泥火山是在特定地质条件下形成的罕见的自然地质景观。它与喷发熔岩的火山有着本质的区别,故又称为假火山。一块地层松软的泥岩,当地层受到地下石油、天然气或者地下水的压力或者地震时,比较松软的物质就会沿着裂缝或断层上升,并在地层水或天然气的挟带下,穿透地表的空隙喷出。喷发时夹杂的泥沙溅落到地面,就形成泥火山。泥火山通常伴有油气显示,因此,认识和了解泥火山及其油气显示特征,对油气勘探具有一定的指导作用。
准噶尔盆地西南缘山前带发育着众多的泥火山,且出露油气苗,如独山子泥火山、托斯台泥火山和四棵树泥火山等。近几年来,笔者分三次对泥火山进行了系统的地质考察,对泥火山形态、出露地层、喷发特征、油气苗规模、形成的地质条件以及与油气藏的关系等方面进行了初步分析。
区内泥火山表现为两种形态:一种呈火山锥形,且锥体较高大,如独山子泥火山和托斯台泥火山;一种呈泉眼形,锥体不发育,但喷发特征和喷发方式与泉眼又有明显的区别,如四棵树泥火山。产出层位既有侏罗系、白垩系,也有第三系和第四系。喷出物主要有泥沙、水、原油和天然气,其中锥形泥火山喷出的泥浆含水量较少,泉眼形泥火山喷出的泥浆含水量较多。油气显示也有较大的差异,有的以原油为主,有的以天然气为主。
独山子泥火山位于独山子背斜核部,出露于新近系塔西河组泥岩层中。突起的山体上原有32处泥火山,因多年的油气开采,喷发的泥火山越来越少,大部分只剩下泥火山遗迹。考察中发现有两座正在喷发的泥火山,且相距不远。一座呈锥形,高3米,锥体底部直径约6米,顶部直径0.5米,泥火山几秒钟喷发一次,4~5次小的喷发后,会有一次较大的喷发,喷高约30~40厘米,且喷发的声音也较大。喷发口附近见少量黑色的原油。另一座呈泉眼形,喷发口直径约1.5米,喷出物中水较多,泥沙较少,仅见少量油花。另外,在背斜顶部还发现了数座规模较大的泥火山遗迹。据说独山子泥火山原分布范围达600~700平方米,由此可见,泥火山也有一个形成、发展、演化至消亡的过程。
托斯台泥火山矗立在乌苏市西南部天山牧场沟谷的阶地上,属于托斯台背斜构造带的西端,出露于白垩系泥岩层中。它由两座相距十余米的锥形泥火山组成,其中1号泥火山位于北侧,高度超过10米,喷发口直径2米,坡度自上而下由陡变缓。锥体表面因布满密集且深浅不一的流纹,显得极为粗糙,如同麻花状的疙瘩。该泥火山每隔几分钟喷发一次,喷发时活动剧烈,站在泥火山口可清晰感觉到来自地下深处的震动,并能听到“咕嘟”的响声。在喷发口边缘,有一个可能是自然形成的缺口,向外流敞着灰白色的泥浆和黑色原油。
托斯台2号泥火山位于南侧,相对高差15米,锥体表面流纹清晰可见,锥顶直径达到4.6米,喷发口直径约1米。该泥火山活动相对较弱,每隔20多分钟才喷发一次,且喷发声音较小。可见喷发口泥浆表面漂浮着一层黑色的原油。
四棵树泥火山位于乌苏市西南四棵树河。出露有两处,一处位于四棵树河西岸至白杨河煤矿的山梁上,一处位于四棵树河谷。河西岸山梁上泥火山成群分布,出露地层为中侏罗统,形态均为泉眼形,但规模较大,据称是世界上最大的泥火山群。目前已建立为旅游景点。40多个泥火山分布在500平方米的范围内,直径最大者达4米,一般为1~2米,最小者直径仅十几厘米;喷发口多数为圆形,少数为椭圆形或梨形;喷发物主要有青灰色或红褐色的泥浆,大部分喷发口仅见油花,少数见泥浆表面漂浮着棕黄色的原油。众多泥火山不停地冒出泥浆和气泡并发出“咕噜、咕噜”的响声。因为喷出物中含有少量原油并不断发散开来,因而在太阳光的照射下泥火山表面色彩斑斓。
位于四棵树河谷的泥火山,出露于第四系河床上,有时因河水冲刷其形态不规则。此处泥火山喷出物中原油较少,仅见喷发口漂浮着薄薄的油膜,但气苗显示较强烈,点火可燃。
泥火山和地震都是现代地壳运动的显著标志。北天山的石河子至乌苏一带,不仅是泥火山集中分布的地区,而且也是中、强地震活动频发的地区。据文献记载,1990年10月25日乌苏西南发生2次5.2级地震,地震前后,距震中40千米的托斯台泥火山喷发较猛烈,喷出大量泥浆,油气显示也更为活跃。
准噶尔盆地南缘新构造活动强烈,地层中发育高异常地层压力,侏罗系、白垩系和古近系又具备一定的生烃能力,山前带局部地区断裂发育,地下水量充沛,近地表广布松散的砂泥岩层,为泥火山的形成提供了良好的地质条件。该区域内泥火山与油气苗共生,因而泥火山与地下油气藏具有某种成因联系,如独山子泥火山之下发现了独山子油田,托斯台泥火山之下也发现了含油气构造。准噶尔盆地西南缘山前带泥火山众多且规模较大,既是研究地形、地层变化的活教材,也是石油地质工作者寻找油气苗、探索油气成因的有利场所。
通过对准噶尔盆地西南缘山前带泥火山的系统观察与分析,并采集部分油气苗样品开展实验分析,进一步探讨区内油气成藏条件。同时,也更加坚定了地质勘探人员在准噶尔盆地西南缘山前带勘探油气藏的信心。(文/余琪祥)