Анализ данных гидроакустического профилирования дна выявил свидетельства извержений грязевого вулкана в конце плейстоцена в виде двух слоев-потоков на поддонной глубине 15 и 25 м (30 и 50 тыс. лет назад соответственно). Наличие грязевулканической брекчии под маломощными голоценовыми диатомовыми илами свидетельствует об активизации грязевого вулкана в голоцене в ходе поступления теплого флюида с глубин к корням вулкана вдоль активного сегмента тектонического нарушения согласно модели байкальского типа грязевого вулканизма. На примере грязевого вулкана «Новосибирск» и разлома Гидратный показано, что для установления активности тектонических систем Байкальской впадины в прошлом можно использовать знания о строении и эволюции грязевых вулканов озера.

 

An integrated study of mud volcanoes in the World Ocean is important for making assessment of potential geological-ecological disasters caused by rapid large-volume gas discharge into the water column and mud volcano eruptions at the bottom. The study of mud-volcanic activity in the past and determination of its periodicity are pioneering for the Baikal. The mud volcanoes and other hydrate-bearing structures are largely concentrated in the Middle Baikal basin along the tectonic faults. The most representative example of these phenomena is the "Gydratny" fault, four of six structures along which are mud volcanoes. An integrated geological-geophysical study (seismoacoustic and hydroacoustic sounding and geological sampling) of the "Novosibirsk" mud volcano, the largest and well-pronounced feature of the lake bottom relief, confirmed its structural identity with classical submarine mud volcanoes. The "Novosibirsk" mud volcano possesses all major elements of other single hydrate-bearing mud volcanoes of the lake which include volcanic cone in the bottom relief, vertical acoustically not transparent feeding channel, mud-volcanic breccia, gas saturation, and gas hydrates. This makes it one of the reference hydrate-bearing mud volcanic-type structures of Lake Baikal.

The analysis of the bottom hydroacoustic profiling yielded evidence of the Late Pleistocene mud-volcanic eruptions shaped as two layers-flows at sub-bottom depths of 15 and 26 m (30 and 50 kyr ago, respectively). The presence of mud-volcanic breccia beneath the thin Holocene diatomic silt deposits testifies to the Holocene mud volcano activation due to the warm fluid rising from the depths to the volcano roots along the active segment of the tectonic fault in accordance with the model of the "Baikal-type" mud volcanism. Using the "Novosibirsk" mud volcano and the "Gydratny" fault as an example, it can be shown that the past tectonic activity of the Baikal basin may be determined based on the knowledge of the structure and evolution of the mud volcanoes of the lake.

 

грязевой вулкандонные осадкибатиметриягидролокатор бокового обзорасейсмическое профилированиеразломоз. Байкалmud volcanobottom sedimentbathymetryside-scan sonarsingle-channel seismic surveyfaultLake BaikalРабота выполнена в рамках госзадания Лимнологического института СО РАН (0279-2021-0006).The study was done as part of the state assignment of the Limnological Institute SB RAS (0279-2021- 0006).ReferencesАлиев А.И. Грязевые вулканы – очаги периодической газогидродинамической разгрузки быстропогружающихся осадочных бассейнов и важные критерии прогноза газоносности больших глубин // Геология нефти и газа. 2006. № 5. С. 26–32.Aliyev A.I., 2006. Mud Volcanoes – Centers of Periodic Discharging of Fast Plunging Sedimentary Basins and Important Criteria of Gas Potential Prognosis of Large Depths. Russian Oil and Gas Geology 5, 26–32 (in Russian) [Алиев А.И. Грязевые вулканы – очаги периодической газогидродинамической разгрузки быстропогружающихся осадочных бассейнов и важные критерии прогноза газоносности больших глубин // Геология нефти и газа. 2006. № 5. С. 26–32].Colman S.M., Jones G.A., Rubin M., King J.W., Peck J.A., Orem W.H., 1996. AMS Radiocarbon Analyses from Lake Baikal, Siberia: Challanges of Dating Sediments from a Large, Oligotrophic Lake. Quaternary Science Reviews 15 (7), 669–684. https://doi.org/10.1016/0277-3791(96)00027-3.Colman S.M., Jones G.A., Rubin M., King J.W., Peck J.A., Orem W.H., 1996. AMS Radiocarbon Analyses from Lake Baikal, Siberia: Challanges of Dating Sediments from a Large, Oligotrophic Lake. Quaternary Science Reviews 15 (7), 669–684. https://doi.org/10.1016/0277-3791(96)00027-3.Cuylaerts M., Naudts L., Casier R., Khabuev A.V., Belousov O.V., Kononov E.E., Khlystov O.М., De Batist M., 2012. Distribution and Morphology of Mud Volcanoes and Other Fluid Flow-Related Lake-Bed Structures in Lake Baikal, Russia. Geo-Marine Letters 32, 383–394. https://doi.org/10.1007/s00367-012-0291-1.Cuylaerts M., Naudts L., Casier R., Khabuev A.V., Belousov O.V., Kononov E.E., Khlystov O.М., De Batist M., 2012. Distribution and Morphology of Mud Volcanoes and Other Fluid Flow-Related Lake-Bed Structures in Lake Baikal, Russia. Geo-Marine Letters 32, 383–394. https://doi.org/10.1007/s00367-012-0291-1.De Batist M., Klerkx J., Van Rensbergen P., Vanneste M., Poort J., Golmshtok A., Kremlev A., Khlystov O., Krinitsky P., 2002. Active hydrate destabilization in Lake Baikal, Siberia? Terra Nova 14, 436–442. https://doi.org/10.1046/j.1365-3121.2002.00449.x.De Batist M., Klerkx J., Van Rensbergen P., Vanneste M., Poort J., Golmshtok A., Kremlev A., Khlystov O., Krinitsky P., 2002. Active hydrate destabilization in Lake Baikal, Siberia? Terra Nova 14, 436–442. https://doi.org/10.1046/j.1365-3121.2002.00449.x.Dimitrov L., 2002. Mud Volcanoes – The Most Important Pathway for Degassing Deeply Buried Sediments. Earth-Science Reviews 59 (1–4), 49–76. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(02)00069-7.Dimitrov L., 2002. Mud Volcanoes – The Most Important Pathway for Degassing Deeply Buried Sediments. Earth-Science Reviews 59 (1–4), 49–76. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(02)00069-7.Khabuev A.V., Solovyeva M.A., Gubin N.A., Chensky A.G., Akhmanov G.G., Khlystov O.M., 2020. The Structure of the Mud Volcano Novosibirsk Based on the Results of Geological and Geophysical Studies. Limnology and Freshwater Biology 4, 922–923. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-4-922.Khabuev A.V., Solovyeva M.A., Gubin N.A., Chensky A.G., Akhmanov G.G., Khlystov O.M., 2020. The Structure of the Mud Volcano Novosibirsk Based on the Results of Geological and Geophysical Studies. Limnology and Freshwater Biology 4, 922–923. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-4-922.Khlystov O.M., 2006. New Findings of Gas Hydrates in the Baikal Bottom Sediments. Russian Geology and Geophysics 47 (8), 972–974.Khlystov O.M., 2006. New Findings of Gas Hydrates in the Baikal Bottom Sediments. Russian Geology and Geophysics 47 (8), 972–974.Хлыстов О.М. Гидратоносность и тектоника средней котловины озера Байкал // Морские исследования и образование (MARESEDU-2018): Труды VII международной научно-практической конференции (19–22 ноября 2018 г., Москва). Тверь: ПолиПРЕСС, 2019. Т. II (IV). С. 41–42.Khlystov O.M., 2019. Gas Hydrate Bearing Capacity and Tectonics of Central Baikal. In: Marine Research and Education. Proceedings of the VII International Conference (November 19–22, 2018, Moscow). Vol. II (IV). PolyPRESS, Tver, p. 41–42 (in Russian) [Хлыстов О.М. Гидратоносность и тектоника средней котловины озера Байкал // Морские исследования и образование (MARESEDU-2018): Труды VII международной научно-практической конференции (19–22 ноября 2018 г., Москва). Тверь: ПолиПРЕСС, 2019. Т. II (IV). С. 41–42].Khlystov O.M., De Batist M., Minami H., Hachikubo А., Khabuev A.V., Kazakov A.V., 2022. The Position of Gas Hydrates in the Sedimentary Strata and in the Geological Structure of Lake Baikal. In: J. Mienert, C. Berndt, A.M. Tréhu, A. Camerlenghi, C.-S. Liu (Eds), World Atlas of Submarine Gas Hydrates in Continental Margins. Springer, Cham, p. 465–471. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81186-0_39.Khlystov O.M., De Batist M., Minami H., Hachikubo А., Khabuev A.V., Kazakov A.V., 2022. The Position of Gas Hydrates in the Sedimentary Strata and in the Geological Structure of Lake Baikal. In: J. Mienert, C. Berndt, A.M. Tréhu, A. Camerlenghi, C.-S. Liu (Eds), World Atlas of Submarine Gas Hydrates in Continental Margins. Springer, Cham, p. 465–471. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81186-0_39.Khlystov O.M., Poort J., Mazzini A., Akhmanov G.G., Minami H., Hachikubo A., Khabuev A.V., Kazakov A.V., De Batist M., Naudts L., Chensky A.G., Vorobeva S.S., 2019. Shallow-Rooted Mud Volcanism in Lake Baikal. Marine and Petroleum Geology 102, 580–589. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.01.005.Khlystov O.M., Poort J., Mazzini A., Akhmanov G.G., Minami H., Hachikubo A., Khabuev A.V., Kazakov A.V., De Batist M., Naudts L., Chensky A.G., Vorobeva S.S., 2019. Shallow-Rooted Mud Volcanism in Lake Baikal. Marine and Petroleum Geology 102, 580–589. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.01.005.Mazzini A., Etiope G., 2017. Mud Volcanism: An Updated Review. Earth-Science Reviews 168, 81–112. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.03.001.Mazzini A., Etiope G., 2017. Mud Volcanism: An Updated Review. Earth-Science Reviews 168, 81–112. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.03.001.Milkov А.V., Sassen R., Apanasovich T.V., Dadashev F.G., 2003. Global Gas Flux from Mud Volcanoes: A Significant Source of Fossil Methane in the Atmosphere and the Ocean. Geophysical Research Letters 30 (2), 1037. https://doi.org/10.1029/2002GL016358.Milkov А.V., Sassen R., Apanasovich T.V., Dadashev F.G., 2003. Global Gas Flux from Mud Volcanoes: A Significant Source of Fossil Methane in the Atmosphere and the Ocean. Geophysical Research Letters 30 (2), 1037. https://doi.org/10.1029/2002GL016358.Seminsky K.Zh., Cheremnykh A.S., Khlystov O.M., Akhmanov G.G., 2022. Fault Zones and Stress Fields in the Sedimentary Fill of Lake Baikal: Tectonophysical Approach for Seismic and Hydroacoustic Data Interpretation. Russian Geology and Geophysics 63 (7), 840–855. https://doi.org/10.2113/RGG20204293.Seminsky K.Zh., Cheremnykh A.S., Khlystov O.M., Akhmanov G.G., 2022. Fault Zones and Stress Fields in the Sedimentary Fill of Lake Baikal: Tectonophysical Approach for Seismic and Hydroacoustic Data Interpretation. Russian Geology and Geophysics 63 (7), 840–855. https://doi.org/10.2113/RGG20204293.Solovyeva M.A., Akhmanov G.G., Mazzini A., Khabuev A.V., Khlystov O.M., 2020. The Gydratny Fault Zone of Lake Baikal. Limnology and Freshwater Biology 1, 368–373. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-1-368.Solovyeva M.A., Akhmanov G.G., Mazzini A., Khabuev A.V., Khlystov O.M., 2020. The Gydratny Fault Zone of Lake Baikal. Limnology and Freshwater Biology 1, 368–373. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-1-368.Vidishcheva O.N., Akhmanov G.G., Solovyeva M.A., Mazzini A., Khlystov O.M., Egoshina E.D., Kudaev A.A., Korost D.V., Poludetkina E.N., Morozov N.V., Grigorev K.A., 2021. Hydrocarbon Gas Seepage along the Gydratny Fault (Lake Baikal). Moscow University Geology Bulletin 76, 353–365. https://doi.org/10.3103/S0145875221040116.Vidishcheva O.N., Akhmanov G.G., Solovyeva M.A., Mazzini A., Khlystov O.M., Egoshina E.D., Kudaev A.A., Korost D.V., Poludetkina E.N., Morozov N.V., Grigorev K.A., 2021. Hydrocarbon Gas Seepage along the Gydratny Fault (Lake Baikal). Moscow University Geology Bulletin 76, 353–365. https://doi.org/10.3103/S0145875221040116.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.