«Новое в геологии и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового

Министерство природных ресурсов и экологии РФ
Федеральное государственное унитарное предприятие
«Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов
Мирового океана им. академика И. С. Грамберга»
Совет молодых ученых и специалистов при
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И. С. Грамберга»
Материалы IV Всероссийской конференции
молодых ученых и специалистов
«Новое в геологии и геофизике
Арктики, Антарктики
и Мирового океана»
Санкт-Петербург
16—17 апреля 2014 г.
Санкт-Петербург
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
2014
Ссылка на издание:
Материалы IV Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Новое в геологии
и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового океана» / Отв. ред.: О.Е. Смирнов, А.Г. Редько,
И.П. Моргунова. — СПб.: ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга», 2014. — 79 с.
В настоящем издании представлены тезисы докладов участников IV Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Новое в геологии и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового океана», прошедшей 16—17 апреля 2014 года во ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга», Санкт-Петербург.
Ответственные редакторы:
к. г.-м. н.
к. г.-м. н.
О.Е. Смирнов
А.Г. Редько
И.П. Моргунова
© ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга», 2014
Научный комитет конференции
В.Д. Каминский
В.А. Посёлов
Е.А. Гусев
А.Л. Пискарёв
В.В. Буценко
С.М. Жолондз
О.Н. Зуйкова
Т.В. Матвеева
В.И. Петрова
С.Ф. Бабаева
А.А. Крылов
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
д. г.-м. н., директор, председатель научного комитета
д. г.-м. н., зам. директора, зав. отделом, зам. председателя
научного комитета
к. г.-м. н., зав. отделом
д. г.-м. н., главный научный сотрудник
д. г.-м. н., зав. сектором
к. г.-м. н., зав. сектором
к. г.-м. н., зав. сектором
к. г.-м. н., ученый секретарь
д. г.-м. н., заведующий лабораторией.
к. г.-м. н., ведущий научный сотрудник
к. г.-м. н., старший научный сотрудник
Организационный комитет конференции
О.Е. Смирнов —
А.Г. Редько
—
И.П. Моргунова —
М.А. Медведева —
к. г.-м. н., научный сотрудник,
председатель организационного комитета
ведущий инженер, ответственный секретарь
организационного комитета
к. г.-м. н., научный сотрудник
инженер 1-й категории
Содержание
Паверман В.И., Миллер Э., Хэнсон Р., Гёрти Г., Хуриган Дж., Кузнецов Н.Б.
Балтика — Арктика — Лаврентия. Неисповедимые пути Северо-Сиеррского
террейна (Североамериканские Кордильеры). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Никитин Д.С.
Структурно-тектоническая характеристика осадочного чехла северной части
Баренцевоморского шельфа на основе объемного моделирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Афанасьева В.К.
Позднечетвертичные изменения палеосреды Арктики: реконструкция
на основе осадочной колонки с хребта Менделеева. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Мороз Е.А.
Неотектоника и рельеф северо-западной части Баренцева моря и его обрамления. . . 11
Букасс А.С., Бартова А.В., Клевцов А.С., Зархидзе Д.В., Иванова В.В.
Особенности строения кайнозойских разрезов, содержащих
пластовые льды, на карском побережье Югорского полуострова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Пугачёв А.А.
Гранитоиды Японского моря. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Погорелов В.В., Соловьёв В.Н., Виноградова О.Ю., Макушин А.В., Конешов В.Н.
Уточнение модели гравитационного поля Земли на акватории
Тихого океана вблизи восточного побережья Камчатки по результатам
аэрогравиметрических исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Атаков А.И., Черников К.С.
Способ комбинированного учета вариаций МПЗ при обработке данных
дифференциальных гидромагнитных исследований. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Ермаков А.В.
Теплопроводность донных осадков северной части Баренцева моря. . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Элькина Д.В.
Палеомагнитное изучение скорости плиоценчетвертичного осадконакопленияв районе поднятия Менделеева. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Жолондз А.С.
Предварительные результаты обработки сейсмических данных, полученных
на приямальском шельфе Карского моря (на примере двух участков) . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Баранов А.А.
НОВОЕ В ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКЕ АНТАРКТИЧЕСКОГО МАТЕРИКА И МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Рудаков А.В., Левицкий А.А., Бородинов М.А.
Оптимизация аппаратурного комплекса и технологического транспорта
при решении задач по стыковке морских и наземных сейсмических съемок 3D. . . 28
Самсонов Е.А., Коротков О.С.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТРИБУТНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ВРС И УЛЬТРА-ВРС
ПРИ МОРСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ ПОД ПОСТАНОВКУ БУРОВЫХ ПЛАТФОРМ. . . . . . . . . 31
Яварова Т.М.
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНЕЧНО-РАЗНОСТНОГО ПОЛНОВОЛНОВОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОГРАММЕ TESSERAL 2D ДЛЯ АНАЛИЗА ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ГСЗ НА АКВАТОРИЯХ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Нечхаев С.А., Щедров В.А., Зимовский А.В.
Многокомпонентные сейсмические исследования на Арктическом шельфе
на базе технологии Geospace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Бурдакова Е.В., Мищенко О.Н.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ
ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛОСТЕЙ НА ПРИМЕРЕ САБЛИНСКИХ ПЕЩЕР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Барабанова Ю.Б., Кириллова Т.А.
Особенности строения миоценовой толщи на
континентальном склоне поднятия Де-Лонга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Буданов Л.М., Кропачев Ю.П., Неевин И.А., Сергеев А.Ю.
Результаты морских геофизических исследований
в восточной части Финского залива. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3
Грохотов Е.И.
ПРОГНОЗ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВОСТОЧНО-АРКТИЧЕСКИХ МОРЕЙ РОССИИ
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НЕФТЕГЕОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ. . . . 41
Ересько М.С.
Оценка генерационного потенциала палеогеновых
отложений Хатырского шельфа Берингова моря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Санькова Н.В., Романов А.В.
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АПТ-АЛЬБСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
ПО ДАННЫМ БУРЕНИЯ И СЕЙСМОРАЗВЕДКИ НА МАЛЫГИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ. . . . . . . . . . . 45
Ткаченко М.А.
О выборе эталонных участков для метода сравнительных геологических аналогий
в количественной оценке ресурсов нефти, газа и конденсата юрского комплекса
центральной части Восточно-Баренцевского мегапрогиба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Семёнова А.А.
Геолого-геохимическое изучение потенциально гидратоносного очага
разгрузки флюидов в районе Баритовых гор (Охотское море) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Тереножкин А.М.
Оценка перспектив нефтегазоносности Енисейского
залива по газо-геохимическим данным . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Карпухин С.М.
клиноформныЕ комплексЫ севера Сибири: строение
и перспективы нефтегазоносности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Суворова Е.Б., Петрова В.И.
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАФТИДОВ ИЗ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ВАРАНДЕЙ-АДЗЬВИНСКОЙ СТРУКТУРНОЙ ЗОНЫ, ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ БИОДЕГРАДАЦИИ . . . . 56
Мазуркевич В.В.
УТОЧНЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ
ТАНОПЧИНСКОЙ СВИТЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Моргунова И.П., Литвиненко И.В., Щербаков В.А.
Динамика углеводородного загрязнения донных осадков залива Петра Великого
(Японское море) по результатам двухлетнего мониторинга. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Куприков Н.М., Доронин Д.О., Журавский Д.М., Павлов А.К., Иванов Б.В.
СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ О ХАРАКТЕРИСТИКАХ ПРИВОДНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ,
ПОЛУЧЕННЫХ ПРИБОРАМИ РАЗЛИЧНОГО ТИПА В ВОДАХ ЮЖНОГО ОКЕАНА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Ковалёва О.А., Рябчук Д.В., Сергеев А.Ю., Леонтьев И.О.
Динамика абразионных процессов береговой зоны восточной части
Финского залива под влиянием природных и антропогенных факторов . . . . . . . . . . . . . 63
Шевелёва А.В.
Природно-техногенная сейсмичность как фактор риска при освоении
месторождений алмазов в арктической части Архангельской области . . . . . . . . . . . . . . 66
Шевелёва А.В.
Местонахождения вендской фауны в Архангельской области —
мировое достояние арктических территорий: проблемы изучения и охраны . . . . . . . 68
Ярошевич И.Н., Подрезенко И.Н.
ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ АНТРОПОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
В АТМОСФЕРУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Валдаев И.В., Крылов А.А.
ПРИРОДА ДОННО-КАМЕННОГО МАТЕРИАЛА ПОДНЯТИЯ МЕНДЕЛЕЕВА,
СЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Рязанов К.П.
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТУРБИДИТОВ ПАДЕЙСКОЙ СВИТЫ НИЖНЕГО-СРЕДНЕГО ДЕВОНА
СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО ПАЙ-ХОЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Окунев А.С.
Четвертичные отложения и условия осадконакопления
на рубеже плейстоцена—голоцена в долине Харбидален
(архипелаг Шпицберген) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Константинова Н.П.
Железомарганцевые образования на континентальном
шельфе Южно-Китайского моря. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4
Геодинамика,
геология, стратиграфия
Балтика — Арктика — Лаврентия.
Неисповедимые пути Северо-Сиеррского террейна
(Североамериканские Кордильеры)
В.И. Паверман1, 2, Э. Миллер2, Р. Хэнсон3, Г. Гёрти4, Дж. Хуриган5, Н.Б. Кузнецов6
1 Институт
физики Земли им. О.Ю. Шмидта, Москва.
геологии и наук об окружающей среде Стэнфордского университета (США).
3 Геологический факультет Техасского христианского университета (США).
4 Геологический факультет Государственного университета в Сан-Диего (США).
5 Геологический факультет Калифорнийского университета в Санта-Круз (США).
6 Геологический институт РАН, Москва.
2 Факультет
Североамериканские Кордильеры — протяженный покровно-складчатый пояс с длительной историей развития, начавшейся в докембрии и продолжающейся в настоящее время.
В числе прочего, в состав пояса входят несколько экзотических террейнов: Alexander, Eastern
Klamaths, Northern Sierra terrane, Северо-Аляскинско‑Чукотская плита.
Одним из главных доказательств чужеродности (экзотической природы) этих блоков по
отношению к западному краю Северной Америки (Лаврентии) являются спектры распределения изотопных возрастов детритовых цирконов (Grove et al., 2008; Miller et al., 2011). И если
распределения цирконовых возрастов из местных (лаврентийских) террейнов очень схожи
с распределениями, полученными по шельфу Лаврентии, то спектрам возрастов детритных
цирконов из вышеперечисленных террейнов свойственны совершенно нелаврентийские характеристики, такие как:
1) непрерывное распределение возрастов в интервале 1.0 —2.0 млрд лет, в том числе и
в промежутке от 1.49 до 1.61 млрд лет. Тогда как в геологической истории Лаврентии этот
отрезок эволюции характеризуется амагматичностью (North American magmatic gap). С другой стороны, непрерывное распределение возрастов детритных цирконов в интервале 1.0
—2.0 млрд лет характерно для Балтики (Балтийского кратона) и носит неформальное название Baltica hump (балтийский бугор);
2) наличие зерен с вендскими возрастами. При этом в западной Лаврентии нет вендских
кристаллических комплексов, которые могли бы быть источником этих цирконов. С другой стороны, вендские гранитоиды и метаморфические образования весьма типичны для
Перигондванского (кадомиды и авалониды (Linnemann et al., 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.
precamres.2013.08.007) и Тимано-Печорского (тиманиды и протоуралиды-тиманиды (Kuznetsov et al., 2010)) обрамления Балтики;
5
3) наличие зерен с ранне-среднепалеозойскими «каледонскими» возрастами.
Ранее было предложено несколько тектонических моделей, по-разному описывающих
с местом рождения перечисленных выше террейнов, историю и географическую траекторию дрейфа и вовлечения их в структуру Североамериканских Кордильер. В модели, предложенной в работе (Wright and Wyld, 2006), террейны имеют гондванское происхождение, а
траектория их дрейфа проводится между Северной и Южной Америкой (это так называемый
южный пассаж). В альтернативной медели (Colpron and Nelson, 2009) террейны оторвались от
северной Евразии и дрейфовали через Арктику (это так называемый северный пассаж).
Цель нашего исследования — тестирование разных моделей на примере одного из экзотических блоков Североамериканских Кордильер — Северо-Сиеррского террейна (ССТ).
Для решения этой задачи мы отобрали и обработали образцы кварцевых и полимиктовых песчаников из поздне(?)-девонского меланжа, занимающего самое верхнее структурное
положение в ССТ. Из кварцевых песчаников были выделены детритные цирконы, которые
были продатированы методом LA-ICP-MS в Калифорнийском университете (Санта-Круз).
Детритные цирконы из полимиктовых песчаников будут анализированы в ближайшем будущем.
Результаты датирования детритных цирконов из шести проб кварцевых песчаников
представлены на кумулятивных вероятностных диаграммах (рис.).
Анализ характера распределений возрастов детритных цирконов из изученных образцов
кварцевых песчаников позволяет сделать вывод о том, что все полученные распределения
являются нелаврентийскими, то есть не характерны для песчаников, сформировавшихся за
счет накопления продуктов эрозии кристаллических комплексов, участвующих в строении
Лаврентии, или, во всяком случае, ее западных частей. В одном из образцов (VP-XII-SB-25)
присутствует популяция вендских зерен. Во всех образцах есть зерна, возраста которых попадают в амагматичный период для Лаврентии (1.49—1.61 млрд лет). В большинстве образцов
присутствует Baltica hump.
Исходя из полученных и литературных данных, мы предлагаем следующую тектоническую модель. Коровый домен, который сейчас представляет собой Северо-Сиеррский террейн, в начале палеозоя участвовал в строении Тимано-Печерского обрамления Балтики.
В это время песчаники террейна получали цирконы с возрастами 1—2 млрд лет из кристаллического фундамента Балтики, а также вендские цирконы из Тимано-Печерских гранитоидов, сформировавшихся при коллизии Балтики и Арктиды. В раннем-среднем палеозое
ССТ (наряду с другими террейнами) был оторван рифтогенезом от периферии Балтики и
начал свой дрейф в сторону Лаврентии. Мы склоняемся к «северному пассажу» ССТ и дру-
Рис. Кумулятивные вероятностные кривые измеренных образцов кварцевых песчаников. Также
приведены данные по аналогичному образцу (Grove 2) из работы (Grove et al., 2008)
6
гих перечисленных выше террейнов из-за относительно малого количества цирконов гренвильского возраста (~0.95—1.30 млрд лет) в изученных песчаниках. В тех террейнах, которые
дрейфовали «южным пассажем», вклад продуктов разрушения гренвильских кристаллических комплексов в обломочных породах должен был бы быть более значителен. Примером
террейнов, в которых доля гренвильского детрита существенна, является террейн Акатлан
из южной Мексики (Talavera-Mendoza et al., 2006).
Исследования выполнены при поддержке грантов BP и Стэнфордского университета, а
также и при поддержке Министерства образования и науки РФ, contract # 14.Z50.31.0017.
Структурно-тектоническая характеристика
осадочного чехла северной части Баренцевоморского
шельфа на основе объемного моделирования
Д.С. Никитин
Геологический институт РАН
E-mail: ndsnomination@mail.ru
В геологическом строении северо-восточной части акватории Баренцевоморского шельфа выделяется два структурно-тектонических этажа, разделенных между собой поверхностями региональных стратиграфических и угловых несогласий [3]. К нижнему относятся
допалеозойское складчатое основание (иногда выделяемое в самостоятельный этаж [1]) и
нижне-среднепалеозойский литолого-стратиграфический комплекс (ЛСК), а верхний этаж
включает отложения от верхнедевонских до четвертичных, в его пределах выделяется пять
ЛСК. Они отражают существенные изменения структурных планов осадочного чехла исследуемой территории.
В пределах осадочного чехла, по результатам сейсмических работ, выделяется 26 отражающих горизонтов (ОГ), ограничивающих условно-однородные сейсмо-стратиграфические
комплексы (ССК), на основании которых построена объемная каркасная модель осадочного
чехла. Для 11 реперных ОГ имеются структурные карты с элементами тектоники. На сейсмических разрезах последние фиксируются в виде субвертикальных зон отсутствия или хаотической конфигурации отражений и рассматриваются в качестве подводящих каналов дайковых тел [1]. На основе реперных ОГ построена регулярная блочная модель (500×500×200 м)
осадочного чехла территории, а также объемная модель разрывных нарушений в виде замкнутых тел каркасного типа (рис.). На основе последней выделяется три уровня разрывных
нарушений, соответствующих на сейсмических разрезах зонам потери корреляции. Первый соответствует нарушениям, фиксируемым исключительно на отражающем горизонте
VI, представляющем собой поверхность кристаллического фундамента. Развитие данного
уровня разрывных нарушений, очевидно, можно предположить в пределах фундамента и,
частично, в нижне-среднепалеозойский части осадочного чехла. Второй уровень разрывных
нарушений прослеживается для ОГ от VI до ОГ А-А2-А3, то есть охватывает палеозойскую
и триасовую части осадочного чехла. Их плановые размеры составляют в среднем по протяженности от 30 до 100 км и ширине 1—3 км. Третий уровень разрывных нарушений выделяется для юрско-меловой части осадочного чехла (ОГ Б, В, Гn, Г2). Они менее масштабные
(протяженность редко превышает 50 км при плановой ширине преимущественно до 1 км),
хотя имеют большую плотность. В отдельных случаях отмечается согласование разрывных
нарушений первого и второго уровней, а также второго и третьего уровней. Однозначного
7
Рис. Объемная модель разрывных нарушений северной части Баренцевоморского шельфа
соответствия тектонического каркаса и этажности территории не отмечается, что говорит об
этапной наложенности тектонических процессов на породы осадочного чехла.
Также произведен структурно-тектонический анализ объемной модели осадочного чехла Баренцевоморского шельфа на основе морфометрических характеристик ССК. Это позволило обосновать выделение структур первого и второго порядков в пределах Баренцевской
плиты.
По данным гидромагнитной съемки выполнен морфологический анализ поля и его градиентов, который включал переход к градиентам поля и к их модулям, из которых наиболее важны модуль горизонтального и модуль полного градиента («аналитический сигнал»).
Максимумы первого из них хорошо маркируют горизонтальное положение (границы) протяженных источников поля, при этом их положение малочувствительно к глубине залегания
источников. Максимумы модуля аналитического сигнала приурочены в первую очередь к
точечным источникам аномалий, их центрам (магнитных) масс и границам неглубоких тел,
образующих аномалии [2]. Для определения горизонтального положения локальных объектов используются максимумы аналитического сигнала, а для протяженных – максимумы
горизонтального градиента.
Анализ спектра поля указывает на наличие четырех ярусов (~6, ~10, ~16, ~33 км), к которым приурочены источники поля, для каждого из которых были построены карты горизонтального градиента магнитного поля с линиями максимальных градиентов «скелетонизации». На этих картах отчетливо выделяются линейные и кольцевые структуры, скорее всего
обусловленные тектоническими границами и магматогенными постройками.
Из совместного анализа карты горизонтального градиента магнитного поля и объемной
модели разрывных нарушений установлено, что большая часть источников аномалий приурочена к зонам тектонических нарушений или к узлам их пересечений.
Список литературы
1. Величко Б.М., Шлыкова В.В., Дьяченко А.Б., Борзихина О.В. Отчет по объекту «Комплексное геолого-геофизическое исследование северо-восточной части Баренцевоморского шельфа», ОАО «МАГЭ», г. Мурманск, 2010.
2. Иваненко А.Н., Брусиловский Ю.В., Филин А.М., Шишкина Н.А. Методики обработки и интерпретации морских магнитных данных при работах на месторождениях нефти и газа на мелководье // Геофизика. 3.2012. 60-70.
3. Павлов С.П. Геологическое строение и нефтегазоносность северо-восточной части Баренцева моря по геофизическим данным: автореф. дис. ... канд. геол. наук: 25.00.10 / С.П. Павлов. Мурманск, 2012.
8
Позднечетвертичные изменения палеосреды Арктики:
реконструкция на основе осадочной колонки
с хребта Менделеева
В.К. Афанасьева
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: afanasyeva.vk@gmail.com
Четвертичная история Северного Ледовитого океана представляет собой чередование
ледниковых, дегляциальных и межледниковых периодов. Точное знание о размерах и интенсивности климатических изменений в прошлом дает возможность понять закономерности
вариаций климата и тем самым предсказывать сценарии развития климата в будущем. Существенный вклад в решение проблем, связанных с современными изменениями климата, может внести последовательная запись климатических событий высокого разрешения,
зафиксированная в геохимических, микропалеонтологических и других характеристиках
океанских осадков [4].
В настоящей работе в качестве объекта исследования была взята осадочная колонка PS71/413-3, отобранная с подводной горы северного трансекта, пересекающего хребет
Менделеева. Материал был получен во время экспедиции ARKXXIII/3 на НИС Polarstern
(AWI, Bremerhaven, Germany) в 2008 году. Для изучения осадочной колонки использовались
различные методы исследования осадков, а именно: геохимический (содержание органического углерода, содержание неорганического углерода, соотношение углерода к азоту),
литологический [5], микропалеонтологический (абсолютная и относительная численность
планктонных и бентосных фораминифер, отношение планктонных видов к бентосным,
абсолютная и относительная численность C. wuellerstorfi и B. aculeata) анализы, определение гранулометрического состава, предварительная идентификация осадочного вещества
методом рентгеноструктурного анализа, а также измерение отражательной способности.
Модель формирования осадочной колонки во времени была предложена на основе корреляции с разработанной возрастной моделью для осадочной колонки PS71/410, расположенной в сходных условиях осадконакопления подводной горы в относительной близости от
исследуемой колонки [3]. Литофации были определены на основе предварительного изучения колонки на борту судна [6], а также на основе измерений отражательной способности.
Все эти данные позволили заключить, что нижняя граница исследуемой осадочной колонки имеет приблизительный возраст около 80 тыс. л. н., а сама колонка включает в себя
запись условий палеосреды, начиная с морской изотопной стадии МИС 1 до подстадии
МИС 5а.
Исследованная осадочная колонка представляет собой чередование литофаций коричневого и серого цветов, отражающее чередование ледниковых и межледниковых/межстадиальных периодов (рис.). Коричневые пласты (В1-В3) образовались в межледниковые/
межстадиальные периоды, характеризующиеся сокращением ледяного покрова океана и
достаточно высокой первичной продуктивностью, в то время как серые пласты (G1-G3)
осаждались в межледниковые периоды в процессе отступания ледников, что проявляется в уменьшенной численности фораминифер и доминировании айсбергового переноса
осадочного материала. Методом литологического анализа были выявлены так называемые
уплотненные пласты (CS — condensed sections), представленные минимальными численностями фораминифер, а также присутствием марганцевой инкрустацией осадков. Эти
слои наиболее точно отображают процесс осадконакопления в ледниковых условиях [3].
По данным определения неорганического углерода и предварительного рентгеноструктурного анализа были выделены характерные для осадков центральной части Северного
9
Ледовитого океана розово-белые слои (W3 и PW) [2, 6]. Эти горизонты сложены мелкозернистыми доломитами, доставленными с Канадского архипелага в район отложения круговоротом моря Бофорта [1, 6].
Разработанная возрастная модель, а также полученные в результате лабораторных исследований данные в целом подтверждают существующие представления об условиях палеосреды в течение МИС: МИС 1 — голоцен — межледниковье; МИС 3 и подстадия МИС 5а —
межстадиалы, где МИС 3 характеризуется достаточно низкой численностью фораминифер и
невысокими показателями неорганического углерода, из чего был сделан вывод о неполной
развитости этого этапа в данном регионе; МИС 2 и МИС 4 — ледниковые стадии. На основе
возрастной модели были рассчитаны скорости осадконакопления, изменяющиеся от 0,1 до
2,5 см/тыс. лет, со средним значением в 0,84 см/тыс. лет, которое подтверждается средним
значением скорости осадконакопления в 0,5—0,9 см/тыс. лет, рассчитанным для центральной части Северного Ледовитого океана [6]. Изучение и интерпретация данных были значительно усложнены высокой степенью биотурбации осадочного материала.
10
Список литературы
1. Adler, R.E., Polyak, L., Ortiz, J.D., Kaufman, D.S., Channell, J.E.T., Xuan, C., Grottoli, A.G., Sellén, E., Crawford, K.A.,
2009. Sediment record from the western Arctic Ocean with an improved Late Quaternary age resolution: HOTRAX core
HLY0503-8JPC, Mendeleev Ridge // GlobalPlanet. Change 68, P. 18–29.
2. Clark, D. L., Whitman, R. R., Morgan, K. A., & Mackey, S. D., 1980. Stratigraphy and glacialmarine sediments of the
Amerasian Basin, central Arctic Ocean // Geological Society of America, Special Paper, 181, 57.
3. Jang, K., Han, Y., Huh, Y., Nam, S.-I., Stein, R., Mackensen, A., Matthiessen, J., 2013. Glacial freshwater discharge
events recorded by authigenic neodymium isotopes in sediments from the Mendeleev Ridge, western Arctic Ocean // Earth
and Planetary Science Letters, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2013.03.018
4. Stein, R., 2008. Arctic Ocean Sediments: Processes, proxies, and paleoenvironment. Developments in marine geology. Amsterdam, Elsevier.
5. Stein, R., Krylov, A., Matthiessen, J., Nam, S., Niessen, F. & the ARK-XXIII/3 Geology Group, 2009b. Main lithologies and lithostratigraphy of ARKXXIII/3 sediment cores. // In: W. JOKAT (ed), The Expedition ARKXXIII/3 of RV
Polarstern in 2008. Rep. Pol. Mar. Res. 597, P. 12-86.
6. Stein, R., Matthiessen, J., Niessen, F., Krylov, A., Nam, S., Bazhenova, E., 2010b. Towards a better (litho-) stratigraphy and reconstruction of Quaternary paleoenvironment in the Amerasian Basin (Arctic Ocean) // Polarforschung 79,
P. 97–121.
Неотектоника и рельеф
северо-западной части Баренцева моря
и его обрамления
Е.А. Мороз
Геологический институт РАН
E-mail: morozzea@gmail.com
Длительная эволюция литосферы Баренцевоморского региона предопределила сложное
мозаичное строение структуры шельфа, на периферии которого в позднекайнозойское время были сформированы зоны повышенной тектонической активности. Пространственное
положение Баренцевоморской плиты относительно системы спрединговых хребтов Мона —
Книповича — Гаккеля и приуроченных к ним сдвиговых зон во многом обусловило разнонаправленный характер тектонических напряжений. В ходе раскрытия Атлантического и Арктического бассейнов на северной и западной окраинах шельфа широкое развитие получили
рифтогенные прогибы, именуемые в литературе трогами или желобами. Для Баренцевоморского региона известны следующие троги-желобы: на западе — Медвежинский, Стурфьорд;
на севере — Орла, Эрика-Эриксена, Франц-Виктории, Британского канала, трог Анны [1].
В пределах данных структур, а также на прилегающих к ним территориях обнаруживаются
многочисленные признаки новейших тектонических деформаций различного типа, имеющих непосредственное отражение в рельефе и верхней толще осадочного чехла.
Обширная область проявления неотектонической активности, которая прослеживается
на всей северо-западной части Баренцева моря, приурочена к переходной зоне от континента к океану. Следует отметить существенные различия тектонического режима обрамления
Баренцевоморского шельфа. Отдельное место занимает зона контакта Шпицбергенского
краевого плато с океаническими структурами хребта Книповича и разломной зоны Моллой,
где возникают особые условия формирования морфотектонического облика территории.
В результате морских экспедиционных работ 24—27-го рейсов НИС «Академик Николай Страхов» дистанционными методами были получены новые данные о рельефе и глубинном строении северо-западной части Баренцевоморского шельфа [2]. Ключевые полигоны
11
исследований в северной части располагались между архипелагами Шпицберген и Земля
Франца-Иосифа в районе трога Орла. На западе батиметрической съемкой и акустическим
профилированием были охвачены устьевые области трога Стурфьорд, участки континентального склона и область к западу от Шпицбергенского блока.
Желоб Орла представляет собой крупную депрессию [3] субмеридиональной ориентировки с неоднородной конфигурацией днища и асимметричным поперечным профилем.
Длина желоба составляет более 150 км, при ширине до 45 км. На юге данная структура сочленяется с трогом Эрика-Эриксена, по-видимому образуя единую рифтогенную систему.
Трог Орла представляет собой грабен, который имеет сложное морфологическое строение.
При анализе данных профилографа и непрерывного сейсмического профилирования отмечено большое количество сбросовых нарушений, несогласий осадочных толщ. В троге ЭрикЭриксена выявлены следы дегазации, приуроченные к тектоническим нарушениям в прибортовых частях.
В грабен-желобе Орла выделено три основные структурные области, различающиеся по
морфотектоническому строению: осевая часть, западный борт и восточный борт. Осевая
часть желоба состоит из собственно рифтовой депрессии и примыкающих к ней пологонаклонных поверхностей с элементами денудационного рельефа, отграниченных от бортовых
частей хорошо выраженными линиями тыловых швов. Структурная область западного борта желоба Орла характеризуется резким увеличением высоты поднятий на флангах рифтовой долины, крутопадающими ступенчатыми склонами и системой эшелонированных гряд,
окаймляющих область осевой депрессии. Склоны восточного борта желоба Орла существенно более пологие и протяженные, террасированные в нижних частях.
Западная часть Баренцевоморской окраины в районе Шпицбергенского краевого плато
также характеризуется широким проявлением сбросо-взбросовых деформаций амплитудой
от 2—5 м до первых десятков метров. В отдельных случаях к ним приурочены разнопоряд-
Рис. Неотектонические деформации верхней части осадочного чехла в районе хребта Вестнеса
12
ковые оползневые ступени. Многочисленные вертикальные нарушения отмечаются на вершинных и склоновых частях хребта Вестнеса (рис.).
На основании выполненных работ установлено, что неотектонические деформации северо-западной части Баренцева моря располагаются: 1) в структурах рифтогенных прогибов
(грабен-желобы Орла, Франц-Виктории); 2) в пределах переходных зон Атлантического и
Арктического бассейнов (участки континентального склона); 3) в областях контакта океанических и континентальных блоков (хребет Вестнеса).
Список литературы
1. Верба М.Л. Современное билатеральное растяжение земной коры в Баренцево-Карском регионе и его роль
при оценке перспектив нефтегазоносности. 2007(2). http://www.ngtp.ru/rub/4/026.pdf.
2. Зайончек А.В., Брекке Х., Соколов С.Ю., Мазарович А.О., Добролюбова К.О., Ефимов В.Н., Абрамова А.С., Зарайская Ю.А.,
Кохан А.В., Мороз Е.А., Пейве А.А., Чамов Н.П., Ямпольский К.П. Строение зоны перехода континент-океан северо-западного обрамления Баренцева моря (по данным 24, 25 и 26 рейсов НИС «Академик Николай Страхов»,
2006—2009 гг.) // Строение и история развития литосферы. Вклад России в Международный Полярный год. Т.4.
М.: Paulsen. 2010. C. 111—157.
3. Мороз Е.А., Мазарович А.О., Абрамова А.С., Ефимов В.Н., Зарайская Ю.А., Соколов С.Ю. Неотектоника северозапада Баренцева моря // Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. Вып. 2. М.: ГЕОС, 2010.
С. 161—173.
Особенности строения кайнозойских разрезов,
содержащих пластовые льды, на карском побережье
Югорского полуострова
А.С. Букасс1, А.В. Бартова1, А.С. Клевцов1, Д.В. Зархидзе1, В.В. Иванова2
1 ЗАО
«Поляргео»
«ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: sashabukass@mail.ru
2 ФГУП
В 2013 году к востоку от пос. Амдерма на побережье Югорского полуострова были изучены кайнозойские отложения, вмещающие залежи пластовых льдов (ЗПЛ) спорного генезиса.
Основное внимание обращалось на взаимоотношение ЗПЛ с вмещающими и перекрывающими отложениями, на их состав, генезис, относительный и абсолютный возраст, а также
на строение, морфологию и химический состав самих ледяных тел. Для характеристики
вмещающих ЗПЛ отложений было проведено литологическое описание разрезов со сбором
макрофауны и отбор проб на определение микрофауны, палинокомплексов (ПК), гранулометрического состава пород. Также произведен отбор проб по льдам для получения их геохимической характеристики и определения изотопного состава.
Участок «Урочище Изба Шпиндлера» расположен в 2 км западнее устья р. Хубтъяха.
Предшествующие исследователи [2 и др.] выделили и описали девять пачек, среди которых
пласт погребенного глетчерного льда и два уровня диамиктона. Низы разреза определялись
как морские, верхи – как ледниковые и флювиальные. Нами выделены и исследованы шесть
толщ (рис.) снизу вверх:
Нижний диамиктон (D1). Темно-серые с синеватым оттенком оскольчатые глины, глинистые алевриты с обломками и целыми раковинами морских моллюсков, часто залегающих в
прижизненном положении. Выявлены среднемиоценовые ПК.
13
Рис. Схема сопоставления разрезов
Нижний лед (L1). Включает две толщи льдов: слоистые льды L11 – переслаивание прозрачного льда и мутного льда, содержащего примесь алеврита, и «примыкающие» к ним чистые,
прозрачные льды (L12) с мелкими пузырьками воздуха. Вышележащая толща (PA) согласно
облекает кровлю льда.
Песчано-алевритовая пачка (PA). Ритмичное переслаивание песков, алевритов, глин с
позднемиоцен-раннеплиоценовыми ПК (которые можно отнести к N2kl1).
Верхний лед (L2). Слоистые льды, по внешнему виду аналогичны L11.
Верхний диамиктон (D2). Глины песчанистые, слабоалевритистые, темно-серые, синеватые средне- и крупнооскольчатые, с единичными включениями гравия и мелкой гальки, с
раковинами морских моллюсков, часто залегающими в прижизненном положении. По ПК
возраст толщи – плиоцен (N2kl).
Морские верхненеоплейстоценовые отложения (M3). Горизонтально и косослоистые прибрежно-морские пески, от гравийных до мелкозернистых, с линзами торфа. По макрофауне
и ПК толща соответствует позднему неоплейстоцену.
Участок «Первая Песчаная» расположен в 6—8 км восточнее пос. Амдерма, в пределах
второй морской террасы с абс. отм. до 35—40 м, на поверхности которой развиты современные термоцирки, вскрывающие разрезы позднего кайнозоя с пластовыми льдами. Пластовые льды — прозрачные (L2), с единичными включениями обломков раковин морских моллюсков. Пласт льда осложнен складками шириной до 15 м, высотой до 3 м, подчеркнутыми
внутренней слоистостью. Кровля пласта льда неровная, пологонаклонная и волнистая, перекрыта темно-серыми глинистыми алевритами с редкими включениями гравия, мелкой
14
гальки, обломков и целых раковин морских моллюсков. Выше по разрезу алевриты сменяются мелкозернистыми песками, с четкой ровной горизонтальной и пологонаклонной слойчатостью, образованной тонкими прослоями песчанистых алевритов. Подошва ледяного
тела не вскрыта.
Участок «Вторая Песчаная» расположен в 2—3 км западнее устья р. Вторая Песчаная. Здесь
в толще отложений, слагающих цоколь второй морской террасы, встречено два ледяных тела.
Оба пласта льда прозрачные, стекловидные, с включениями пузырьков воздуха (L12).
По результатам геохимических исследований рассматриваемые ЗПЛ можно отнести к
внутригрунтовым ледяным образованиям (по соотношению (Na + K) и Ca); образование
льда происходило в восстановительных условиях (по слабоположительной Eu-аномалии);
по классификации О. Алекина, воды, сформировавшие ЗПЛ, делятся на два типа: 1-й тип —
HCO3- > Ca2+ + Mg2+ и 2-й тип — HCO3- < Ca2+ + Mg2+ < HCO3- + SO42-; по минеральному
составу воды— пресные и ультрапресные; для формирования льдов L2 участка «Урочище
Изба Шпиндлера» и льда участка «Вторая Песчаная» нельзя исключить влияние морской
воды.
Таким образом, на всех изученных участках, с учетом литологических и текстурных
признаков, результатов аналитических исследований, толщи пород, вмещающие пластовые
льды имеют не глетчерный, а морской и ледово-морской генезис, а сами ЗПЛ — внутригрунтовый генезис.
Список литературы
1. Слагода Е.А., Лейбман М.О., Опокина О.Л. Генезис деформаций в голоцен-четвертичных отложениях с пластовыми льдами на Югорском полуострове // Криосфера Земли. 2010. Т XIV. № 4. С. 30–41.
2. Manley W., Lokrantz H., Gataullin V., Ingolfsson O., Forman S., Andersson T. Late Quaternary stratigraphy, radiocarbon chronology, and glacial history at Cape Shpindler, southern Kara Sea, Arctic Russia // Global and Planetary Change.
2001. 31. P. 239–254.
Гранитоиды Японского моря
А.А. Пугачёв
ФГБУН «Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева» ДВО РАН
E-mail: blackdragonc@list.ru
Японское море — полузамкнутое окраинное море, расположенное между Азиатским материком и островами Сахалин, Хоккайдо и Хонсю. Проливами Невельского и Лаперуза оно
сообщается с Охотским морем, проливом Цугару (Сангарским) — с Тихим океаном и Корейским проливом — с Восточно-Китайским морем.
Основными морфоструктурами Японского моря являются шельф, материковый склон,
подводные возвышенности, вулканические постройки и котловины [1].
На этих морфоструктурах гранитоиды широко распространены. По геологическому положению, петрогеохимии и по данным радиоизотопного определения возраста они подразделяются на несколько возрастных комплексов: среднепалеозойский, позднепалеозойский,
раннемеловой и позднемеловой [2].
Породы cреднепалеозойского комплекса располагаются в западной части моря на Восточно-Корейской возвышенности. По содержанию SiO2 породы комплекса относят к гранитам, гранодиоратам и кварцевым сиенитам. Среди пород преобладают граниты, образующие
крупный батолит, протягивающийся с севера на юг примерно на 200 км и шириной до 70 км,
15
сформированный в процессе палингенного плавления метаморфогенных образований докембрия, реликты которых встречаются в составе массива. Породы среднепалеозойского
комплекса можно разделить на две серии: нормальной щелочности (кварцевые сиениты,
биотит-роговообманковые граниты) и субщелочную. Значение ASI (Al/(Na + K + Ca)) (1,10—
1,44) характерно для гранитов S-типа [3]. Также это подтверждается низким содержанием
СаО (0,99—1,83), NaO (3,1—3,77), Sr (113,32—636,04) и отрицательной европиевой аномалией.
Позднепалеозойский комплекс кварцевых диоритов — субщелочных гранитов входит в
состав складчатого фундамента подводной возвышенности Ямато. Особенно широко они
развиты на Северном хребте, где обнажается крупный массив гранитоидов, вытянутый
вдоль северного и западного склонов хребта более чем на 200 км при ширине отдельных выходов 15—30 км. Также на северо-восточной оконечности Южного Ямато присутствуют редкие выходы пород позднепалеозойского комплекса. По содержанию SiO2 породы комплекса
относят к кварцевым монцанитам, кварцевым диоритам, гранодиоратам, палагиогранитам,
биотит-роговообманковым, биотитовым и лейкократовым гранитам. Породы комплекса разделяются по отношению суммы щелочей (NaO2 + K 2O) к SiO2 на две серии: породы нормальной щелочности (кварцевые диориты, гранодиориты, биотитовые граниты и лейкограниты)
и субщелочные разности (кварцевые монцониты и субщелочные граниты). По индексу ASI
(1,02—1,29), который значительно ниже по сравнению со среднепалеозойскими гранитами,
граниты этого комплекса можно отнести к гранитам I-типа [3].
Граниты раннемелового комплекса установлены в западной части моря на возвышенности Криштофовича и Гэбасс. На первой они обнаружены на глубине 2200—1150 м и образуют
крупный (свыше 2000 км2) массив, сложенный биотитовыми и лейкократовыми гранитами, при подчиненном количестве диоритов, гранодиоритов и гранит-порфиров. Эти породы представляют собой палингенные образования, сформировавшиеся в мезоабиссальных
условиях при давлении 4,1—5,3 кбар и температуре 560—650 °С. На возвышенности Гэбасс
граниты подняты при драгировании совместно с базальтами. Гранитоиды раннемелового
комплекса относятся к субщелочной серии. Индекс ASI падает с ростом SiO2 и варьируется в
пределах 1,02—1,33, что характерно для гранитов S-типа [3].
Породы позднемелового комплекса распространены на материковом склоне залива Петра Великого на банке Зубр и на возвышенностях Витязя, Алпатова и на хребте Южного Ямато. На материковом склоне Юго-Восточного Приморья породы образуют крупный массив,
который срезается поверхностью материкового склона, последовательно обнажаясь на глубине 550—2200 м на мощность порядка 1700 м. По составу пород, слагающих массив, выделяются крупно- и среднезернистые биотитовые граниты и лейкократовые двуполевошпатовые
граниты, а также биотитовые мелкозернистые и порфировидные гранит-порфиры. Все они,
по-видимому, являются фациальными разновидностями единого магматического тела.
В пределах материкового склона центральной части залива Петра Великого подняты глыбы, обломки и щебень. Они характеризуют интрузивные тела, обнажающиеся в нижних частях урезов двух каньонообразных долин, отстоящих друг от друга на 10 км. Массив сложен
розовато-серыми, розоватыми лейкократовыми и роговообманковыми гранитами, гранитпорфирами. Обломки и глыбы гранитоидов, представленные биотит-роговообманковыми
среднезернистыми, порфировидными гранодиоритами и диоритами, подняты в юго-восточной части Витязя с глубины 2500—2200 м, где они слагают небольшое интрузивное тело
в пределах поля развития среднепалеозойских метаосадочных и метаэффузивных образований. На возвышенности Алпатова гранитоиды подняты с глубины 1600—1500 м и занимают аналогичную геологическую позицию. С восточного склона Южного Ямато подняты
многочисленные обломки гранодиоритов с глубины 700—500 м. Они слагают небольшую
интрузию, прорывающую и метаморфизующую осадочные и вулканогенные образования
предположительно мезазойского возраста. Все разности пород, слагающие интрузию, являются биотитовыми. Среди них можно выделить гранодиориты, граниты, гранит-порфиры,
лейкократовые граниты.
16
После анализа литературных источников и построения различных петрохимических
диаграмм было выявлено два типа гранитоидов в Японском море:
1) палингенные, к которым относятся граниты позднемелового возраста материкового
склона Южного Приморья, раннемеловые граниты на возвышенности Криштофовича и Гэбасс и граниты среднепалеозойского комплекса, расположенные в западной части моря на
Восточно-Корейской возвышенности;
2) производные андезитовой магмы, к которым отнесены гранитоиды позднемелового
возраста возвышенностей Витязя и Алпатова и позднепалеозойские граниты, входящие в
состав складчатого фундамента подводной возвышенности Ямато.
Список литературы
1. Берсеньев И.И., Леликов Е.П., Безверхний В.Л. и др. Геология дна Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН
СССР, 1987. 137 с.
2. Леликов Е.П., Маляренко А.Н. Гранитный магматизм окраинных морей Тихого океана. Владивосток: Дальнаука, 1994. 266 с.
3. Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П. Интерпретация геохимических данных. Москва: Интернет Инжи-нирин.,
2001. 288 с.
17
Геофизические
методы исследования
Уточнение модели гравитационного поля
Земли на акватории Тихого океана вблизи
восточного побережья Камчатки по результатам
аэрогравиметрических исследований
В.В. Погорелов, В.Н. Соловьев, О.Ю. Виноградова, А.В. Макушин, В.Н. Конешов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
E-mail: vvp@ifz.ru
Несмотря на всесторонний интерес к изучению геодинамических и тектонических особенностей полуострова Камчатка, северной части Курило-Камчатской субдукции и зоны
сочленения тихоокеанской литосферной плиты с восточной окраиной Азии, детальные площадные гравиметрические исследования на континентальном склоне Камчатки не выполнялись. Ранее гравиметрические исследования на суше [1] и в ходе морских геофизических
экспедиций (напр., [2]) проводились еще в 1980—1990-х годах.
Для уточнения фигуры Земли и исследования особенностей гравитационного поля, связанного с глубинным строением области перехода «океан — континент» в сентябре-октябре
2013 года сотрудниками ИФЗ РАН была выполнена аэрогравиметрическая съемка над акваторией Тихого океана и прибрежными геотектоническими структурами полуострова Камчатка
[3]. Съемка выполнялась на самолете-лаборатории [4], оснащенном аэрогравиметрическими
комплексами типа GT-1A [5] и современным оборудованием спутникового позиционирования. Для устранения вклада ионосферных помех наземные корректирующие станции GPS
(НКС) располагались на сейсмических станциях «Крутоберегово», «Козыревск» Камчатского филиала Геофизической службы РАН, а также в Петропавловске-Камчатском.
Проведенные аэрогравиметрические исследования позволили получить новый гравиметрический каталог на акватории Камчатского и Кроноцкого заливов, а также создать
новую карту гравитационных аномалий изучаемой площади масштаба 1:200 000 для такой
резко аномальной зоны, где перепад аномалий в свободном воздухе по профилю достигал
500 мГал, а горизонтальный градиент достигал 10…15 мГал/км.
Наличие существенных аномалий гравитационного поля, приуроченных к геотектоническим структурам, характерным для активной субдукционной области, обусловило интерес к определению корректности существующих современных глобальных моделей гравитационного поля Земли [6], построенных по спутниковым данным.
Ранее нами были выполенены оценки возможных точностей определения аномалий гравитационного поля с использованием различных методов исследований [7]. Аналогичный вопрос
18
Рис. Cравнение аномалий силы тяжести (АСТ) в редукции в свободном воздухе EGM-2008 (А) с
данными аэрогравиметрической съемки. Разность наблюденных значений и АСТ по альтиметрическим
данным представлена на рис 1Б. Значения аномалий и разности аномалий приведены в милигаллах.
Синим прямоугольником обозначен район выполненной съемки, линиями схематически изображены:
бордовой – береговая линия, серой пунктирной — изобата 500 м, синими кривыми отмечено положение
осей глубоководных желобов.
изучался по результатам площадной аэрогравиметрической съемки на участок акватории Охотского моря [8]. Авторами было показано, что, при качественной схожести распределения аномалий по данным съемки и альтиметрии, аномалии протяженностью менее 20 км в моделях по
спутниковым данным не выражены. При этом разница в аномалиях была более 10 мГал.
Проведенное нами сравнение аномалий силы тяжести (АСТ) в редукции в свободном
воздухе, полученных по альтиметрическим данным (модель EGM-2008, рис. А), с наблюденными данными показывает, что для рассмотренного участка тихоокеанской плиты значения
невязок (рис. Б) в среднем составляют +3 мГал, приуроченности к определенным крупным
морфоструктурам дна не выявляется. Расхождения в значениях аномалий увеличиваются
вблизи береговой линии, что может быть связано с увеличением детальности измерений в
областях со сложным батиметрическим строением морфоструктур континентального склона. Причем модельное поле «легче» наблюденного вблизи побережья Камчатского залива
и «тяжелее» на южном побережье полуострова Кроноцкий и в северной части Кроноцкого
залива. В областях максимального градиента АСТ, приуроченных к материковому склону
полуострова Кроноцкий достигаются максимальные амплитуды разниц модельного и наблюденного поля со значениями более 30 мГал.
Таким образом, можно заключить, что, хотя современные модели аномалий гравитационного поля и достигли хорошего качества, приемлемого для выполнения мегарегиональных
исследований, тем не менее в зонах морфоструктур c высоким градиентом АСТ отклонения
могут быть более 30 мГал. Это может быть существенным при проведении региональных
геофизических исследований и создании геологических моделей на основе данных сейсмического профилирования.
Список литературы
1. ГИС-атлас «Недра России». Камчатская область. Информационный ресурс ФГУП ВСЕГЕИ http://vsegei.ru/
ru/info/gisatlas/dvfo/kamchatka/index.php
19
2. Селиверстов Н.И. Геодинамика зоны сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамГУ им. Витуса Беринга, 2009. 191 с.
3. Конешов В.Н., Абрамов Д.В., Дробышев Н.В., Клевцов В.В., Кузнецова Н.В., Лаврентьева Е.Ю., Макушин А.В.,
Погорелов В.В., Соловьев В.Н. Аэрогравиметрические исследования ИФЗ РАН над акваторией восточного
побережья Камчатки осенью 2013 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. № 2. Вып. № 22. С. 232-237.
4. Дробышев Н.В., Конешов В.Н., Клевцов В.В., Соловьев В.Н., Лаврентьева Е.Ю. Создание самолета-лаборатории и
методики работ для выполнения аэрогравиметрической съемки в арктических условиях // Сейсмические приборы. 2008. Т. 44. № 3. С. 5-19.
5. Бержицкий В.Н., Ильин В.Н., Савельев Е.Б., Смоллер Ю.Л., Болотин Ю.В., Голован А.А., Парусников Н.А., Попов Г.В., Чичинадзе М.В. Инерциально-гравиметрический комплекс МАГ-1 (GT-1A). Опыт разработки и результаты летных испытаний // Применение гравиинерциальных технологий в геофизике. Сборник статей и докладов.
Под общ. ред. акад. В.Г. Пешехонова. СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2002. C. 48-60.
6. Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Столяров И.А. К вопросу исследования аномального гравитационного поля
в Арктике по данным современных моделей геопотенциала // Физика Земли. 2012. № 7-8. С. 35-41.
7. Железняк Л.К., Конешов В.Н. Изучение гравитационного поля Мирового океана // Вестник Российской
академии наук. 2007. Т. 77. № 5. C. 408-419.
8. Могилевский В.Е., Павлов С.А. Сопоставление моделей гравитационного поля, построенных по аэрогравиметрическим и альтиметрическим данным // Официальный сайт НПП «Аэрогеофизика». Электронная публикация.
http://www.aerogeo.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=75%3A2009-10-15-13-32-37&catid=18%3A200906-23-04-49-37&Itemid=21&lang=ru
Способ комбинированного учета вариаций
МПЗ при обработке данных дифференциальных
гидромагнитных исследований
А.И. Атаков, К.С. Черников
ОАО «Севморгео»
Чувствительность современной морской магнитометрической аппаратуры составляет
сотые доли нанотесла. Однако погрешность современных гидромагнитных исследований на
несколько порядков превышает метрологические характеристики аппаратуры. Более полное использование возможностей аппаратуры связано с проблемами учета широкого круга
специфических помех (временные вариации магнитного поля Земли (МПЗ), девиационные
погрешности судна, магнитогидродинамические шумы моря и др.), которые значительно
ухудшают результаты гидромагнитных исследований. Частотный спектр этих помех часто
перекрывает спектр полезного сигнала и фильтрация измеренного поля не эффективна, так
как искажает «полезные» аномалии. По амплитудно-частотным характеристикам вариации
МПЗ являются самыми разнообразными, и их некорректный учет оказывает наибольшее
влияние на точность гидромагнитных съемок.
Наиболее характерные временные вариации, различающиеся по амплитудно-частотным
характеристикам, которые необходимо учитывать при выполнении гидромагнитных исследований: суточные, короткопериодные колебания, магнитные бури и «бухты». В настоящее время
применяется несколько способов измерения вариаций МПЗ: стационарными или временными
наземными (береговыми) магнитовариационными станциями (БМВС); морскими магнитовариационными станциями (ММВС); дифференциальными измерениями магнитного поля.
Поскольку каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, то для наиболее полного учета вариаций желательно использование всех вышеперечисленных способов, однако это не всегда возможно. Вблизи участка работ, как правило, отсутствуют БМВС,
создание временной БМВС или установка ММВС связана с многочисленными проблемами,
20
при дифференциальных измерениях есть риски, связанные с потерей данных из-за неисправностей одного из магнитометров.
За последнее десятилетие ОАО «Севморгео» приобрело значительный опыт в проведении
и обработке дифференциальных гидромагнитных измерений. С целью повышения качества съемок учет вариаций МПЗ проводится комбинированным способом: косвенным учетом
вариаций, полученных из дифференциальных наблюдений; прямым учетом вариаций по
данным наземных магнитовариационных станций (стационарных или временных, создаваемых на время проведения полевых работ).
При обработке данных используется как лицензионное программное обеспечение Geosoft,
Inc., CGG-LCT, так и собственные разработки, интегрированные в обрабатывающую систему.
При проведении этих работ были сделаны следующие выводы:
 методика дифференциальных гидромагнитных исследований позволяет наиболее
корректно учитывать относительно коротковолновую составляющую вариаций МПЗ (короткопериодные колебания, магнитные бури);
 привлечение данных БМВС, расположенных на значительном удалении (до 1000 км и
более) от участка работ, существенно уменьшает погрешность съемки за счет более корректного учета длинноволновой составляющей вариаций МПЗ (суточные и другие периодические вариации).
Интеграция различных методов позволила разработать оригинальную технологию комбинированного учета вариаций с использованием метода нестационарной декорреляции.
Преимущества разработанной технологии заключаются в возможности максимально корректного использования всех доступных способов учета вариаций.
Список литературы
1. Васюточкин Г.С. Циклические геомагнитные вариации и их учет в магниторазведке. Обзор. Рег., разв. и
промысл. геофизика. М., ВИЭМС, 1978, 51 с.
2. Глебовский Ю.С., Мишин Л.Н. Магнитные вариации и их учет в современной аэромагниторазведке. //Обзор.
Рег., разв. и промысл. геофизика. М., ВИЭМС, 1981, 55 с.
3. Городницкий А.М., Филин А.М., Малютин Ю.Д. Морская магнитная градиентная съемка. – М.: Наука, 2004, 140 с.
4. Логачев А.А. Магниторазведка. Издание 3-е, исправленное и дополненное. – Л.: Недра, 1968. – 295 с.
5. Ривин Ю.Р., Ставров К.Г. Временные вариации геомагнитного поля // Учет временных вариаций при проведении морской съемки. – М.: ИЗМИРАН, 1984. С. 8 – 29.
6. Семевский Р.Б., Аверкиев В.В., Яроцкий В.А. Специальная магнитометрия. – СПб.: Наука, 2002. – 228 с., 78 ил.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДОННЫХ ОСАДКОВ
СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ БАРЕНЦЕВА МОРЯ
А.В. Ермаков
Геологический институт РАН
E-mail: a.v.ermakov@gmail.com
Осадки северной части Баренцева моря в теплофизическом отношении менее исследованы, чем в южной части. Тем не менее некоторое количество измерений можно найти в работах [1, 3, 4, 7]. Нами были получены значения теплопроводности донных осадков в акватории
Баренцева моря между островами архипелагов Шпицберген и Земля Франца-Иосифа (более
100 измерений на 18 станциях). Измерения выполнены в 25-м и 27-м рейсах НИС «Академик
Николай Страхов».
21
Определение теплопроводности проводилось с помощью игольчатого зонда ЛИТОС,
на образцах осадков, поднятых грунтовыми трубками. Измерения проводились перпендикулярно оси колонки, то есть параллельно слоистости осадков (видимой на отдельных интервалах разреза). Точки опробования выбирались на более или менее однородных внешне
участках, опробовалось несколько точек в пределах одной колонки. Опробование проводилось при разделке колонки, как правило, сразу же после ее извлечения. Если колонка разделывалась спустя некоторое время после извлечения, она выдерживалась в помещении неотапливаемой «мокрой» лаборатории при температуре 8—10 градусов. Для четырех станций
теплового потока, выполненных в 27-м рейсе, получены значения теплопроводности, измеренные in situ с помощью зонда ГЕОС-М. При этом необходимо отметить, что способ in situ
дает интегральные оценки теплопроводности для полуметровых интервалов в направлении,
перпендикулярном плоскости напластования.
Полученные методом игольчатого зонда значения теплопроводности варьируются от 0,68
до 2,31 Вт/м·К. Значения in situ имеют меньший разброс, тяготея к 0,9—1,1 Вт/м·К. Различие в
распределении значений для этих двух групп связано с разными направлениями оси измерения. К завышению теплопроводности могут приводить такие причины, как разрушение гидратов газов [5], но при измерениях нами не было зарегистрировано отклонений кривых нагрева
от нормальной формы. Сравнение распределения теплопроводности литологического состава
отложений и некоторых других их характеристик [2] позволило сделать следующие наблюдения. Изменения теплопроводности в пределах колонки в большом числе случаев фиксируют
значительные изменения в составе осадков (границы между горизонтами). Сопоставление
влажности и теплопроводности не во всех случаях дает характерную обратную зависимость;
если влажность с глубиной убывает для всех колонок, то теплопроводность для некоторых не
увеличивается, а уменьшается с глубиной. По-видимому, значительный вклад в увеличение
теплопроводности вносит увеличение карбонатности осадков в направлении от Земли Франца-Иосифа к Шпицбергену. Предложенная в [6] эмпирическая кривая зависимости теплопроводности от влажности не подходит для осадков северной части Баренцева моря, в отличие от
соседней глубоководной котловины Нансена. Это подтверждается анализом данных [7], которые показывают хорошее соответствие кривой лишь для глубоких станций, но не для станций
верхней части континентального склона и бровки шельфа.
Таким образом, в сравнении со смежными акваториями, для северной части Баренцева
моря характерны более высокие значения теплопроводности, а распределение значений по
глубине имеет сложный характер, связанный с совместным влиянием нескольких факторов.
Список литературы
1. Меркушов В.Н., Подгорных Л.В., Смирнов Я.Б., Троцюк В.Я. Северный Ледовитый океан, в кн.: Методические
и экспериментальные основы геотермии. М.: Наука, 1983. 232 с.
2. Научный отчет 25-го рейса НИС «Академик Николай Страхов». М.: ГИН РАН, 2007. 145 с.
3. Цыбуля Л.А., Левашкевич В.Г. Тепловое поле Баренцевоморского региона. Апатиты: изд. КНЦ РАН, 1976.
115 с.
4. Crane K., Eldholm O., Myhre A.H., Sundvor E. Thermal implications for the evolution of the spitsbergen transform
fault // Tectonophysics. 1982. V. 89. Issues 1–3. P. 1–32.
5. Kutas R.I., Poort J. Regional and local geothermal conditions in the northern Black sea // International Journal of
Earth Sciences. 2008. V. 97. № 2. P. 353-363.
6. Lachenbruch A., Marshall V. Heat flow through the Arctic Ocean floor: the Canada Basin-Alpha Rise Boundary //
Journal of Geophysical Research. 1966. V. 71. Issue 4. P. 1223—1248.
7. Spielhagen R., Pfirman S., Thiede J. Geowissenschaftlicher Bericht über die ARK-IV/3 Expedition des PFVS Polarstern
im Sommer 1987 in das zentrale oestliche Arktische Becken. Berichte-Reports № 24. Geologisch-Paläontologisches Institut
der Universität Kiel. 1988. 166 p.
22
Палеомагнитное изучение скорости
плиоцен-четвертичного осадконакопления
в районе поднятия Менделеева
Д.В. Элькина
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»; СПбГУ
E-mail: darielfly@gmail.com
Северный Ледовитый океан, как район возрастающего научного интереса, занимает особое место в вопросах изучения палеоклимата Земли, а также интенсивно исследуется в связи
с проблемами обоснования внешней границы континентального шельфа Российской Федерации. Для получения общей картины геологического развития региона и его дальнейшего геотехнического освоения одними из важнейших задач становятся датирование донных
осадков и оценка средних скоростей осадконакопления. Тем не менее определение возраста
донных осадков в Северном Ледовитом океане усложняется из-за их бедности биологическим материалом, применимости радиоуглеродного метода только в пределах верхней части
разреза и часто неоднозначной интерпретации палеомагнитных данных.
Керн длиной 6 м был отобран в районе поднятия Менделеева в 2012 году в ходе экспедиции «Арктика-2012» [2]. Результатом палеомагнитного изучения образцов донных осадков,
полученных из колонки методом сплошного отбора, стали данные, отражающие изменение
наклонения и величины естественной остаточной намагниченности и магнитной восприимчивости с глубиной. Для выявления стабильной компоненты намагниченности и удаления вязкой, наведенной современным магнитным полем, производилась магнитная чистка.
Образцы, представляющие наибольший интерес с точки зрения принадлежности к группам
прямой или обратной полярности, которые были выявлены на первом этапе исследования,
подвергались ступенчатому размагничиванию переменным магнитным полем в диапазоне
от 5 до 100–160 мТл или температурой от 130 до 450—500 °С.
На глубине 123,5 см установлена граница перехода между хроном Брюнес (0,78 млн лет),
хроном прямой полярности магнитного поля Земли и хроном обратной полярности Матуяма
(2,58 млн лет). Положение границы Брюнес — Матуяма на таких глубинах, отмечаемое также
в других исследованиях [3], делает вероятным предположение о низких скоростях осадконакопления, действующих на поднятии Менделеева. Следующая граница смены полярности
Матуяма — Гаусс определена на глубине 394,5 см, а уровень 531 см рассматривается как граница перехода между хронами Гаусс (3,58 млн лет) и Гилберт. Снижение величин намагниченности в зонах обратной полярности, по сравнению с зонами прямой полярности, говорит о сильном влиянии вязкой намагниченности. Синхронные пики величин естественной
остаточной намагниченности и магнитной восприимчивости, наблюдаемые в большинстве
случаев рядом с обозначенными границами смены полярности, можно рассматривать как
дополнительные параметры для временной привязки и интерпретировать как возможный
индикатор перемены в условиях осадконакопления [3].
Средние скорости осадконакопления, рассчитанные для каждого хрона, равны 1,58 мм/
тыс. лет для хрона Брюнес и 1,5 и 1,36 мм/тыс. лет для хронов Матуяма и Гаусс соответственно. Таким образом, скорость осадконакопления в районе поднятия Менделеева следует охарактеризовать как низкую и в заключение констатировать, что она не превышала 1,58 мм/
тыс. лет за последние 2,58—3,58 млн лет.
Кроме того, низкие скорости осадконакопления фигурируют в данных, полученных
с помощью радиохимического анализа материала колонок с поднятия Менделеева [1], где
средняя скорость осадконакопления составляет от 1,1 до 1,5 мм/тыс. лет, возрастая до 4,4
мм/тыс. лет только в колонке, расположенной ближе к континентальному склону. С дру-
23
гой стороны, присутствие низких наклонений естественной остаточной намагниченности,
не характерных для столь высоких широт, и трудности в выделении стабильной компоненты в некоторых образцах могут свидетельствовать о наличии вторичных процессов, происходящих в осадках, возможное влияние которых на общую картину намагниченности уже
отмечалось для морских осадков с поднятия Менделеева [4] и в других районах Северного
Ледовитого океана.
Список литературы
1. Гусев Е.А., Максимов Ф. Е., Кузнецов В.Ю., Басов В.А., Новихина Е.С., Куприянова Н.В., Левченко С.Б., Жеребцов И.Е. Стратиграфия донных осадков поднятия Менделеева (Северный Ледовитый океан) // Доклады Академии наук. 2013. Т. 450. № 5. C. 573-587.
2. Морозов А.Ф., Петров О.В., Шокальский С.П., Кашубин С.Н., Кременецкий А.А., Шкатов М.Ю., Каминский В.Д.,
Гусев Е.А., Грикуров Г.Э., Рекант П.В., Шевченко С.С., Сергеев С.А., Шатов В.В. Новые геологические данные, обосновывающие континентальную природу области Центрально-Арктических поднятий // Региональная геология и
металлогения. 2013. Т. 53. C. 34-55.
3. Пискарев А.Л., Андреева И.А., Гуськова Е.Г. Палеомагнитные данные о скорости осадконакопления в районе
поднятия Менделеева (Северный Ледовитый океан) // Океанология. 2013. Т. 53. № 4. C. 1-11.
4. Chuang X., Channel J. E. T. Origin of apparent magnetic excursions in deep-sea sediments from Mendeleev-Alpha
Ridge, Arctic Ocean // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2010. V. 11. I. 2. P: 1-17.
Предварительные результаты обработки
сейсмических данных, полученных
на приямальском шельфе Карского моря
(на примере двух участков)
А.С. Жолондз
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: zhas@vniio.nw.ru
Сейсмические исследования на полуострове Ямал начались с 60-х годов ХХ века [1] с
региональных геолого-геофизических работ, направленных на выявление структур нефтегазоносности. В результате этих работ были разведаны такие крупные месторождения, как
Бованенковское, Западно- и Южно-Тамбейское, Южно-Крузенштернское, Харасавейское и
Новопортовское. В Карском море сейсмические исследования начались несколько позже —
с 1970-х годов. Самыми крупными морскими месторождениями являются Русановское и
Ленинградское. Обнаружение крупных нефтегазоносных структур определило дальнейшее
развитие региона.
В силу технических ограничений зона перехода «суша — море» (транзитная зона) долгое время оставалась белым пятном на карте изученности региона. Восполнить этот пробел
призваны работы, проводимые на базе ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» в
содружестве с ОАО «МАГЭ», начатые в 2012 году. Общий объем комплексных работ составит
почти 1410 пог. км, включающих в себя сейсмические (100 пог. км сухопутного профиля, 251
пог. км в транзитной зоне и 1059 пог. км морских работ), гравиметрические (1310 пог. км),
сейсмическое профилирование и 149 станций геохимического опробования.
В данной работе представлены предварительные результаты сейсмических работ по двум
участкам, условно разделенных на «северный» и «южный» относительно Харасавейского
24
Рис. Обзорная карта изученности приямальского шельфа Карского моря
месторождения. Положение участков, общая изученность приямальского шельфа Карского
моря и положение профилей проводимых работ представлено на рисунке.
«Северный» участок работ характеризуется мощными юрскими отложениями. Здесь был
выполнен увязочный 100-километровый сухопутный профиль МОВ-ОГТ, начинающийся
от скважины на Восточно-Бованенковском месторождении и через транзитную зону выходящий в море. Он пересекает сухопутный региональный профиль 58, геологическая схема
которого приведена в работе Ершова [2]. Скважина на Восточно-Бованенковском месторождении достигла глубины более 4200 м и дошла до горизонта А, являющегося подошвой мезозойских отложений. Это позволяет провести увязку горизонтов, выявленных на сейсмических разрезах.
«Южный» район характеризуется сокращением мощности осадочных отложений юрского возраста вплоть до их полного выклинивания. Горизонт Б (кровля баженовской свиты)
отождествляется с границей между меловыми и юрскими отложениями. По результатам анализа сети региональных морских профилей, Ульянов [3] выделил положение выклинивания
25
горизонта Б в глубоководной части Карского моря. В ходе предварительной интерпретации
сейсмических материалов текущих работ ВНИИОкеангеология было уточнено положение
зоны выклинивания юрских отложений. При приближении к Байдарацкой губе прослеживаемость сейсмических горизонтов становится менее четкой.
Проведение работ в этой части Карского моря является важным этапом изучения региона, так как дает представление о зоне сочленения суши и моря и может позволить в дальнейшем создать непрерывный каркас геологического строения региона.
Список литературы
1. Скоробогатов В.А. Геологическое строение и газонефтеносность Ямала. М.: Недра, 2003. 352 с.
2. Ершов С.С. Новые данные о строении осадочного чехла Западно-Сибирской плиты в районе полуострова
Ямал // Доклады молодых ученых на XXXVI тектоническом совещании. 2003. Т. 1. С. 198-202.
3. Ульянов Г.В. Геолого-геохимические предпосылки газонефтеносности юрских отложений Южно-Карской впадины // Автореферат диссертации. Москва. 2011. 15 с.
НОВОЕ В ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКЕ АНТАРКТИЧЕСКОГО
МАТЕРИКА И МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
А.А. Баранов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН;
Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН
E-mail: baranov@ifz.ru
Антарктида — во многом уникальный материк. Он содержит 90% льда и 75% запасов
пресной воды на планете. Антарктида — последний резерв человечества по запасам полезных ископаемых и пресной воды. Этот континент сейсмически малоактивен, стационарен
в глобальной сети измерения движений в настоящее время и был в прошлом, по данным
палеореконструкций, ядром суперконтинента Гондвана. Также он окружен со всех сторон
океаническими хребтами и пересекается крупнейшим орогеном в мире неколлизионного
происхождения. За последние годы интерес к наименее изученному материку резко возрос,
особенно после Международного полярного года. На сегодняшний день Антарктида на порядок менее изучена, чем остальные континенты. Главная причина этого в том, что 99% всей
ее территории покрыто льдом, причем толщина его в отдельных районах достигает 3500 м.
В результате весь континент просел под тяжестью льда примерно на 0,5—0,7 км. Поверхностный же рельеф — это ледяной купол, повышающийся к центру континента, с редкими
выходами коренных пород на поверхность. В силу суровых климатических условий и труднодоступности внутренних районов материка не существует даже точной карты подледного
рельефа континента. Последняя модель рельефа коренных пород BEDMAP 2 [1] дает ошибку
до 500 м, и многие районы континента не покрыты данными. По последним данным, подледный рельеф континента очень изрезан и неоднороден. При быстром таянии ледового
покрова, без учета изостатического поднятия материка, Западная Антарктика превратится
в группу гористых островов, тогда как половина восточной части континента также окажется под водой. По подледному рельефу видно, что Восточная Антарктида не докембрийская
платформа, как считалось ранее, а состоит из орогенов, небольших плато и континентальных рифтов.
26
Рис. Подледный рельеф Антарктики
Внутреннее строение Антарктики известно еще хуже. Новая карта Мохо [2] включила в
себя все доступные геофизические данные с 1950-х годов до настоящего времени. Отличия
от предыдущих моделей Мохо [3, 4] достигают 25 км, или 30%. На основе данных о подледном рельефе можно выделить следующие основные геологические структуры материка:
— Западная Антарктида является самой большой на Земле по площади рифтовой зоной с
возрастом пород от палеозоя до кайнозоя, и, как следствие утоненности коры, она содержит
много осадочных бассейнов.
— Восточная Антарктида состоит из гор и депрессий и рассечена рифтами от побережья
до южного полюса. Предполагается, что Восточно-Антарктическая рифтовая система по
длине (2500 км) не уступает Восточно-Африканской. Рифты имеют продолжения в Индии,
Африке и Австралии, в местах соприкосновения континентов в рамках бывшей Гондваны.
Восточная Антарктида имеет длительную историю и содержит породы с возрастом от архея
до протерозоя [5].
— Трансантарктические горы, вторые по длине горы на Земле после Анд (4500 км), неколлизионного происхождения, при высотах до 4500 м имеют неглубокие корни, что не обеспечивает их изостатической компенсации [6]. Подледные горы Гамбурцева имеют изрезанный
«альпийский» рельеф, характерный для молодых гор. По различным данным, тектонической активности в этом внутриплитовом районе в последние 100 млн лет не было [7]. Образцы
пород недоступны, так что происхождение гор неизвестно.
Наиболее крупные осадочные бассейны находятся в Западной Антарктике, с осадками
возраста от палеозоя до кайнозоя, — море и ледник Росса (несколько осадочных бассейнов,
перемежающихся возвышенностями, мощность многослойных осадков до 6 км), внутриконтинентальная депрессия Бентли (до –2500 м глубиной и неизвестной мощностью осадков) и
ледник Филшнера-Ронна (до 10 км осадков разного возраста и степени консолидации).
27
Для Восточной Антарктиды также характерны значительные депрессии в рельефе — бассейны Авроры и Уилкса (мощность осадков неизвестна) и рифт Ламберта с продолжением в
центральной части материка.
Следовало бы ожидать сосредоточения в этих районах органических полезных ископаемых (нефть, газ, уголь и др.). Выступы докембрийского фундамента в Восточной Антарктике — кратоны Грюнегона и Напьер, горы Принц-Чарльз и др. Для этих районов характерны неорганические ископаемые: алмазы, золото, руды и т. д. по аналогии с Австралией
и Индией, которые, видимо, наиболее близки к Восточной Антарктиде по геологическому
строению. Возраст и состав центральных областей материка неизвестны. Общая эволюция и
границы до распада Гондваны с Индией, Австралией и Африкой предполагают схожие месторождения в районах общих границ.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 13-05-01123.
Список литературы
1. Fretwell, P., Pritchard, H. D., Vaughan, D. G., Bamber, J. L., et al.: Bedmap2: improved ice bed, surface and
thickness datasets for Antarctica // The Cryosphere Discuss., 6, 4305-4361.
2. Baranov A. and Morelli A., 2013. The Moho depth map of the Antarctica region, Tectonophysics. 609, 299–313.
3. Bassin, C., Laske, G., Masters, G., 2000. The Current Limits of Resolution for Surface Wave Tomography in North
America, EOS Trans AGU, 81.
4. Block, A.E., Bell, R.E., Studinger, M., 2009. Antarctic crustal thickness from satellite gravity: implications for the
Transantarctic and Gamburtsev Subglacial Mountains. Earth and Planetary Science Letters 288, 194–203.
5. Mikhalsky E. V., 2008. Sm–Nd Crustal Provinces in Antarctica. Doklady Akademii Nauk, 2008, Vol. 419, No. 4,
pp. 519–523.
6. Hansen, S., Nyblade, A., Pyle, M., Wiens, D., Anandakrishnan, S., 2009. Using S wave receiver functions to estimate
crustal structure beneath ice sheets: an application to the TransantarcticMountains and East Antarctic craton. Geochemistry,
Geophysics,Geosystems 10, Q08014.
7. Ferraccioli, F., Finn, C.A., Jordan, T.A., Bell, R.E., Anderson, L.M., Damaske, D., 2011. East Antarctic rifting triggers
uplift of the Gamburtsev Mountains. Nature 479, 388–392.
Оптимизация аппаратурного комплекса
и технологического транспорта при решении
задач по стыковке морских и наземных
сейсмических съемок 3D
А.В. Рудаков, А.А. Левицкий, М.А. Бородинов
ГНЦ ФГУГП «Южморгеология»
E-mail: levitsky91@gmail.com
Поиски углеводородов в транзитных зонах арктических морей — актуальнейшая задача современности. Особый интерес представляют прибрежные части транзитных зон.
Эксплуатация даже сравнительно малого месторождения в данной зоне может быть рентабельной. Вместе с тем именно прибрежные зоны долго оставались белым пятном на картах
сейсмической изученности, препятствуя успешной увязке результатов морских и сухопутных съемок.
Прибрежные зоны — это объект, имеющий для геофизики самостоятельное значение,
поскольку здесь невозможно применение отработанных десятилетиями, уже традиционных
технологий проведения полевых работ на суше и в акваториях с большими глубинами.
28
Причина заключается в том, что прибрежные зоны (особенно океанические, с обширными территориями, подверженными приливно-отливным явлениям) — очень сложный
объект для сейсморазведки, включающий участки земной поверхности с различными сейсмогеологическими условиями: мелководье (глубина 2—15 м), предельное мелководье и транзитную зону (глубина 0—2 м), а также прилегающую сушу. В самых сложных случаях такие
участки могут случайным образом чередоваться в пределах площади исследований.
Предельное мелководье — как особый тип сейсмогеологических условий — характеризуется наличием «сверхтонкого» водного слоя, влиянием которого и обусловлены сложности
как в приеме, так и в возбуждении упругих волн при проведении сейсморазведочных работ.
Для России шельф имеет ключевое значение. Площадь шельфа РФ с глубинами до 20 м —
700 000 км2, в том числе предельное мелководье (0—5 м) — 130 000 км2.
Проведение данных работ требует привлечения большого количества плавсредств и специальной техники, а также специалистов, прошедших подготовку для работы в этих условиях.
Компания ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» занимается выполнением сейсморазведочных исследований в транзитных зонах более 15 лет. Большинство подобных работ были реализованы в Черном, Азовском и Каспийском морях. За это время были созданы различные
методологические аспекты и технические нововведения, позволяющие оптимизировать и
повысить производительность и качество подобных работ.
В последнее время актуальной задачей является освоение Арктического шельфа Российской Федерации. В связи с этим ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» приняла решение адаптировать аппаратурный комплекс и технический парк под выполнение работ именно в условиях Крайнего Севера.
В полевых сезонах 2012—2013 годов проводились работы МОГТ 3D в акватории Баренцева моря в объеме более 1400 км2. Учитывая особенности района работ коими являются
сложная ледовая обстановка и климатические трудности, первостепенное значение имеет
подготовка к выполнению работ, логистика и оптимальный выбор аппаратурного комплекса
и состава плавсредств.
Наличие судов-раскладчиков с вместительным кормовым отсеком сделало возможным
проведение установки специальных емкостей для хранения приемного устройства, модулей RAM, TAP, а также места для ремонта оборудования и зарядки батарей, что позволило
разместить на каждом из них по 32 км приемного устройства. Благодаря этому появилась
возможность производить раскладку протяженных в линейном направлении участков профиля длиной до 15 км.
Протяженные участки приемного устройства (ПУ), разложенные на дне и готовые к работе, позволяли с помощью коммутации производить отстрел большого количества пунктов
взрыва, то есть проводить непрерывный отстрел в течение 30 ч, что эквивалентно 11 км2 в
сутки.
Сбор приемного устройства осуществлялся судами-раскладчиками с помощью гидравлического подъемного устройства производства ГНЦ ФГУГП «Южморгеология». Данный
метод позволял поднимать ПУ с больших глубин (до 50 м) и задействовать меньшее количество персонала.
Значительное повышение объемов проводимых работ в прибрежных зонах позволяет
фирмам-подрядчикам модернизировать свое технологическое и аппаратурное оснащение.
Так, ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» успешно проектирет и создает специальные суда с малой осадкой для выполнения работ на предельном мелководье.
Так, в 2013 году в работах на Баренцевом море участвовал специально сконструированный и построенный по заказу ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» мелководный катамаран-отстрельщик, с помощью которого производилось возбуждение колебаний на глубинах менее
5 м. Благодаря наличию данного плавсредства удалось провести учащение линий взрыва в
зоне предельного мелководья для обеспечения более качественной стыковки морских и сухопутных профилей.
29
В настоящий момент на стадии строительства находится мелководный катамаран-раскладчик, который в будущем позволит производить раскладку приемного оборудования на
глубинах до 2 м. За счет своей автономности (более 90 суток) и возможности размещения на
своем борту большого количества приемного оборудования и персонала значительно ускорится проведение раскладки на участках как с большими глубинами, так и на предельном
мелководье.
Для проведения сейсморазведочных работ 3D ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» использует кабельную телеметрическую систему Aram Aries II (Канада). Система предназначена для
выполнения сейсмических 2D/3D работ и имеет модульное строение, то есть состоит из центральной регистрирующей станции (ЦРС) и комплекта независимых и взаимозаменяемых
полевых модулей RAM/TAP. К каждому модулю подключается один сейсмический кабель,
который содержит четыре двухкомпонентных или восемь однокомпонентных сейсмических
каналов. Информация с сейсмических каналов, усиленная и оцифрованная в полевых модулях, в цифровом виде передается по кабелю на ЦРС и там записывается на магнитный
носитель в требуемом формате. Основной режим работы системы — кабельная телеметрия в
реальном времени, когда информация передается на центральную станцию непосредственно после каждого взрыва.
Преимущества телеметрической системы Аram Aries II относительно аналогов на современном рынке: минимальное количество узлов системы, отсутствие лишних элементов
и простота существующих (сейсмический кабель подключается непосредственно к ЦРС;
большая надежность и простота ремонта в полевых условиях; отсутствие влияния электрических наводок на качество регистрируемого сигнала; затрата малого количества времени
для подготовки системы к работе (до 2 часов); большая автономность модулей (RAM, TAP),
одной зарядки аккумулятора хватает до 160 ч работы; цифровые данные с полевых модулей
по телеметрическому каналу связи передаются в реальном времени на ЦРС, что позволяет в
режиме реального времени проводить контроль качества сейсмического материала.
Одним из важнейших аспектов в развитии ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» является направление на повышение качества получаемых сейсмических материалов. Реализация данной концепции происходит за счет постоянного совершенствования аппаратурной и технической составляющей работ.
Так, оптимально подобранный регистровый флот и состав маломерных плавсредств для
конкретных условий района работ позволил проводить сейсмические работы в сложных
климатических условиях арктических морей, когда исполнитель поставлен в жесткие рамки
сроками проведения работ и климатическими условиями.
Технологическая и практическая часть сейсморазведочных работ в транзитных зонах, в
сравнении с наземной и морской сейсморазведкой, не изучена в полной мере. Вследствие этого
по итогам каждого полевого сезона имеется возможность проводить модернизацию различных аспектов технологии работ. Именно модернизация является залогом успеха проведения
работ в заданные сроки, с высоким качеством полученных сейсмических материалов.
30
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТРИБУТНОГО АНАЛИЗА
ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ВРС И УЛЬТРА-ВРС
ПРИ МОРСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ ПОД ПОСТАНОВКУ
БУРОВЫХ ПЛАТФОРМ
Е.А. Самсонов, О.С. Коротков
Кубанский государственный университет, геологический факультет
E-mail: samsonov_evgeny@mail.ru
Целью данной работы является сравнительная оценка эффективности двух модификаций инженерно-геофизических методов морской высокоразрешающей сейсморазведки
(ВРС), а также анализ возможности применения сейсмических атрибутов для интерпретации данных ВРС и ультра-ВРС, полученных на одном и том же профиле.
В работе [2] было показано, что необходимая эффективность анализа на основе атрибутов сейсмической записи возможна лишь при кардинальном расширении спектра частот
полезных отраженных волн, что может быть достигнуто при использовании методики высокоразрешающей сейсморазведки.
Рис. Фрагменты временных разрезов ОГТ,
полученных методом ВРС (а) и ультра-ВРС (б) в акватории Карского моря
31
Такой подход открывает новые возможности видения строения геологической среды:
технология применения атрибутов сейсмических волновых полей, например, в наземной
инженерной сейсморазведке МПВ позволяет решать задачи по локализации участков с нарушенными прочностными и деформационными свойствами горных пород верхней части
геологического разреза и других неоднородностей среды [1].
В работе приведены основные параметры методики для ВРС и ультра-ВРС.
Для количественных оценок были рассмотрены следующие группы атрибутов сейсмической записи по каждому из временных разрезов: амплитудные параметры записи; статистические характеристики сейсмической записи; спектральные характеристики сейсмической записи; многоканальные взаимно корреляционные оценки.
Выбор атрибутов выполнен в соответствии с известной работой С.Н. Птецова [2].
Выполненные расчеты показывают, что не все атрибуты являются информативными.
Многие из них требуют совершенствования методики анализа — например, такой атрибут,
как отношение энергии спектров в разных частотных диапазонах, с помощью которого можно
выявить наличие зон с аномально высоким поглощением и уточнить их положение в разрезе.
Рассматривая выполненную работу как первый этап исследований, можно отметить следующее:
1. В среде СКМ MathCAD 14 разработаны программы для расчета и визуализации полей
сейсмических атрибутов по временным разрезам МОВ ОГТ.
2. Выполнен расчет атрибутов сейсмических волновых полей по временным разрезам ВРС
и ультра-ВРС, полученным при инженерных изысканиях в акватории Карского моря (рис.).
3. После анализа полученных результатов намечены пути совершенствования методики
атрибутного анализа для решения задач инженерной геологии на основе применения высокоразрешающей сейсморазведки.
Список литературы
1. Крылаткова Н.А. Атрибуты сейсмических волновых полей и их использование при решении задач инженерной геологии. Автореферат кандидатской диссертации. Екатеринбург, 2008. 24 с.
2. Птецов С.Н. Анализ волновых полей для прогнозирования геологического разреза. М.: Недра, 1989. 135 с.
3. Самсонов Е.А. Сравнительная характеристика высокоразрешающей сейсморазведки (ВРС) и ультра-ВРС
при инженерных изысканиях на акваториях // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей. Материалы 39-й сессии Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского. Воронеж,
2012. С. 247—250.
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНЕЧНО-РАЗНОСТНОГО
ПОЛНОВОЛНОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОГРАММЕ TESSERAL
2D ДЛЯ АНАЛИЗА ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ
НАБЛЮДЕНИЙ ГСЗ НА АКВАТОРИЯХ
Т.М. Яварова
ОАО «Севморгео»
E-mail: yavarova-tm@yandex.ru
При совместной регистрации продольных (Р-) и поперечных (S-) волн существует проблема, связанная с отождествлением волн от границ в земной коре и отнесением их к тем
или иным типам волн – продольным, поперечным или обменным. Как известно, выделение
32
поперечных волн затруднено в связи с их меньшей динамической выраженностью и интерференцией с более интенсивными по амплитуде продольными и обменными волнами [1].
Для лучшего понимания природы образования продольных, поперечных и обменных волн
используется синтетическое моделирование, являющееся важным элементом технологии
многокомпонентных исследований [2, 3].
Региональные исследования глубинным сейсмическим зондированием (ГСЗ) в акваториях с применением в качестве регистраторов многокомпонентных автономных донных
сейсмических станций (АДСС) (X-, Y-, Z-компоненты геофона + гидрофон H) позволяют
получить информацию не только об упругих свойствах среды, но и через отношение Vp/Vs
перейти к плотностным характеристикам геологической среды и оценке вещественного состава [4, 5].
Специфика работ ГСЗ на акваториях (наличие водного слоя, возбуждение сейсмических колебаний на глубине 20—30 м в водном слое, обращенная система наблюдений) подразумевает, что все регистрируемые донной станцией волны непродольного типа являются
обменными [6]. Наличие резкой акустической границы жидкой и твердой сред (дна моря)
приводит к появлению интенсивных кратных волн от этой границы. Разнообразие регистрируемых волн создает сложную интерференционную картину на всех трех компонентах
сейсмической записи, требующую более тщательного дополнительного анализа.
Целью исследования является определение отличительных особенностей распространения продольных, поперечных и обменных волн в моделях земной коры разных типов с разными соотношениями мощностей и сейсмических скоростей на основе анализа волновых полей,
полученных в результате синтетического лучевого и конечно-разностного моделирования.
Рис. Фронты волн, распространяющихся в изотропной среде с одной границей раздела в моменты
времени: а) t = 2100 мс и б) t = 4100 мс.
33
Полноволновое конечно-разностное моделирование волновых полей ГСЗ в программе
Tesseral 2D проводится для изучения годографов и фронтов распространяющихся сейсмических волн разных типов и определения границ обмена в земной коре, а также позволяет
получить сейсмограммы вертикальных и горизонтальных компонент, наиболее приближенные к реальным зарегистрированным сейсмическим данным.
Синтетическое моделирование включает создание упругой модели среды для конкретного объекта исследования, расчет многокомпонентных синтетических сейсмограмм, их
анализ на предмет выделения продольных, поперечных и обменных волн.
В данной работе представлен начальный этап исследования ­– синтетическое конечноразностное моделирование в программе Tesseral 2D для более простых моделей среды. В целях
понимания механизма образования сейсмических волн разных типов (продольные, поперечные, обменные) и классов — преломленные (рефрагированные), отраженные, кратные, — зарегистрированных на сейсмических записях ГСЗ, выполнено синтетическое моделирование
для изотропной безграничной среды и изотропной среды с одной границей раздела.
Проанализированы полученные для этих моделей волновые поля, изучены фронты распространения продольных, поперечных и обменных волн (рис.). Выбраны оптимальные параметры моделирования синтетических сейсмограмм ГСЗ в программе Tesseral 2D. Выявлено влияние размера модельной ячейки, пиковой частоты источника, минимальной скорости
продольных волн на качество получаемой сейсмограммы и времяемкость вычислений волнового поля.
Список литературы
1. Пыжьянова Т.М., Крупнова Н.А., Пантелеева Л.А. Методика обработки многокомпонентных сейсмических
наблюдений ГСЗ на морских региональных профилях // Труды RAO/CIS OFFSHORE 2013: Санкт-Петербург,
2013. С. 514-519.
2. Маловичко А.А., Маловичко Д.А. Применение методов численного моделирования сейсмических волновых
полей для изучения разномасштабных проявлений техногенной сейсмичности // Современные математические
и геологические модели природной среды: Сборник научных трудов. Москва: ОИФЗ РАН, 2002. С. 120-138.
3. Kostyukevich, A.S., Starostenko, V.I., Stephenson, R.A., 2000. The full-wave images of the models of the deep lithosphere
structures constructed according to DSS and CDP data interpretation // Geophysical Journal. 2000. V. 22. № 4. P. 96–98.
4. Кашубин С.Н. Методика анализа физических свойств горных пород при региональных сейсмических исследованиях (на примере Тагильско-Магнитогорского прогиба) // Геофизические методы поисков и разведки
рудных и нерудных месторождений. Свердловск, 1984. С. 83-91.
5. Крылов С.В., Тен Е.Н. Оценка прочности кристаллических пород по данным глубинного сейсмического
зондирования на P- и S-волнах // Разведка и охрана недр. 2003. № 4. С. 7-11.
6. Кашубин С.Н., Сакулина Т.С., Павленкова Н.И., Лукашин Ю.П. Особенности волновых полей продольных и
поперечных волн при глубинных сейсмических исследованиях на акваториях // Технологии сейсморазведки.
2011. № 4. С. 88-102.
Многокомпонентные сейсмические исследования
на Арктическом шельфе на базе технологии Geospace
С.А. Нечхаев, В.А. Щедров, А.В. Зимовский
ОАО «МАГЭ»
E-mail: alexey@zimovsky.pro
Многокомпонентные 4С сейсмические исследования в шельфовой зоне Северного Ледовитого океана открывают новые возможности для региональных сейсморазведочных работ
в получении дополнительной информации о литологических и структурных свойствах оса-
34
дочного чехла с целью комплексного освещения недр и в результате, создания более достоверной геологической модели исследуемого региона. Сложные гидрологические и климатические условия Арктического шельфа способствуют выбору, передовой технологии донной
регистрации, обеспечивая постепенный переход к многоволновой сейсморазведке (МВС).
Список литературы
1. Колесов С.В., Кузин А.М., Зимовский А.В., Щедров В.А. Особенности результатов морских сейсмических работ
в Карском море.// Технологии сейсморазведки № 4 / 2010 г., стр. 77—85.
2. Нечхаев С.А., Иванов Г.И., Матвеев Ю.И., Верба М.Л., Рослов Ю.В. Исследование мелководной зоны стратегическое направление геологоразведочных работ на шельфе России // Освоение ресурсов нефти и газа российского шельфа: Арктика и Дальний Восток, ROODG, 12—13 апреля, 2006, Москва, ВНИИГАЗ, с. 23—29.
3. Транзитные зоны акваторий России / Верба М.Л., Герман Е.В., Григоренко Ю.Н. и др. СПб.: Недра, 2005.
140 с.
4. Stewart R.R., Gaiser J.£., Brown R.J., Lawton D.C, 2003, Converted-wave seismic exploration: Applications: Geophysics, 68.1, 40—57.
5. Thomson L. Converted-wave reflection seismology over inhomogeneous, anisotropic media: GEOPHYSICS,
VOL.64, NO.3 (MAY-JUNE 1999). P. 678—690.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ ДЛЯ
ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛОСТЕЙ НА ПРИМЕРЕ САБЛИНСКИХ ПЕЩЕР
Е.В. Бурдакова, О.Н. Мищенко
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: palvas@mail.ru
При поиске неоднородностей (пустот, зон трещиноватости) в верхней части разреза, отличающихся по плотности от вмещающих пород, авторами разработана методика поиска
пустот, основанная на изучении акустической эмиссии. Самой интересной для наших исследований является пещера Левобережная в п. Саблино Ленинградской области. Пещера
расположена недалеко от моста через реку Тосна, ее галереи протягиваются под лесопарк и
поселок более чем на 300 м, а общая длина ходов лабиринта превышает 5,5 км. В пещерах закартированы три подземных озера, глубина которых достигает в некоторых местах 3 м. Площадь озер составляет сотни квадратных метров. Стены пещер состоят из белого и красного
песчаника, а своды — из зеленого (в некоторых залах) глауконитового известняка. В 1924
году завершена добыча кварцевого песка, и после этого над пещерами стала трудиться сама
природа. Просочившиеся грунтовые воды образовали подземные реки и озера. На потолках
натекли каменные подобия сосулек — сталактиты, а вместо их напольных антиподов — сталагмитов появился уникальный пещерный жемчуг [1].
Пещера Левобережная как нельзя лучше подходит для отработки методики съемки и
проверки полученного результата, так как полученные на поверхности данные можно проверить, спустившись в пещеры.
Для картирования пустот с поверхности земли проводятся профильные с равномерным
шагом геофизические исследования методом акустической эмиссии. Масштаб поисков определяется предполагаемыми размерами искомых объектов. Аномалии, создаваемые искомыми
объектами, должны быть подсечены минимум двумя маршрутами. При этом расстояние между точками выбирается так, чтобы надежность обнаружения аномалий, созданных объектами
поиска, составляла 99,5%. Исходя из этих соображений, аномалия (по соотношению энергии
35
Рис. Карта энергии акустической эмиссии, вычисленная в интервале частот: А — 55—75 Гц, которые
связаны с пустотами 2—3 м; В — 110—125 Гц, которые связаны с пустотами 1—1,3 м; С — 2—5 Гц, которые
связаны с пустотами длиной до 50 м.
аномалии к энергии помехи, равному единице) может быть выделена по 27 точкам на профиле.
Если отношение энергии аномалии к энергии помехи равно двум, то с той же надежностью
аномалию можно выделить по семи точкам. При этом считается, что помеха по профилю не
коррелируется. Надежность может быть снижена до 95% [2].
На поверхности земли выполняются профильные измерения акустической эмиссии. Нами было пройдено четыре профиля, время регистрации на каждой точке профиля составило
30 сек. Выбранное время позволяет надежно оценивать спектры, осреднять их и находить
наиболее типичный в измерениях на конкретной точке.
В результате проведенных исследований в спектрах акустической эмиссии были выделены характерные частоты, вычислены энергии в этих интервалах частот и построены карты
распределения энергии акустической эмиссии.
Анализ карт показывает, что по энергиям акустической эмиссии, вычисленным в интервале частот 55—75 Гц, можно выделить залы размером до 3 м в диаметре, по энергии акустической эмиссии, вычисленной в интервале частот 110—125 Гц, можно выделить залы пещеры размером до 1,3 м в диаметре. По энергии, вычисленной в частотном интервале 2—5 Гц,
можно выделить коридоры пещеры длиной до 50 м. Если эти карты наложить друг на друга,
то зоны, выделенные красной рамкой, перекрываются — это связано с тем, что пещера Левобережная имеет очень сложную систему залов и коридоров, каждый из этих залов имеет не
совсем правильную геометрическую форму, и размеры одного зала могут сильно отличаться — от 1 до 5 м в диаметре.
Как показали результаты исследований на реальном геологическом объекте, методика
обнаружения пустот методом акустической эмиссии надежно позволяет выделить четкие
границы искомого объекта.
Список литературы
1. Натальин Н.А. Саблино — природная жемчужина окрестностей Санкт-Петербурга // http://www.sablino.
net/science/natalin3.php
2. Бурдакова Е.В. Способ обнаружения пустот в верхней части разреза земной коры. Патент № 2501041, дата
приоритета 15.10.2010.
36
Особенности строения миоценовой толщи
на континентальном склоне поднятия Де-Лонга
Ю.Б. Барабанова, Т.А. Кириллова
ОАО «МАГЭ»
В 2011—2013 годах ОАО «МАГЭ» провело площадные комплексные геофизические исследования континентальной окраины поднятия Де-Лонга и присибирского сегмента хребта Ломоносова. Впервые за все время изучения Северного Ледовитого океана на площади
континентального склона в 52 200 км2 были выполнены площадные комплексные геофизические исследования. В сложных ледовых условиях за два года НИС «Геолог Дмитрий Наливкин» отработал 19 профилей общим объемом 3600 пог. км. Полигоны сети наблюдений
варьируются по площади от 114×20 до 40×20 км.
Обработка сейсморазведочных материалов выполнена А.И. Васильевым в мурманском
вычислительным центре ОАО «МАГЭ». На базе комплекса PROMAX-5000.0.2.3, установленного на LINUX-кластере, построенном на пяти серверах Arbyte Alkazar с объемом дисковой
памяти 24 Тб и операционной системой CentOS 5,6, было обработано 3600 пог. км профилей
МОВ ОГТ 2D.
Интерпретация сейсморазведочных материалов выполнена авторами в 2013 году на базе
комплекса KINGDOM-Software 8.3. В разрезе консолидированной коры выявлены фрагменты границы Мохоровичича, выделен кристаллический фундамент, промежуточный структурный этаж и бассейновый осадочный чехол (ОЧ) (рис.).
В пределах континентального склона поднятия Де-Лонга в ОЧ были выделены сейсмические горизонты, которые разделяют волновое поле на резко отличающиеся друг от друга сейсмостратиграфические комплексы. Кровлю акустического фундамента маркирует ограждающий горизонт (ОГ) с индексом А, приуроченный к апт-альбской эрозионной поверхности.
Кайнозойскую часть разреза (KZ) на Лаптевоморском шельфе контролируют горизонты с индексом LS (Laptev Sea), а в Восточно-Сибирском море — их аналоги с индексом ESS
(East-Siberian Sea). На временных разрезах выделены региональные поверхности несогласия,
расчленяющие осадочный чехол на сейсмостратиграфические комплексы — ОГ А, ESS1,
ESS2base, ESS2, ESS3base, ESS3, ESS4, ESS5, ESS6, дно моря. Внутреннюю структуру сейсмических комплексов формируют серии локальных аномально наклонных горизонтов.
Рис. Глубинная модель строения поднятия Де-Лонга в разрезе профиля DL1213
37
Стратификация опорных региональных поверхностей несогласий выполнена на основе
реконструкции истории развития региона с учетом эвстатических колебаний уровня моря,
перерывов в осадконакоплении, установленных в обнажениях, и данных бурения в береговом обрамлении Восточно-Сибирской платформы, на островах Новосибирского архипелага, а также данных, полученных в рамках программы океанического бурения (ACEX 2004)
приполюсной части хребта Ломоносова.
На базе интерпретационных комплексов INPRES-5 и KINGDOM в ходе исследований
континентальной окраины поднятия Де-Лонга и присибирского сегмента хребта Ломоносова было интерпретировано 3600 пог. км отчетных профилей, 820 пог. км регионального
профиля А7.
В изученной части Восточно-Сибирского шельфа по основным поверхностям несогласий в миоцене составлены структурные карты и карты средних скоростей.
С целью уточнения особенностей геологического строения и перспектив нефтегазоносности для исследуемой части шельфа Восточно-Сибирского моря составлены карты мощности миоценовых комплексов, а также зоны и объекты возможного накопления углеводородов в миоценовой толще ОЧ.
Особенности строения миоценовой толщи в Северном Ледовитом океане определяют в
основном следующие геологические события: значительное падение уровня моря и перерывы в осадконакоплении (18—36 млн лет назад), связанные, в частности, с изменениями палеогеографических условий осадконакопления и похолоданием.
В данной работе мы попытались выявить закономерности проявления этих факторов
в волновых полях разрезов МОВ ОГТ 2D, полученных ОАО «МАГЭ» на континентальном
склоне поднятия Де-Лонга в 2011—2012 годах.
Список литературы
1. Казанин Г.С., Заяц И.В., Павлов С.П., Шкарубо С.И., Макаров Е.С., Кацанюк В.А., Журавлев В.А., Васильев А.И., Кузнецов А.В., Кириллова-Покровская Т.А., Кадыш Т.И., Дьяченко А.Б. Комплексные геофизические исследования ОАО
«МАГЭ» на хребте Ломоносова. Материалы конференции «ЕАГО». Сочи, 2010.
2. Кириллова-Покровская Т.А., Моули B. Модель строения Лаптевоморского бассейна (по сопоставлению сейсмических и скважинных данных на суше и морской сейсморазведки). Материалы научно-практической конференции, посвященной 40-летию ОАО «МАГЭ», «Современные геолого-геофизические исследования на Российском шельфе». Мурманск, 2012.
3. Kos’ko1 M. and Korago E.. Review of geology of the New Siberian Islands between the Laptev and the East Siberian
Seas, North East Russia, Stephan Mueller Spec. Publ. Ser., 4, 45–64, 2009.
4. Jokat W. The sedimentary structure of the Lomonosov Ridge between 88° N and 80° N. Geophysical Journal Int.,
2005, v. 163, p. 698—726.
Результаты морских геофизических исследований
в восточной части Финского залива
Л.М. Буданов , Ю.П. Кропачев , И.А. Неевин, А.Ю. Сергеев
ФГУП «ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского»
E-mail: Leonid_Budanov@vsegei.ru
Для актуальной оценки общих тенденций развития прибрежно-шельфовой зоны восточной части Финского залива, оценки характера и интенсивности проявлений природных и
антропогенных процессов отделом Региональной геоэкологии и морской геологии ВСЕГЕИ
38
выполняются исследования и мониторинг состояния геологической среды [1]. В 2012—2013
годах акцент был сделан на максимально детальных морских геолого-геофизических исследованиях с применением полного комплекса современных методов: многолучевого эхолотирования, бэкскаттера, гидролокации бокового обзора (ГЛБО), непрерывного сейсмоакустического профилирования (НСП), пробоотбора, подводной видео- и фотосъемки высокого
разрешения. В соответствии с выполненным ранее ранжированием потенциально опасных
геологических процессов, проявляющихся в береговой зоне и на прилегающих к ней участках дна Финского залива, полевые работы были сосредоточены на семи ключевых участках:
северной береговой зоне Курортного района, южной береговой зоне в районе пос. Лебяжье —
Большая Ижора, Копорском заливе, Выборгском заливе, северной береговой зоне между
мысами Флотский и Песчаный, Невской губе и Кургальском рифе (Лужская губа). Геофизические работы, проводимые непосредственно силами отдела, включают методы НСП и
ГЛБО, сопровождаемые эхолотированием.
Гидролокация бокового обзора — геофизический метод, позволяющий получать объективную и достоверную площадную информацию о рельефе морского дна и вещественном
(гранулометрическом) составе донных осадков [3]. Достоинство метода заключается также
в возможности получения данных в удобном для дешифрирования и геологической интерпретации формате. ГЛБО позволяет получать площадную информацию о поверхностных
образованиях морского дна, отдельных природных и техногенных объектах, при повторных
съемках — изучить морфологию, динамику и закономерности лито- и морфодинамических
процессов и интенсивность техногенного воздействия на дно [2].
Непрерывное сейсмоакустическое профилирование — геофизический метод, основанный на явлении отражения сейсмических волн от границ с изменяющейся акустической
жесткостью [4]. Съемка проводится с одной парой «источник — группа приемников» (метод
центрального луча). Наличие водного слоя позволяет производить запись, буксируя уста-
Рис. Карта-схема опасных геологических процессов на ключевом участке Северная береговая зона
Финского залива в пределах Курортного района Санкт-Петербурга
39
новку, и оперативно получать сейсмические (временные) профили большой протяженности
с высокой разрешающей способностью, наглядно отображающие структуру залегания донных отложений.
Заверка данных геофизических исследований проводится в помощью донного пробоотбора (с последующим комплексом лабораторных геологических и геохимических исследований), а также подводной видео- и фотосъемки.
Использование данных, полученных комплексом перечисленных методов, позволяет
выявить и картировать важные особенности геологического строения, рельефа дна, лито- и
морфодинамики субаквальной части береговой зоны: техногенные аномалии донного рельефа (участки подводных свалок грунта, зоны дноуглубления), зоны развития покмарков,
зоны подводного размыва вдольбереговых песчаных террас, эрозионные ложбины стока, зоны динамичных песков, участки интенсивных придонных течений, мощности отложений
различного возраста и происхождения (рис).
Список литературы
1. А.В. Амантов, А.Г. Григорьев, В.А. Жамойда, Ю.П. Кропачев, И.А. Неевин, Е.Н. Нестерова, Н.Б. Малышева, С.Ф. Мануйлов, Д.В. Рябчук, А.Ю. Сергеев, М.А. Спиридонов, В.А. Шахвердов (ФГУП «ВСЕГЕИ»), О.Ю. Корнеев, А.Е. Рыбалко, Н.К. Фёдорова (ФГУНПП «Севморгео») Информационный бюллетень о состоянии геологической среды
прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей в 2011 г. СПб.: Картографическая фабрика
ВСЕГЕИ, 2012. 80 с.
2. В.А. Волохин, Ю.Н. Губанво, М.Н. Ибрае, М.Г. Нечаев, Д.Ф. Такки Методические рекомендации по использованию гидролокатора бокового обзора при геологических исследованиях на шельфе. Геленджик: ПО «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ», 1985. 52 с.
3. Ю.П. Кропачев, П.Е. Москаленко, А.Е. Рыбалко, М.А. Спиридонов. Обработка и интерпретация материалов локации бокового обзора для определения вещественного состава поверхностных образований шельфа. Л.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 1989. 46 с.
4. Гайнанов В.Г. Сейсморазведка. Учебное пособие. М.: МГУ, 2006. 148 с.
40
Геология
и геохимия углеводородов
ПРОГНОЗ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВОСТОЧНО-АРКТИЧЕСКИХ
МОРЕЙ РОССИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НЕФТЕГЕОЛОГИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ
Е.И. Грохотов
ФГУП «ВНИГРИ»
Арктический шельф России является крупным резервом углеводородов для удовлетворения нужд топливно-энергетического комплекса страны. Восточно-арктические моря в
связи с этим представляют значительный интерес с точки зрения потенциальной нефтегазоносности на обозримую перспективу, особенно учитывая значительные открытия в американском секторе Чукотского моря.
Целью данной работы является изучение осадочных бассейнов Восточно-Арктического шельфа с позиции концепции о континентальных окраинах и научного обоснования
перспектив их нефтегазоносности по результатам нефтегеологического моделирования углеводородных систем для разработки приоритетных направлений и выявления первоочередных объектов поисково-разведочных работ. Объектом исследования является ВосточноАрктический шельф России, включающий акватории Восточно-Сибирского и Чукотского
морей, которые образуют три крупных бассейна осадконакопления: Восточно-Сибирский,
Северо-Чукотский и Южно-Чукотский. Для достижения указанной цели в процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи: анализ геологического строения шельфа восточно-арктических морей России на базе современных методов обработки и
комплексной интерпретации данных сейсморазведки (российский сектор) и бурения (американский сектор); выделение основных показателей, уточнение методики моделирования
углеводородных систем; изучение материнских свит и природных резервуаров изучаемого
региона; прогноз нефтегазоносности на основе нефтегеологического моделирования углеводородных систем.
В работе использованы проинтерпретированные сейсмические данные в объеме более
10 тыс. пог. км, данные по геологии обрамляющей суши и островов, материалы бурения пяти
скважин в американском секторе Чукотского моря, отчеты научно-исследовательских институтов, нефтяных компаний и организаций, результаты собственных исследований автора, а
также многочисленные публикации российских и зарубежных авторов по данной тематике.
В пределах шельфа Восточно-Сибирского моря выполнены структурные построения по
четырем отражающим горизонтам, в пределах шельфа Чукотского моря — по пяти. На основе
41
Рис. Углеводородные системы высокоперспективных районов восточно-арктических морей:
1 — пески; 2 — глины; 3 — алевролиты; 4 — песчаники; 5 — аргиллиты, глинистые сланцы; 6 — конгломераты;
7 — крупнообломочные породы; 8 — известняки; 9 — доломиты; 10 — галогенные породы; 11 — прослои и линзы
углей; 12 — кремнистые породы; 13 — эффузивы основные (базальты, долериты); 14 — отсутствие отложений на
сводах поднятий (зоны размыва); 15 — кристаллические породы.
сейсмостратиграфического анализа в осадочном чехле Северо-Чукотского бассейна выделены четыре сейсмокомплекса, соответствующие единицам Аляскинской шкалы: верхнеэлсмирский, рифтовый, нижнебрукский и верхнебрукский. Разрезы осадочного чехла Восточно-Сибирского и Южно-Чукотского бассейнов сложены нижнебрукским и верхнебрукским
комплексами [1]. Анализ распространения осадочного чехла позволил определить закономерности распространения сейсмокомплексов, установить их взаимоотношения и распределение мощности. Стратиграфическое обоснование возраста выделенных сейсмокомплексов
выполнено на основе данных глубокого бурения по пяти скважинам в американском секторе Чукотского моря. Структурная модель и вписанная в нее модель разломов построены с
использованием ПК RMS компании Roxar.
Следующий этап работы заключался в моделировании углеводородных систем в пределах бассейна в ПК Temis [2]. В результате бассейнового моделирования получены количественные данные процесса нефтегазогенерации. В комплексе со структурно-тектоническим анализом намечены крупные потенциально нефтегазоносные структуры. Поисковыми
объектами, как и для большинства бассейнов пассивных континентальных окраин, могут
являться стратиграфические, тектонические и литологические ловушки, антиклинальные
складки присутствуют в небольшом количестве.
Изложенные материалы позволяют заключить, что на современной стадии изучения
нефтегазоносности акваторий Восточной Арктики, ввиду небольшого количества исследований и отсутствия глубокого бурения, возможны лишь самые общие подходы к выделе-
42
нию и анализу распространения углеводородных систем (рис.). Вместе с тем они являются
в прогнозно-поисковом комплексе одним из основных региональных элементов прогноза,
в том числе и крупнейших морских месторождений разного фазового состава. В пределах
восточной части Арктического шельфа России развиты мезозойские и кайнозойские газонефтяные, нефтяные, газоконденсатные и газовые углеводородные системы, отражающие
сложную историю развития осадочных бассейнов и становления современной Евразийской
континентальной окраины [3].
В результате проведенных исследований даны рекомендации и обоснование приоритетных направлений проведения поисково-разведочных работ на выделенных объектах Восточно-Арктического шельфа России. Моделирование углеводородных систем на отчетной
территории позволяет дифференцировать зоны нефтегазонакопления по очередности их
ввода в освоение. Сформулированы первоочередные вопросы, требующие скорейшего решения, для уменьшения рисков и неопределенностей при дальнейшем изучении рассматриваемой территории [4].
Список литературы
1. Грецкая Е.В., Савицкий А.В. Эволюция очага и углеводородный потенциал элсмирской нефтяной системы
Северо-Чукотского бассейна. – В кн.: Зоны концентрации углеводородов в нефтегазоносных бассейнах суши и
акваторий. СПб., изд-во ВНИГРИ, 2010, с. 12—18.
2. Яшин Д.С., Ким Б.И. Геохимические признаки нефтегазоносности Восточно-Арктического шельфа России. – «Геология нефти и газа». 2007, № 4, с. 25—29.
3. Грохотов Е.И., Соболев В.С. Обзор углеводородных систем и прогноз нефтегазоносности в восточной части
Арктического шельфа России // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2011. - Т.6. - №4. - http://www.ngtp.
ru/rub/6/45_2011.pdf.
4. Grokhotov E. Petroleum Potential of the Eastern Arctic Continental Margin// AAPG Search and Discovery Article
#90177©3P Arctic, Polar Petroleum Potential Conference & Exhibition, Stavanger, Norway, October 15-18, 2013.
Оценка генерационного потенциала палеогеновых
отложений Хатырского шельфа Берингова моря
М.С. Ересько
ОАО «Союзморгео»
E-mail: eresko92@gmail.com
В последнее время возрос интерес к дальневосточным морям, которые рассматриваются
в качестве стратегических объектов для наращивания ресурсной базы углеводородного сырья на Дальнем Востоке. Между тем акватории морей, в частности Берингова моря, остаются
слабоизученными. По некоторым оценкам разведанность ресурсов углеводородов Берингова моря не превышает 3% [4].
Хатырский осадочный бассейн расположен в пределах западного шельфа Берингова
моря и, частично, сопредельной суши, где его нефтегазоносность подтверждена бурением.
Признаки нефтегазоносности осадочного разреза зафиксированы в отложениях от палеозоя
до верхнего миоцена. Известно, что до 30 % геологических рисков при разведочных работах
на слабоизученных территориях составляют риски, связанные с наличием нефтегазоматеринских пород.
Анализ публикаций показал, что в качестве потенциально нефтегазоматеринской толщи
(НГМТ) рассматривают ионайскую свиту верхнеэоцен-олигоценовых отложений палеогена.
43
Наиболее эффективно определить генерационный потенциал ионайской свиты палеогеновых отложений позволил метод численного бассейнового моделирования, примененный для
территории Хатырского осадочного бассейна.
В рамках настоящей работы была определена область распространения потенциально
нефтегазоматеринской толщи по результатам палеогеографических реконструкций на период палеогена, литолого-фациального анализа и обобщений данных бурения и изучения
обнажений. Были установлены условия, влияющие на преобразование органического вещества в НГМТ, для модели (тепловой поток, температура на поверхности дна и палеоглубины). Для определения, обладает ли данная толща необходимой зрелостью для генерации углеводородов, была рассчитана предварительная модель без учета миграции УВ и определен
генерационный потенциал ионайской свиты.
В разных литературных источниках содержание Сорг. в породах ионайской свиты колеблется от 0.6 до 1.32%, в среднем составляет 0.82%, кероген III типа. Водородный индекс колеблется от 280 до 816 мг УВ/г Сорг. [1].
В модель была заложена мощность НГМТ 20 м. На основании палеогеографических реконструкций, выполненных ранее [2], прогнозируется увеличение содержания Сорг. до 1.5%
в отложениях глубоководной части акватории. Водородный индекс, заложенный в модель,
составляет 300 мг УВ/г Сорг.. По результатам моделирования геометрии бассейна была определена глубина залегания нефтегазоматеринской толщи: от 0.5 до 4.5 км. Максимальная глубина залегания наблюдается в прогибе Русакова.
Анализ зрелости потенциальной НГМТ показал, что толща достигла уровня «нефтяного
окна» только в пределах прогиба Русакова и южной части Ленинградского прогиба, то есть в
наиболее погруженных ее частях. Степень катагенеза — от МК1 до МК3.
Области распространения зрелых отложений могут рассматриваться в качестве очагов
генерации углеводородов. Генерация и эмиграция углеводородов из НГМТ начались 16 млн
лет назад. Степень истощенности керогена достигает 95% в наиболее погруженных участках.
Генерационный потенциал составляет немногим более 0.05 млн т/км2.
Известно, что в континентальной части изучаемого региона установлены признаки нефтегазоносности, в том числе и промышленные. Это, безусловно, говорит о наличии генерационно-аккумуляционных углеводородных систем. Палеогеновая НГМТ достигла стадии
катагенеза, соответствующей уровню «нефтяного окна». Однако, по результатам моделирования, ее генерационный потенциал достаточно низкий. Следовательно, необходимо провести подобные исследования для нижележащих отложений мел-палеогена. По результатам
Рис. Генерационный потенциал НГМТ в палеогеновых отложениях
44
палеогеографических реконструкций, в позднем мелу в Хатырском бассейне преобладали
морские условия осадконакопления, что могло способствовать образованию нефтегазоматеринских отложений [3]. Установленные признаки нефтегазоносности не противоречат этому
утверждению, они расположены в пределах мелового бассейна.
Таким образом, необходимо уточнить генерационные свойства мезозойской части разреза.
Список литературы
1. Щербань О.В. Геохимия органического вещества, нефтей и газов кайнозойских отложений Анадырского,
Хатырского и Ямско-Тауйского осадочных бассейнов (в связи с оценкой условий нефтегазообразования) – дисс.
на соискание степени к. геол.-мин. н. Магадан, 1985. 241 с.
2. Сенин Б.В., Ересько М.С. Палеогеография палеогена Анадырского и Хатырского осадочных бассейнов. Сб.
тезисов конфер. «ХХ Губкинские чтения. Фундаментальный базис инновационных технологий поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа и приоритеные направления развития ресурсной базы ТЭК
России». – М., 2013, С. 99-100.
3. Атлас палеогеографических карт: Шельфы Евразии в мезозое и кайнозое. – Под ред. М.И. Алексеева. :Llandudno.: Robertson Group и ГИН РАН, 1992.
4. Добыча нефти и газа на шельфе России и стран СНГ. Том 3. Дальневосточные моря. RPI, 2013, март, с. 40-43.
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АПТ-АЛЬБСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
ПО ДАННЫМ БУРЕНИЯ И СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
НА МАЛЫГИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
Н.В. Санькова, А.В. Романов
ООО «Газпром геологоразведка»
E-mail: gaz-ell4@rambler.ru
Малыгинское газоконденсатное месторождение расположено на севере полуострова
Ямал и входит в границы Арктической зоны РФ. Объектом исследования являются отложения яронгской и танопчинской свит, относящиеся к альбскому и аптскому ярусам нижнего
мела.
Согласно атласу литолого-палеогеографических карт мелового периода Западно-Сибирской равнины [1], формирование пластов нижней части танопчинской свиты происходило в
условиях мелководного шельфа, верхней части — в условиях прибрежной равнины, временами заливавшейся морем. А отложения яронгской свиты накапливались в условиях прибрежной зоны и мелководного шельфа внутреннего моря.
В связи с ограниченным объемом отбора керна в интервале пластов танопчинской и
яронгской свит на Малыгинском месторождении выявление фациальных особенностей
изучаемых отложений осуществлялось по данным геофизических исследований скважин
(ГИС), по результатам анализа карт общих и эффективных толщин, а также карт классификаций сейсмофаций и седиментационных срезов куба когерентности.
По результатам выполненных палеотектонического и фациального анализов установлено, что в период формирования нижней части танопчинской свиты рассматриваемая часть
территории Ямала наклонялась в юго-западном направлении в сторону Байдарацкой губы
Карского моря. Накопление осадков в это время происходило преимущественно в прибрежно-морских условиях и в обстановках мелководной части шельфа. Формирование пород
поднейтинской части танопчинской свиты (пласты ТП18-ТП26) началось в период отступле-
45
ния моря после региональной морской трансгрессии, которая завершила этап формирования ахской свиты накоплением арктической пачки глин. Далее вверх по разрезу отмечается
переслаивание отложений, образовавшихся в периоды регрессий и трансгрессий моря. Завершается формирование пород нижней части танопчинской свиты накоплением в условиях
морской трансгрессии глин нейтинской пачки, ядро которой (самая низкоомная ее часть)
уверенно выделяется по характерной форме диаграмм индукционного каротажа. В состав
нейтинской пачки входят невыдержанные песчаные пласты ТП16-ТП17, залегающие под ее
ядром, и ТП151 — над ним.
Наднейтинская часть танопчинской свиты подразделяется на две группы пластов, различных по условиям образования: ТП3-ТП15 (континентальные условия) и ТП1-ТП2 (прибрежно-морские условия). В интервале пластов ТП3-ТП15 по ГИС диагностированы фации
аллювиальной равнины: фации русловых отложений, фации внешней (песчаной) и внутренней (глинистой) частей речных пойм. Анализ суммарных эффективных толщин пластов
ТП3-ТП15 позволил выявить русловые каналы рек, ориентированные с юго-запада на северовосток (в сторону Обской губы). Такое направление рек согласуется с тем, что на последующем этапе формирования прибрежно-морских отложений пластов ТП1-ТП2 и ХМ повышение общих толщин происходит именно в сторону Обской губы. В интервале пластов ТП1-ТП2
по данным ГИС диагностированы преимущественно отложения барового комплекса.
В пластах группы ХМ нами выявлены фации дельтового комплекса (надводной дельтовой равнины и авандельты). Анализ карты эффективных толщин группы пластов ХМ позволяет сделать вывод, что депоцентры толщин дельтового комплекса приурочены к северо-восточному району месторождения. Завершается разрез яронгской свиты накоплением
глинистой толщи в период морской трансгрессии.
Установлено, что наибольшие эффективные толщины и коллекторы с улучшенными
свойствами приурочены к отложениям русловых фаций (пласты ТП3-ТП15), а также к отложениям фаций дельтовых каналов и фаций русловых отмелей рек, формирующих дельту
(пласты группы ХМ).
Выявленные фациальные особенности отложений яронгской и танопчинской свит подтверждаются и данными 3D-сейсморазведки. По сейсморазведочным данным авторами в
интервалах различных пластов были построены карты классификаций сейсмофаций. На
них, а также на седиментационных срезах куба когерентности выявлены основные палеорусла, которые соответствуют фациям, диагностированным по данным ГИС в скважинах.
Выявленные направления палеорусел применялись для построения карт эффективных толщин, которые могут быть использованы на этапе подсчета запасов.
Полученные результаты были также использованы для решения задач геологоразведки и
разработки, а именно: обоснованы места заложения разведочных (целевой интервал — пласты группы ТП3-ТП15) и первоочередных эксплуатационных скважин (целевой интервал —
пласты группы ХМ).
Следует отметить, что залежи, приуроченные к отложениям танопчинской свиты, недоразведаны: запасы газа и конденсата категории С1 составляют всего около 50%. В связи с
этим в работе даны рекомендации по размещению новых разведочных скважин. Поскольку верхняя часть танопчинской свиты формировалась в континентальных условиях, то для
нее характерно неравномерное чередование песчано-алевритовых и глинистых прослоев, не
выдержанных по площади и по разрезу, с различными литологическими переходами и фациальными вариациями, в связи с чем риск вскрытия заглинизированной части разреза при
бурении новых скважин очень велик. Бурение новых скважин необходимо осуществлять в
границах зон развития русловых фаций.
В отличие от танопчинской свиты, залежи, приуроченные к отложениям яронгской свиты, хорошо разведаны. Запасы газа категории С1 превышают 80%. В связи с этим пласты этой
свиты рассмотрены нами с позиций фациального анализа для целей размещения первоочередных эксплуатационных скважин. Наиболее перспективным в этом отношении являет-
46
ся пласт ХМ2, в интервале которого диагностированы фации дельтовых каналов и фации
русловых отмелей рек, формирующих дельту. К этим фациям приурочены коллекторы с наилучшими свойствами.
Заключение
1. Данные ГИС позволили выявить зоны преимущественного развития русловых фаций
танопчинской свиты и дельтовые комплексы яронгской свиты.
2. По результатам фациального анализа решены следующие задачи: построены карты
эффективных толщин пластов группы ТП с использованием выявленных направлений палеорусел; обоснованы места заложения разведочных скважин согласно выявленному положению крупных палеорек на Малыгинском месторождении; рекомендован первоочередной
участок для эксплуатационного бурения на пласты группы ХМ.
Список литературы
1. Атлас литолого-палеогеографических карт юрского и мелового периодов Западно-Сибирской равнины в
масштабе 1:5 000 000 / Под ред. И.И. Нестерова. Тюмень, 1976. 24 л.
О выборе эталонных участков для метода
сравнительных геологических аналогий
в количественной оценке ресурсов нефти, газа
и конденсата юрского комплекса центральной части
Восточно-Баренцевского мегапрогиба
М.А. Ткаченко
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mai: maximtkachenko1@gmail.com
Количественная оценка ресурсов нефти, газа и конденсата является одним из важнейших и ответственных этапов геологических исследований, опирающихся на максимально
полный банк геологических данных об изучаемом регионе, а следовательно, и одним из основных инструментов обоснования перспектив нефтегазоносности региона. Научно обоснованное решение этой проблемы создает предпосылки для разработки долгосрочной стратегии воспроизводства минерально-сырьевой базы и лицензирования нефтегазоносных
территорий и акваторий, а также обоснования выбора работ в наиболее перспективных и
экономически привлекательных для промышленного освоения регионах.
Существует несколько принципов решения задач количественного прогноза нефтегазоносности. В соответствии с «Методическим руководством по количественной и экономической оценке ресурсов нефти, газа и конденсата России» [2], при сегодняшнем уровне геолого-геофизической изученности акватории Баренцевоморского шельфа решалась задача
типа «А» — прогноз на основе установления зависимостей между концентрацией ресурсов
и геологическими, геофизическими и геохимическими показателями. Задачи такого типа
решаются с использованием принципа геологических аналогий, предполагающих определение количественных мер сходства между эталонными и расчетными участками.
На подсчетном плане юрского комплекса центральной части Восточно-Баренцевского
мегапрогиба выделены два эталонных участка: Ледовый и Лудловский, а также 17 расчетных
участков.
47
Для установления границ эталонных участков была детально изучена эволюция формирования Штокмановско-Лунинского порога. В контексте изучения углеводородного потенциала Баренцева моря некоторые ученые рассматривают Штокмановско-Лунинский порог
как одну целую структуру с тремя месторождениями, присваивая ему высшую степень перспективности, не вдаваясь в детали. На самом же деле это очень сложный объект, рассмотрение которого требует более тщательного подхода.
Штокмановско-Лунинский порог является крупной поперечной структурой в составе
мегапрогиба, разделяющей Южно- и Северо-Баренцевскую синеклизы. Наиболее отчетливо порог выражен по юрско-меловым отложениям. В составе порога выделяются седловины
Штокмановско-Ледовая, Лудловская и Лунинская. Они разделены между собой Северо-Штокмановской и Южно-Лунинской депрессиями. По кровле юрских отложений превышение
седловин над впадинами составляет более 500 м. К седловинам приурочены месторождения
углеводородов: газовое — Лудловское, газоконденсатные — Штокмановское и Ледовое. Уже
из этой краткой структурной характеристики видно, что Лудловская структура, находясь на
Штокмановско-Лунинском пороге, так же как и Штокмановская с Ледовой, принадлежит
другому структурному элементу — Лудловской седловине, что говорит о различных сценариях эволюции как самих структур, так и месторождений, приуроченных к ним.
Для наиболее полного понимания эволюции тектонических элементов центральной
части Восточно-Баренцевского мегапрогиба были проанализированы палеоструктурные
поверхности для верхнетриасового, нижне-, средне- и верхнеюрского времени.
Штокмановско-Ледовая седловина на сегодняшний день представляет собой перемычку
между сводом Федынского и Адмиралтейским валом. Эта субширотная структура имела
место уже в позднем триасе и представляла собой восточный отрог свода Федынского, но
соединяться с Адмиралтейским валом стала лишь в раннеюрское время. При этом Штокмановская структура, по всей видимости, зарождалась вместе с отрогом, так как в позднем триасе
отчетливо видна изометричная положительная структура на месте современной Штокмановской. Ледовая структура стала выделяться лишь в ранней юре. До этого она представляла
лишь восточное крыло формировавшейся Штокмановской структуры.
Лудловская седловина отделена от Штокмановско-Ледовой Северо-Штокмановской депрессией. По аналогии со Штокмановско-Ледовой седловиной, Лудловская на сегодняшний
день также представляет собой субширотную перемычку, за тем лишь исключением, что соединяет она поднятие Центральной банки, в частности Ферсмановскую террасу, с южной
оконечностью мегавала Адмиралтейства. Эта перемычка, так же как и Штокмановско-Ледовая, начала формироваться в триасовое время и в позднем триасе представляла собой два
крупных отрога, погружающихся навстречу друг другу. С запада это был отрог Ферсмановской террасы, осложненной двумя структурами: Ферсмановской и Медвежьей. С востока это
был отрог Адмиралтейского мегавала, в наиболее приподнятой части которого и располагается Лудловское месторождение, приуроченное к одноименной Лудловской структуре. В ходе дальнейшей эволюции, а именно в ранне- и среднеюрское время, Лудловская структура
развивалась как депрессия.
Дальнейшая тектоническая эволюция, как Штокмановско-Ледовой седловины, так
и Лудловской, практически ничем не отличалась, они не были конседиментационными
структурами и поэтому нивелировались накапливающимся осадочным материалом, так что
к концу поздней юры Восточно-Баренцевский мегапрогиб представлял собой практически
ровную поверхность.
Анализ приведенных материалов позволяет констатировать тот факт, что Ледовый эталонный участок, находясь в пределах Восточно-Баренцевского мегапрогиба, генетически
является продолжением Свальбардской плиты, тогда как Лудловский эталонный участок с
Лудловским месторождением генетически является западным продолжением ПайхойскоНовоземельской складчатой зоны. Именно эти факторы и определили контуры эталонных
участков таким образом, что совокупность эталонных объектов в данном случае наиболее
48
полно отражает разнообразие геологических условий в оцениваемом регионе, а сами эталонные объекты описывают максимальный диапазон изменчивости различных геолого-геофизических и геохимических параметров.
Список литературы
1. Грамберг И.С., Иванов В.Л., Погребицкий Ю.Е. Геология и полезные ископаемые России. В шести томах. Т. 5.
Арктические моря. СПб.: ВСЕГЕИ, 2000. 468 с. (МПР РФ, РАН, ВНИИОкеангеология).
2. Методическое руководство по количественной и экономической оценке ресурсов нефти, газа и конденсата России. – М.: ВНИГНИ, 2000. – 189 с.
Геолого-геохимическое изучение потенциально
гидратоносного очага разгрузки флюидов в районе
Баритовых гор (Охотское море)
А.А. Семёнова
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: asisai@mail.ru
В ходе комплексных исследований в Охотском море в 29-м и 32-м рейсах НИС «Академик М.А. Лаврентьев» в рамках международных проектов KOMEX (Kurile Okhotsk Marine
EXperiment) и CHAOS (Carbon Hydrate Accumulations in the Okhotsk Sea) установлено, что в
восточной части впадины Дерюгина на глубине порядка 1500 м существует уникальный очаг
холодной разгрузки растворенного бария. В результате чего формируется аутигенный барит,
постройки которого, достигающие 20 м в высоту и покрывающие территорию около 22 км2,
получили название «Баритовые горы» [1, 2]. Район исследований находится в пределах зоны
стабильности газовых гидратов с расчетной мощностью 100—200 м [3]. В связи с этим одной
из целей грунтового пробоотбора в рамках проектов KOMEX и CHAOS было обнаружение
гидратопроявлений в районе Баритовых гор. В ходе экспедиционных исследований было
отобрано пять кернов (LV29-53-1HC, LV29-56-1GC, LV32-21HC, LV32-23HC и LV32-25HC) с
признаками газонасыщенности отложений, однако и ни в одном из них визуально гидраты
не были обнаружены. Поскольку гидраты, вследствие нарушения условий их стабильности
при отборе кернов, могли разложиться на газ и воду, целью данной работы было выявление
косвенных признаков газогидратоносности по гидрохимическим данным (химический и
изотопный состав поровых вод), а также определение гидрогеохимической характеристики
потенциально гидратообразующих флюидов исследованного очага разгрузки.
К косвенным признакам гидратосодержания керна относятся опреснение гидрохимических разрезов (в частности, отрицательные аномалии в содержании хлор-иона), аномалии
в изотопном составе кислорода и водорода (утяжеление изотопного состава) и большие количества газа в отложениях.
В рассматриваемых кернах отмечено высокое содержание метана в нижних частях трех
кернов (LV29-53-1HC, LV29-56-1GC, LV32-21HC) — до 45 тыс. ppm. Отрицательные аномалии
хлорности отмечены во всех исследованных кернах. Содержание ионов хлора в поровой воде
уменьшается с глубиной до значений на 100 мМ ниже фоновых (вариации в содержаниях
Cl- в поровой воде из фоновой станции LV31-41GC составляют 530—570 мМ). Вследствие геохимической консервативности хлоридов такие аномалии могут указывать на опреснение в
результате разложения газовых гидратов в керне или же на разгрузку более пресного флюи-
49
да. Анализ распределения К+/Cl- и Mg2+/Cl- (используемых в качестве показателей разгрузки воды) показал наличие разгрузки более пресного (относительно морской и поровой воды
из вмещающих отложений) флюида. Изотопные данные подтверждают этот факт. Значения
изотопного состава водорода и кислорода в поровой воде варьируются в достаточно широких
пределах –16 — –1‰ и –1,7 — 0,6‰ соответственно. Корреляция содержания ионов хлора и
изотопного состава кислорода и водорода в поровой воде из керна LV29-53-1HC может быть
рассмотрена как результат фракционирования в ходе гидратообразования.
Таким образом, анализ гидрогеохимических и изотопных данных показал наличие благоприятных условий для образования газовых гидратов и позволил выявить некоторые косвенные признаки их присутствия. В результате проведенных работ можно заключить, что
дальнейшие исследования на предмет газогидратоносности очага разгрузки в районе Ба-
ритовых гор являются перспективными.
Список литературы
1. Деркачев А.Н., Николаева Н.А. Особенности аутигенного минералогенеза в осадках Охотского моря // Дальневосточные моря России, книга 3. М.: Наука, 2007. 229 с.
2. Aloisi G., Wallmann К., Bollwerk S.M., Derkachev A., Bohrmann G., Suess E. The effect of dissolved barium on
biogeochemical processes at cold seeps // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2004. V. 68. № 8. Р. 1735–1748.
3. Матвеева Т.В., Соловьев В.А. Газовые гидраты Охотского моря: закономерности формирования и распространения. Российский химический журнал, 2003, т. XLVII, № 3, 101—112 с.
Оценка перспектив нефтегазоносности Енисейского
залива по газо-геохимическим данным
А.М. Тереножкин
ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», МПР и экологии РФ
E-mail: Talexeim@mail.ru
В связи со слабой изученностью Арктических морей по перспективам залежей углеводородов в 2008—2010 годах в рамках Государственного заказа в Енисейском заливе Карского моря был выполнен широкий комплекс геолого-геофизических работ, направленных на оценку
перспектив нефтегазоносности региона. В этот комплекс входили геохимические исследования донных осадков с целью выделения аномалий, связанных с подтоком УВ из глубокозалегающих горизонтов. Геохимические исследования включали: определение метана, легких (С2С4) и тяжелых (С5-С6) гомологов, СО2, литолого-минералогические исследования осадков.
В Енисейском заливе опробовано 150 станций и изучено распределение УВГ газов по
трем интервалам: поверхностный слой (5—45 см), средний слой (50—60 см) и забой (от 100 до
250 см) — преимущественно интервал 100—110 см (223 пробы). Верхний горизонт опробования
(69 проб) находится в зоне развития песков, со значениями Eh от +27 до +501 мВ, характеризующими окислительные и слабовосстановительные условия. Средний (82 пробы) и нижний горизонты (69 проб) в большей степени сложены алевритом со слабовосстановительными условиями и значениями Ehср. = +10 мВ. Треть осадков нижнего горизонта (34%) сложена
пелитовыми и алеврито-пелитовыми илами с резко восстановительными условиями (Ehср. =
–105 мВ). Статистические данные рассчитывались для каждого типа осадка отдельно.
В донных осадках обнаружен весь спектр УВГ: метан, этан, пропан, н- и изо-бутаны,
пентаны, гексаны и непредельные углеводороды — этилен, пропилен, бутилен. Преоблада-
50
ет метан с содержанием на 3÷5 порядков выше его гомологов (0,001÷35,2 см3/кг, среднее —
5,5 см3/кг). Осадки характеризуются невысоким содержанием гомологов метана, в n×10-3
см3/кг: легкие гомологи — 0,30 (максимум — 1,12), тяжелые гомологи — 0,14 (максимум — 0,74).
Осадки обогащены CO2 (59 см3/кг). Характер изменения СО2 и метана по разрезу колонки
идентичен. Отмечается тенденция увеличения газов вниз по разрезу колонки. Экстремально высокие содержания метана (от 23 до 32,7 см3/кг) и СО2 (29,0 — 58,3 см3/кг) обнаружены
на близко расположенных друг от друга станциях (41, 42, 43, 45, 46), из чего предполагается
миграционная природа этих газов. По комплексу геохимических показателей на ст. 41 предполагается газовый выход.
Рис. 1. Схема распределения
метана в донных осадках
Енисейского залива
51
Рис. 2. Схема районирования перспектив нефтегазоносности
по геохимическим данным Енисейского залива
Для определения природы УВГ были произведены расчеты корреляционных связей между компонентами УВГ, из которых вытекает следующее:
1) во всех типах осадков отмечается положительная, значимая корреляция метана с суммой его легких гомологов (К в пределах от 0,6 до 0,7), что косвенно показывает на единую их
природу, особенно в аномально повышенных проявлениях;
2) в песках отмечается значимая корреляционная связь между всеми гомологами метана.
Пентаны коррелируют с бутанами (K = 0,6), пропаном (K = 0,6—0,7), этаном (К = 0,5—0,7),
что является признаком единой их природы, эпигенетичной, миграционной;
3) в алевритах и илах связи между УВГ выражены слабее. Метан имеет высокий коэффициент корреляции с пропаном (К = 0,7); с суммой легких гомологов (К = 0,6). С суммой
тяжелых гомологов надежной корреляции нет (К = 0,3);
52
4) в илах и песках содержание метана связано с содержанием углекислого газа (К = 0,5).
Площадное распределение аномально высоких содержаний метана и СО2 в донных осадках
близко, что свидетельствует о единой природе этих газов.
Величина отношения предельных гомологов метана к их непредельным аналогам (К =
ΣCnH2n + 2/ΣCnH2n) является показателем природы УВ газов. Для сингенетичных газов, образованных в современных осадках в ходе диагенетического преобразования ОВ, характерно
значение К ≤1. Значение К ≥ 1 является показателем эпигенетичной природы УВ газов. Лишь
в 9% изученных проб K≥1, что является косвенным показателем миграционной, глубинной
природы УВ газов.
Из статистических и корреляционных характеристик газов были сделаны следующие
выводы об их природе:
1. Донные осадки Енисейского залива характеризуются высоким содержанием метана.
Наблюдается резкое увеличение содержания метана вниз по колонке осадка. Метан преимущественно биохимического происхождения (рис. 1). Биохимический метан является сингенетичным, т. е. образованным в приповерхностном слое осадка при восстановительных
условиях. На фоне биохимического метана в осадках зафиксированы участки с проявлением
миграционного термогенного метана, связанного с поступлением УВГ из глубины. На таких
участках отмечается повышенное содержание гомологов метана и локальные нефтепроявления.
2. На участках с проявлениями миграционного метана природа метана и его легких и
тяжелых гомологов едина, о чем свидетельствует значимый коэффициент корреляции между этими компонентами. Более высокая связь между метаном и его гомологами отмечается в
песках. Аномально высокие содержания легких и тяжелых гомологов метана свидетельствуют о его поступлении из глубинных источников, из возможных залежей УВ.
Сопоставляя геохимические показатели со статистическими данными, и с учетом схемы
районирования осадков по физико-химическим характеристикам были построены карты
перспектив нефтегазоносности Енисейского залива (рис. 2).
клиноформныЕ комплексЫ севера Сибири:
строение и перспективы нефтегазоносности
С.М. Карпухин
ФГУП «СНИИГГиМС»
E-mail: skarpukhin@sniiggims.ru
Терригенные клиноформные комплексы, представляющие собой трансгрессивно-регрессивные циклы латерального заполнения осадочного бассейна той или иной протяженности во времени и в пространстве, широко развиты на территории Сибири. Клиноформные
комплексы распространены в отложениях мезозойско-кайнозойского осадочного чехла, которые покрывают территорию Западной Сибири, акваторию Карского моря, а также Енисей-Хатангский региональный прогиб (ЕХРП), расположенный в перикратонном опускании
Сибирской платформы и развивавшийся в пределах единого с Западной Сибирью осадочного бассейна [1].
В пределах рассматриваемого осадочного бассейна максимальное развитие получил неокомский клиноформный комплекс. На исследуемой территории наибольшую выразительность, сравнимую с клиноформами широтного Приобья, он имеет в западной части Ени-
53
сей-Хатангского регионального прогиба. На Гыдане, Ямале и в Карском море клиноформы
также присутствуют, но в значительно меньшем объеме.
В примыкающей к Западно-Сибирской плите (ЗСП) части прогиба выделяется до 20
клиноформ, имеющих ЮЗ—СВ простирание и северо-западное падение. При движении на
юго-запад простирание клиноформ постепенно меняется на субмеридиональное, типичное
для Западно-Сибирской плиты. В северо-восточном направлении происходит постепенное
уменьшение количества клиноформ и их контрастности. Восточнее меридиана реки Пясина, с большой долей вероятности, можно ожидать вырождения типичных клиноформ. Тем
не менее субклиноформные образования, имеющие аналогичное направление падения,
можно проследить вплоть до восточной части ЕХРП. В зоне сочленения ЕХРП и ЗСП также
наблюдаются единичные клиноформы встречного, юго-восточного направления падения.
В Карском море типичные клиноформы неокомского времени также присутствуют, но
область их распространения ограничена малыми размерами Карского палеопрогиба. Слабая
выразительность клиноформ на разрезах, по-видимому, обусловлена меньшей глубиной палеоморя во время формирования клиноформ, что привело к отсутствию выдержанных глинистых пачек, разделяющих отдельные тела.
На полуострове Ямал также наблюдаются малоамплитудные и вытянутые по латерали
клиноформы восточного направления падения, приуроченные к источникам сноса, локализованным на территории Уральских гор и архипелага Новая Земля.
Главным поставщиком осадочного материала для неокомского клиноформного комплекса Енисей-Хатангского прогиба и ЗСП являлась Сибирская платформа. Этот источник
сноса активно работал с середины берриаса и продолжал действовать вплоть до готерива.
Кроме того, существовали локальные источники сноса на территории современного Таймыра, Новой Земли и Уральских гор, которые были активными в более раннее время, предположительно в самом начале берриаса. Результатом их деятельности являются единичные
клиноформы (рис.).
Рис. Области распространения и источники сноса неокомских клиноформ
54
Помимо неокомской эпохи формирования клиноформных тел, затронувшей всю территорию Западносибирского осадочного бассейна, есть явные признаки существования
клиноформоподобных тел более древнего возраста, относящиеся к титонскому времени.
Этот клиноформный комплекс представлен на западе Енисей-Хатангского регионального
прогиба в основном субклиноформными отложениями, которые, по-видимому, несогласно перекрываются неокомским комплексом. Типичные клиноформы этого комплекса также наблюдаются, но очень локально, лишь вблизи крупных положительных структурных
элементов, таких как Малохетско-Рассохинский мегавал, их отличительной особенностью
является очень маленький перепад между шельфовой и бассейновой частью, что свидетельствует о достаточно мелководных условиях осадконакопления.
Нефтегазоперспективность неокомского клиноформного комплекса, как и в Западной
Сибири, связана с типичными ловушками структурного типа в шельфовых частях клиноформ
и с литологическими ловушками в бассейновых частях клиноформ — ачимовского типа.
Для шельфовых ловушек важным фактором является наличие структурного замыкания
в критическом направлении к палеоберегу. Область возможной локализации подобных ловушек сосредоточена в правобережье Енисея в северной части ЕХРП, где за счет тектонических движений, продолжавшихся в течение всего мела — прогибания впадины относительно ее бортов, сформировались структурные замыкания возможных ловушек в критическом
южном направлении, в то время как замыкание в северном направлении образуется за счет
естественного уклона клиноформ. Ловушки подобного типа именуются тектоно-седиментационными [2].
Наиболее интенсивное формирование песчаниковых пластов ачимовского типа ожидается в областях, где клиноформы обладают максимальной амплитудой и крутизной. В пределах исследуемой территории наиболее благоприятной с этой точки зрения является левобережье Енисея, где открыто типичное месторождение ачимовского типа — Дерябинское
(мощности коллектора достигают 100 м) [3].
Помимо типично ачимовских песчаников в бассейновых частях клиноформ, на территории западной части ЕХРП был выявлен особый тип литологически экранированных песчаниковых тел, не являющихся турбидитами, но тем не менее явно связанных с подошвой
неокомского клиноформного комплекса. Подобные тела формировались на рубеже юры и
мела, между эпохами титонского и неокомского клиноформообразования, в относительно
мелководных условиях осадконакопления. В таких условиях важную роль в осадконакоплении играл палеорельеф. Существовавшие разномасштабные палеоподнятия (картируемые по данным сейсморазведки) обусловили активную гидродинамику и формирование
литологически экранированных песчаных тел в местах существования вдольбереговых и
разрывных течений. Ловушки подобного типа коррелируют с областями уменьшения мощности верхнеюрских отложений и, кроме того, хорошо отображаются в различных атрибутах
сейсмического поля, что также является важным поисковым признаком. Примером залежи
подобного типа является Северо-Пайяхское месторождение.
Важной особенностью описанных песчаниковых тел является их преимущественно нефтяное насыщение, поэтому такие литологические ловушки являются первоочередными объектами поиска. На основании анализа сейсмических разрезов и карт толщин мы прогнозируем и
описываем несколько объектов подобного типа, в первую очередь в правобережье р. Енисей.
Список литературы
1. Исаев А.В., Девятов В.П., Кринин В.А., Карпухин С.М. Перспективы нефтегазоносности Енисей-Хатангского
регионального прогиба //Геология нефти и газа. 2010. №4. С.13-22.
2. Поляков А.А., Исаев А.В., Карпухин С.М., Фомина Е.В. Новые направления геологоразведочных работ на западе Енисей-Хатангского прогиба (правобережье Енисея) //Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть».
2012. №1. C.2-6.
3. Isaev A.V., Devyatov V.P., Dontsov M.V. A seismic geological model of the Lower Cretaceous clinoform complex in the
north of Siberia //Abstracts. Oslo: IGC, 2003
55
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАФТИДОВ ИЗ
КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВАРАНДЕЙ-АДЗЬВИНСКОЙ
СТРУКТУРНОЙ ЗОНЫ, ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ
БИОДЕГРАДАЦИИ
Е.Б. Суворова, В.И. Петрова
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: suvork@inbox.ru
Проведены геохимические исследования нафтидов из каменноугольных отложений месторождения, расположенного в восточной части Печорского шельфа, в структурно-тектоническом отношении приуроченного к Варандей-Адзьвинской структурной зоне (ВАСЗ).
Источником происхождения изученных образцов нафтидов является преимущественно
сапропелевое органическое вещество морского генезиса. Степень зрелости исходного рассеянного органического вещества достигла стадии «нефтяного окна» (МК1-МК2). По основным
показателям биомаркеров, нафтиды характеризуются как биодеградированные. В изученных
образцах идентифицированы специфические биомаркеры — 25-норгопаны, образующиеся в результате бактериального удаления метильной группы у атома С-10 в регулярных гопанах [3].
Полученные результаты согласуются с данными предшественников о присутствии гипергенно-измененных, в разной степени биодеградированных нефтей в отложениях верхневизейско-нижнепермского нефтегазоносного комплекса (НГК) ВАСЗ [2, 4]. Вероятными
нефтематеринскими толщами (НГМТ) для изученных углеводородов (УВ), как было показано ранее [1], могут служить породы фаменского и турнейского ярусов. НГМТ фаменского
и турнейского ярусов достигли стадии «нефтяного окна» в раннепермское время и могли
начать генерировать жидкие УВ. К триасовому времени залежи углеводородов в каменноугольных отложениях уже были сформированы.
В работе исследователей [3] отмечено, что биомаркеры 25-норгопаны являются, как правило, «вторичными» и образуются непосредственно в нефтяной залежи при ее существенной биодеградации. К примеру, эти соединения выявлены на месторождении битуминозных
песков Атабаска.
В качестве гипотезы мы предполагаем, что биодеградация нафтидов обусловлена историей развития ВАСЗ в конце палеозоя и в мезозое: предтриасовый размыв и структурная
перестройка района ВАСЗ в конце триасового — начале юрского времени [5]. В результате
этих событий нефтяные залежи верхневизейско-нижнепермского НГК могли попасть в зону
гипергенеза, где и происходила их бактериальная переработка.
Список литературы
1. Гордадзе Г.Н., Зонн М.С., Матвеева И.А., Дзюбло А.Д. Геохимия рассеянного органического вещества пород и нефтей каменноугольных и девонских толщ месторождения Медынское море // Геология нефти и газа. —
2001. — № 1. — С. 52—61.
2. Жеглова Т.П., Дахнова М.В., Нечитайло Г.С., Назарова Е.С. Генетическая типизация нефтей северо-восточных
районов Тимано-Печорской НГП // Геология и направления поисков нефти и газа. М.: ВНИГНИ, М., 2003. —
С. 160—175.
3. Каширцев В.А., Конторович А.Э., Филп Р.П. и др. Биодеградация насыщенных циклических хемофоссилий //
Геология и геофизика. — 2001. — Т. 42. — № 11—14. — С. 1792—1800.
4. Кирюхина Т.А., Ступакова А.В. Качественный прогноз флюидов в месторождениях Печорского моря // Геология нефти и газа. — 2001. — № 3. — С. 28—35.
5. Таныгин И.А., Борисов А.В., Марьяновский В.Н., Киреев Г.И. История развития и особенности строения северной части Варандей-Адзьвинской структурной зоны // Материалы международной конференции «Нефть и газ
Арктического шельфа—2004». Мурманск: ММБИ КНЦ РАН, 2004. — С. 139.
56
УТОЧНЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ТАНОПЧИНСКОЙ СВИТЫ
В.В. Мазуркевич
ООО «Газпром геологоразведка»
E-mail: gaz-ell4@rambler.ru
Тамбейская группа месторождений углеводородов в пределах лицензионных участков
ОАО «Газпром» включает Тасийское, Западно- и Северо-Тамбейское месторождения, которые расположены на северо-востоке полуострова Ямал. Объектом исследования настоящей
работы являются отложения верхней части танопчинской свиты, сформировавшейся в аптский век раннего мела в условиях прибрежной равнины, временами заливавшейся морем.
Общие толщины песчано-глинистых отложений этой части свиты составляют от 650 (на
Западно-Тамбейском месторождении) до 580 м (на Тасийском) с закономерным уменьшением их с юга на север. В геологическом разрезе рассматриваемая толща ограничена пачками глин преимущественно морского генезиса, которые уверенно прослеживаются как по
данным сейсморазведки — они соответствуют региональным отражающим горизонтам М
и М′, так и по данным геофизических исследований скважин (ГИС) — в разрезах скважин
они узнаются по повышенным значениям метода индукционного каротажа с характерной
(пикообразной) формой соответствующей кривой. Глины, лежащие в основании рассматриваемой части танопчинской свиты, прослеживаются на всей территории Ямала и имеют
собственное наименование — «нейтинская толща». Соответственно, лежащая над нею толща называется наднейтинской.
Согласно стратиграфическим решениям 1991 года, в отложениях наднейтинской части
танопчинской свиты должно выделяться 16 резервуаров пластов ТП1-ТП16. По факту, на сегодняшний день, на Западно-Тамбейском месторождении выделено 24 пласта, на СевероТамбейском — 21 и на Тасийском — 22 пласта. При этом перечень пластов пополнялся путем
введения верхнего индекса в рамках ТП1-ТП16. Так, на Западно-Тамбейском месторождении
введены пласты ТП11, ТП30, ТП50, ТП51, ТП91, ТП111, ТП140, ТП141, на Северо-Тамбейском –
ТП20, ТП51, ТП52, ТП60, ТП111, ТП141 (при этом на нем нет пласта ТП5 без дополнительного
индекса) и на Тасийском – ТП42, ТП43, ТП70, ТП71, ТП101, ТП131, ТП141 (при этом на нем нет
пласта ТП5 без дополнительного индекса и ТП9 — не выделен вообще ни с дополнительным
индексом, ни без него).
Такой разнобой в индексации пластов предопределен не только тем, что корреляция
аллювиальных отложений в принципе затруднена большой их фациальной изменчивостью
как в пределах пластов, так и по разрезу, но еще и тем, что расчленение разреза и индексация
пластов проводилась на каждом месторождении в отдельности (при оперативной постановке
запасов УВ на Государственный баланс) без учета того, что все эти пласты формировались в
единых условиях осадконакопления. На основе такой индексации пластов трудно выявить
какие-либо закономерности в формировании резервуаров наднейтинской толщи.
В работе на основе анализа палеорельефа, выявления зон развития русловых фаций
палеорек, выявления особенностей изменения коэффициентов песчанистости и эффективных толщин отдельных пластов и всей наднейтинской толщи в целом установлено следующее.
— На фоне общего опускания в наднейтинское время территории рассматриваемых месторождений происходил рост Западно-Тамбейского (район скважины 117) и, особенно, Тасийского (район скважин 33, 160) куполовидных поднятий. Последнее обстоятельство (более интенсивный рост Тасийского поднятия) предопределило закономерное снижение (с юга
на север) общих толщин наднейтинской толщи.
57
— Пласты ТП13-ТП3 сформированы отложениями палеореки (единой с притоками), долина которой имеет субмеридиональное простирание, но огибает Западно-Тамбейское поднятие с юго-востока, следуя далее по территории Северо-Тамбейского месторождения практически строго на север, и на подступах к Тасийскому поднятию раздваивается, формируя
большой остров в районе скважин 33 и 160. При этом если пласты ТП13-ТП5 формировались
в условиях аккумулятивно-денудационной равнины, то пласты ТП4-ТП3 — преимущественно в аккумулятивных условиях.
— Пласты ТП16-ТП14 и ТП2-ТП1 формировались в прибрежно-морских условиях, так как,
по данным ГИС, здесь диагностированы отложения преимущественно барового комплекса.
Заключение
1. Уточненная стратификация отложений наднейтинской толщи Тамбейской группы
месторождений позволила выявить направление палеорусел рек, сформировавших резервуары пластов ТП13-ТП3.
2. Учет направления этих палеорусел при построении карт эффективных толщин пластов позволил уточнить объемы резервуаров и, следовательно, получить более достоверные
оценки запасов УВ соответствующих залежей.
58
Экология
Динамика углеводородного загрязнения донных
осадков залива Петра Великого (Японское море)
по результатам двухлетнего мониторинга
И.П. Моргунова, И.В. Литвиненко, В.А. Щербаков
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
E-mail: inik@list.ru
Нефтяные углеводороды (УВ) причисляют к группе наиболее токсичных геохимических поллютантов в силу того, что многие из них обладают канцерогенными и мутагенными
свойствами [1]. При этом идентификация техногенных загрязнений, обусловленных соединениями этого класса, особенно затруднительна в связи с тем, что их природные аналоги
широко распространены и образуют устойчивый геохимический фон в морских акваториях.
Залив Петра Великого (ЗПВ) относится к зонам особого риска техногенного загрязнения, и
задача изучения и дифференциации там фоновой (природной) и наложенной (техногенной)
составляющей рассеянного органического вещества (РОВ) донных осадков представляется
особенно актуальной.
Состав и распределение РОВ изучались в поверхностных донных осадках прибрежного
мелководья, заливах и бухтах бассейна, а также в удаленных от берега глубоководных частях акватории ЗПВ (всего 19 станций донного опробования). Сравнительный анализ материала проводился с учётом результатов мониторинга 2012 года [2]. Осадки сохранялись до
момента камеральных исследований в стерильной таре при температуре –18 °С. Стандартная аналитическая процедура включала определение элементного состава отложений (Сорг,
Скарб), группового и молекулярного состава растворимой части РОВ методами препаративной жидкостной хроматографии и ГХ-МС с применением системы Agilent Technologies GC
System 6850/5973.
Концентрация органического углерода в исследованных осадках изменяется в диапазоне от 0,3 до 5,1 % на грамм сухого осадка, что сопоставимо с полученными ранее значениями
Сорг ~ 0,27÷12,74% сухого осадка, в среднем составляющими ~3.05±0.54% для этого района
[2, 3]. Существенное влияние рек, в большом количестве впадающих в ЗПВ, находит отражение в групповом составе РОВ, в котором основным растворимым компонентом являются
гуминовые кислоты (ГК = 2,9—40,3% до 41,5% в 2012 г.). Битуминозность образцов (β) в среднем варьируется от 4 до 14%. Соотношения полярных (Асп-б) и неполярных (А хл) компонентов
битумоида указывает на слабо окисленное состояние РОВ, а величина ООВср. ~ 70% — на
59
раннюю стадию его диагенетического преобразования. В ряде проб с высоким значением β
(до 26% в бухтах Золотой Рог и Новик) содержание неполярных компонентов существенно
превышает количество полярных (А хл до 26%, Асп-б ≤ 6,4 %), что наряду с низкими величинами ООВ ~ 51,5% может указывать на интенсивное поступление в осадок углеводородов
нефтяного ряда.
В групповом составе битумоида осадков ЗПВ доминируют высокомолекулярные компоненты – смолы, что согласуется с раннедиагенетической стадией трансформации РОВ.
Заметно представлена также асфальтеновая составляющая, при этом количество масел несколько превышает показатели 2012 года и изменяется в диапазоне от 20,6 до 66,5%. Наиболее насыщены углеводородами отложения Амурского и Уссурийского заливов, а также бухты
Находка. Причем если для Уссурийского залива, по сравнению с 2012 годом, состав УВ перераспределяется в сторону увеличения содержания метан-нафтеновых компонентов, то для
Амурского залива и бухт Анна и Находка, напротив, наблюдается рост содержания более
токсичной ароматической составляющей.
Изучение состава и распределения биомаркеров в составе алифатической фракции РОВ
(изопреноидов, n-алканов, стеранов и гопанов) показало, что их суммарные содержания выросли на порядок по сравнению с показателями 2012 года. Так, соотношения 2012/2013 годов для
n-алканов составили 5/21 мкг/г, для гопанов — 2500/33 000 нг/г, для стеранов — 1400/18 300 нг/г.
В большинстве образцов в составе молекулярных маркеров по-прежнему доминируют структуры, генетически связанные с наземной растительностью, что указывает на интенсивное влияние
речного стока на процесс формирования РОВ осадков. Соотношения изопреноидов и n-алканов
свидетельствуют о преимущественно слабовосстановительных и нейтральных условиях осадконакопления (Пр/Фит ≤ 1), а уровень зрелости биогенного ОВ для большинства проб характеризуется как низкий (CPI ≥ 2, Кизо > 1, по сравнению с CPI ~ 1÷2, Кизо < 1 в 2012 г.).
Содержание полиароматических углеводородов (ПАУ) — 20 доминантных соединений
и их алкил-гомологи — варьируется преимущественно в пределах 500 нг/г, достигая в центральной части Амурского Залива максимальных значений 1300 нг/г осадка, что на порядок
превышает значения, типичные для прибрежно-шельфовых и эстуарно-шельфовых областей [4]. Аномальные концентрации (до 38000 нг/г) приурочены к зонам повышенной техногенной нагрузки (бухта Золотой Рог, западное побережье Уссурийского залива) и указывают
на низкий вклад биогенно-диагенетической составляющей в происхождение полиаренов.
В мористой части акватории и зонах умеренной техногенной нагрузки в составе ПАУ обнаружено существенное количество нафтидогенных компонентов — фенантрена (м.м. 178)
и его алкилированных гомологов (м.м. 192, 206, 220), соотношение которых свидетельствует о невысоком уровне преобразования вещества (Фен/(Фен+Алк-Фен)~0.4, MPI~0.4).
При этом относительные содержания нафтидогенных и пирогенных компонентов в осадках акватории не указывают на существенные различия в источниках вещества ЗПВ: (АлкФен+Фен+ДБТ+Алк-ДБТ)/ΣПАУ~0.4 и (Σ202+Σ252+Σ276+Σ278)/ΣПАУ~0.4 соответственно.
Относительно низкие показатели зафиксированы также для ПАУ, маркирующих вклад высшей растительности (Кад+Рет+ТГХ+Пер)/ΣПАУ~0.06.
В зонах повышенной техногенной нагрузки состав ПАУ выглядит менее однородным.
В осадках бухты Золотой Рог ПАУ имеют нафтидогенный генезис и высокий уровень зрелости (Фен/(Фен+Алк-Фен)~0.1, MPI~0.6). В проливе вблизи бухты Золотой Рог в результате интенсивного течения, напротив, наблюдается низкий уровень их преобразования (Фен/
(Фен+Алк-Фен)~0.5, MPI~0.3), при повышенном содержании пирогенных компонентов
(Флу/Σ202~0.6). Другие области техногенной нагрузки (бухта Находка, бухта Анны, прибрежная часть Уссурийского залива) характеризуются повышенными концентрациями антрацена, флуорантена и бенз(а)антрацена (Σ202+Σ252+Σ276+Σ278)/ΣПАУ~0.5), являющихся высокотоксичными веществами, и общим относительно низким уровнем зрелости (MPI1≤0.5),
что свидетельствует о поступлении в осадок свежего ОВ техногенного генезиса и об общем
значительном уровне загрязнения акватории.
60
Таким образом, формирование фона РОВ в осадках залива Петра Великого происходит
под действием множества факторов как естественного, так и техногенного характера. При
этом в зонах повышенной техногенной нагрузки на акваторию в 2012—2013 годах отмечается интенсификация подтока углеводородов нефтяного ряда, что определяет скачкообразные
изменения в содержании и составе РОВ.
Список литературы
1. Наумов Ю.А. Антропогенез и экологическое состояние геосистемы прибрежно-шельфовой зоны залива
Петра Великого Японского моря. Владивосток, 2006. С. 276.
2. Моргунова И.П. и др. Аномалии в распределении органического вещества донных осадков залива Петра
Великого (Японское море) как индикатор загрязнения акватории // Материалы III Международной конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы нефтегазовой геологии XXI». — СПб.: ВНИГРИ,
2013. – С. 39—42.
3. Moshchenko A.V. et al. Influence of contamination on soft-bottom communities in Peter the Great Bay, Sea of Japan: choice of variables / Ecological Studies and the State of the Ecosystem of Amursky Bay and the Estuarine Zone of the
Razdolnaya River (Sea of Japan). Vladivostok: Dalnauka, 2009. V. 2. 332 p.
4. Петрова В.И. и др. Геохимия полициклических ароматических углеводородов донных осадков восточноарктического шельфа // Океанология. 2008. Т. 48. № 2. С. 215-223.
СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ О ХАРАКТЕРИСТИКАХ
ПРИВОДНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ, ПОЛУЧЕННЫХ
ПРИБОРАМИ РАЗЛИЧНОГО ТИПА В ВОДАХ ЮЖНОГО ОКЕАНА
Н.М. Куприков1, Д.О. Доронин2, Д.М. Журавский3, А.К. Павлов3, Б.В. Иванов3
1
Московский авиационный институт
ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга»
3 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Е-mail: doroninden@gmail.com
2
Океаны и моря являются одними из основных источников тепла для атмосферы Земли.
Они существенно влияют на формирование долговременных локальных погодных условий
и глобальные изменения климата. Южный океан — один из важных компонентов климатической системы планеты. Характерная черта его гидрологического режима — существование многочисленных фронтальных зон вод различного происхождения. Непосредственный
контакт двух различных по своим свойствам водных масс приводит к тому, что на поверхности океана и в приводном слое воздуха наблюдаются максимальные значения горизонтальных градиентов основных гидрометеорологических характеристик. Поэтому, наряду с
измерением температуры поверхностного слоя моря, важно также учитывать и температуру
воздуха в приводном слое атмосферы. Некоторыми исследователями отмечалась роль Полярной фронтальной зоны (Антарктической конвергенции) [1] как естественного рубежа
между антарктическими водами и остальной частью Мирового океана. Актуальность изучения фронтальных зон определяется не только научными, но и экологическими аспектами охраны окружающей среды. Так, при попадании мусора и загрязняющих веществ южнее
Полярной фронтальной зоны, то есть в особо охраняемую территорию Антарктики, происходит его накопление и отравление среды. Международная конвенция MARPOL 73/78 (по
предотвращению загрязнения моря с судов) регулирует совместные действия, необходимые
для определения точной границы Антарктики и оценки воздействия на окружающую сре-
61
ду. Учитывая климатообразующую роль Южного океана во взаимодействии системы «океан — атмосфера», определение количественных характеристик горизонтальных неоднородностей его вод, а также их проявление в атмосфере чрезвычайно важно, в том числе и для
параметризации процессов энергомассообмена в численных моделях, предназначенных для
оценки сценариев возможных климатических изменений в Антарктике.
В качестве современного средства измерения регистрации использовался портативный
автоматический комплекс IKolobok (российское ноу-хау). Он предназначен для проведения
непрерывной регистрации ряда метеорологических параметров (температуры и относительной влажности воздуха, атмосферного давления) и фиксации соответствующих им точного
времени и даты измерений, а также точных координат места проведения каждого отдельного
измерения. Повышенная точность измерения координат достигается благодаря комбинированию данных, полученных от спутниковых систем навигации ГЛОНАСС и GPS [3]. Основное назначение этого комплекса — проведение длительного мониторинга состояния окружающей среды в труднодоступных районах (отсутствие метеостанций) или вблизи крупных
производственных, хозяйственных и прочих инфраструктурных объектов, деятельность которых может оказывать негативные последствия на природную среду. Набор измерительных
датчиков может варьироваться в зависимости от поставленных задач. Были протестированы
датчики температуры, влажности и давления. Анализ результатов измерений проводился
в виде сравнения данных, полученных с помощью метеостанции Milos-520, и данных, полученных с автоматического комплекса IKolobok, установленных на борту НИС «Академик
Фёдоров» в период его плавания в водах Южного океана в 2011—2012 годах. Все данные были
приведены по времени, координатам и частоте измерения.
Прибор IKolobok в целом показывает значения температуры воздуха выше, чем судовая метеорологическая станция Milos (рис. а), и с большей амплитудой реагирует на резкие
изменения температуры. В первую очередь, с нашей точки зрения, это связано с полным
отсутствием какой-либо радиационной защиты корпуса макетного образца. В условиях полярного дня в Южном полушарии это не могло не сказаться на определенном «перегреве»
корпуса, а с учетом отсутствия вентиляции датчиков, к превышению значений температуры
воздуха над истинными. В то же время основные закономерности пространственного и временного изменения поля температуры приводного слоя атмосферы тестируемым прибором
были отображены адекватно.
Графики изменчивости относительной влажности (рис. б) продемонстрировали практически полную идентичность показаний обоих приборов. На рисунке в представлены графики изменения атмосферного давления с широтой. Разница между значениями, полученными
прибором IKolobok и станцией Milos, составляет от 1,1 до 2,3 гПа. На всем рассматриваемом
участке записи общий ход изменения атмосферного давления, зафиксированный обоими
Рис. Изменчивость температуры (а), влажности воздуха (б) и атмосферного давления (в) на разрезе
Африка — Антарктида, согласно данным Milos и IKolobok
62
датчиками, идентичен. Изменения давления по прибору Ikolobok имеют более сглаженный
вид. Величина расхождения в показаниях различных датчиков может быть обусловлена нагревом корпуса тестируемого прибора. В дальнейшем необходимо разработать методику учета температурной поправки, как это делается при стандартных наблюдениях на метеостанциях. Для сравнения рядов данных наиболее показательным будет оценить статистические
зависимости между ними. Основные статистические характеристики иллюстрируют тесноту взаимосвязи показаний вышеупомянутых приборов. Коэффициенты корреляции между
величинами равны 0,97—0,99.
Развитие приборного комплекса IKolobok, а именно установка радиационной защиты,
системы вентиляции, дополнительных датчиков, параллельно с использованием спутниковых данных о температуре поверхности моря дает возможность проводить полноценный
и качественный мониторинг состояния вод Южного океана в режиме реального времени.
Универсальность, компактность и невысокая стоимость комплекса позволяют проводить
мониторинговые исследования в любом труднодоступном для регулярных (стандартных
гидрометеорологических) наблюдений районе. Испытание на борту экспедиционного судна
приборного комплекса в суровых антарктических условиях выявило его преимущества и некоторые конструктивные недостатки, которые планируется исправить. Проведение подобных тестовых испытаний (интеркалибрация) будет продолжено.
Работа выполнена при государственной поддержке молодых российских ученых — кандидатов наук (грант
президента РФ МК-4049.2014.8)
Список литературы
1. Буйницкий В.Х. Морские льды и айсберги Антарктики. Л.: «Издательство Ленинградского Университета»,
1973.
2. Техническое описание измерительно-навигационного комплекса «Изделие» и входящих в него компонентов. М., 2011.
3. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
Динамика абразионных процессов береговой зоны
восточной части Финского залива под влиянием
природных и антропогенных факторов
О.А. Ковалёва1, Д.В. Рябчук1, А.Ю. Сергеев1, И.О. Леонтьев2
1 ФГУП
«ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского»
океанологии им. П.П. Ширшова РАН
E-mail: olya_pavlikova@mail.ru
2 Институт
Активное изучение состояния береговой зоны восточной части Финского залива началось с 1980-х годов, когда были впервые выполнены комплексные геологические и литодинамические исследования [2]. В последнее время проведение исследовательских работ
в области береговых процессов становится все более актуальным; это связано не только с
ухудшением экологической обстановки и необходимостью проведения комплексных природоохранных мер на акватории и берегах залива, но и с происходящими климатическими
изменениями [3].
Специалисты Отдела региональной геоэкологии и морской геологии ВСЕГЕИ с 2004 года в рамках ряда проектов выполняют мониторинг береговой зоны восточной части Фин-
63
ского залива. За это время был проведен комплекс геолого-геофизических исследований,
направленных на изучение побережья и прибрежья и включающих детальный пробоотбор
береговых и донных отложений, профилирование методом гидролокации бокового обзора,
нивелирование на опорных профилях, эхолотирование по сети профилей, перпендикулярных береговой линии, и подводную фото- и видеосъемку. Помимо этого, проводился анализ
космоснимков, имеющих большой временной ряд. Интерпретация полученных данных позволила выявить особенности геологического строения, отследить динамику мезо- и микрорельефа береговой зоны и выявить зоны развития и активизации опасных экзогенных процессов — размыва, транзита и аккумуляции наносов. В представляемой работе наибольшее
внимание будет уделяться данным, оценивающим динамику абразионных процессов береговой зоны.
Наблюдения, выполненные в ходе пеших береговых маршрутов, позволили разделить
берега на девять типов и подтипов, относящихся к следующим группам: 1) берега, сформированные субаэральными и тектоническими процессами и малоизмененные морем (встречаются преимущественно в Выборгском заливе); 2) берега, формирующиеся под действием
неволновых факторов; 3) берега, формирующиеся под действием волновых факторов, и 4)
техногенные берега, представляющие собой набережные, порты и техногенно измененные
участки береговой зоны [1].
Наиболее важными геолого-геоморфологическими особенностями, определяющими
развитие береговой зоны восточной части Финского залива, являются: особенности дочетвертичного рельефа, определяющего субширотную ориентацию береговой линии; геологическое строение верхней части отложений, представленной четвертичными, легкоэро-
Рис. Расположение профилей и прогноз рецессии берегов: заштрихованный прямоугольник — рецессия
в соответствии с «пессимистическим» сценарием, белый прямоугольник — с «оптимистическим»
сценарием
64
дируемыми породами; наличие ледниковых отложений, определяющих дефицит песчаного
материала на некоторых участках региона; современные тектонические движения [4]. Не менее важными с точки зрения интенсивности проявления абразионных процессов являются
морфологические особенности подводного берегового склона (наличие подводных террас,
зон подводного размыва, песчаных валов и ложбин стока) [6]. Помимо этого, на литодинамические процессы сильное воздействие оказывает разработка песчаного материала на месторождениях (например, «Лондонская отмель» в южной береговой зоне).
В рамках проекта CliPlivE была выполнена оценка динамики абразионных процессов. Исследования проводились на семи опорных профилях, расположенных в Курортном районе (Ушково, Комарово, Солнечное и Сестрорецк), вблизи комплекса защитных сооружений (КЗС), на
южном берегу о. Котлин (Котлин-юг) и в береговой зоне Невской губы (Ольгино) (рис.).
Оценка динамики береговых процессов производилась на основе расчета скоростей отступания бровки уступа или береговой линии (расчеты выполнялись на период до 2100 года).
Для этих целей было произведено математическое моделирование, учитывающее волновое
воздействие и возможность его изменения с учетом развития климатической обстановки.
Прогнозирование было сделано для двух климатических сценариев — «оптимистического» и
«пессимистического». Основными факторами, заложенными в сценарии, являются изменение уровня моря и увеличение штормовой активности. Так, «оптимистическому» сценарию
соответствует подъем уровня моря на 40 см и период повторяемости экстремальных штормов
25 лет, что характерно для нынешней ситуации [2]; для «пессимистического» сценария показатели равны 1 м для повышения уровня моря и увеличение периодичности экстремальных
штормов — до 10 лет.
Модель также принимает во внимание цикл эволюции берегового профиля: во время
шторма пляж размывается и песчаное тело аккумулируется у подножия подводно-берегового склона; в промежутках между экстремальными явлениями, когда на пляж воздействует
слабое волнение, песок вновь распределяется по подводному склону [5].
Интерпретация полученных данных показала, что отступание бровки уступа может достигать по «оптимистическому» и «пессимистическому» сценариям 25 и 54 м соответственно
в Комарово, 21 и 46 м на южном берегу о. Котлин и т. д.
Дальнейшие исследования по выбранной теме должны включать разработку и адаптацию мер по берегоукреплению на участках, имеющих наибольшее хозяйственное значение и
в большей степени подверженных размыву.
Список литературы
1. Атлас геологических и эколого-геологических карт Российского сектора Балтийского моря. СПб.:
ВСЕГЕИ, 2010. 78 с.
2. Барков Л.К. Литодинамические процессы в прибрежной зоне восточной части Финского залива от м. Лаутаранта до м. Дубовский // Известия ВГО. 1991. Т. 123. № 1. С. 60-67.
3. Бутылин В.П., Шурыгин А.Г. Современный седименто- и морфогенез в восточной части Финского залива // Осадочный покров гляциального шельфа северо-западных морей России. Сб. науч. трудов, СПб., 1992.
С. 118-123.
4. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей в 2012 г. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2013. 112 с.
5. Леонтьев И.О., Рябчук Д.В., Сергеев А.Ю., Ковалева О.А. Прогноз рецессии берегов восточной части Финского
залива на ближайшее столетие // Морская геология. 2014. В печати.
6. Ryabchuk D., Kolesov A., Chubarenko B., Spiridonov M., Kurennoy D., Soomere T. Coastal erosion processes in the
Eastern Gulf of Finland and their links with geological and hydrometeorological factors // Boreal environmental research.
2011. V. 16. P. 117-137.
65
Природно-техногенная сейсмичность как фактор
риска при освоении месторождений алмазов
в арктической части Архангельской области
А.В. Шевелёва
Архангельскнедра
Архангельская область является новым алмазоносным регионом, промышленное освоение месторождений которого начато в 2005 году. В настоящее время в разработку вовлечены
два крупных месторождения зимнебережного района Архангельской алмазоносной провинции (ААП) — им. М.В. Ломоносова и им. В.П. Гриба. Активно ведутся геологоразведочные
работы на других участках недр района. Разработка месторождений алмазов сопровождается существенным воздействием на состояние окружающей среды арктических территорий и
значительными экологическими рисками.
Месторождения алмазов в Архангельской области расположены в пределах геологических структур Восточно-Европейской платформы. Эта платформенная область не имеет сейсмической истории и считается асейсмичной. Однако существует ряд фактов, позволяющих
сделать выводы о потенциальной сейсмичности данной территории:
1) близость Фенноскандинавского щита, более активной в тектоническом и сейсмическом отношении части Восточно-Европейской платформы;
2) влияние волн деформации, распространяющихся от Северо-Атлантической зоны
спрединга;
3) интенсивные гляциоизостатические движения и дислокации, связанные с многократным чередованием в течение четвертичного периода нагрузок мощных ледниковых покровов;
4) особенности геологического строения (структурно-неоднородное, гетерогенное (блоковое) строение кристаллического основания, значительная дисгармония разновозрастных
структур относительно друг друга и др.) [4], являющиеся предпосылками проявления сейсмичности. Главной особенностью всей геоструктуры Балтийско-Мезенской блоково-разломовой зоны, в пределах которой расположены разрабатываемые месторождения алмазов,
являются тесное сочетание и взаимосвязь разрывных нарушений преимущественно глубинных и подвижных блоков. Таким территориям свойственны повышенная сейсмичность и
аномальные значения теплового поля [3];
5) наличие на территории зафиксированных очагов землетрясений, современная позиция ученых о потенциальной сейсмичности Восточно-Европейской платформы и наличие в
ее пределах новейшей и современной тектоники. По данным каталога землетрясений, произошедших в 1542—2003 годах, составленного Б.А. Ассиновской, на территории Беломорско-Кулойского плато зафиксировано как минимум два очага землетрясений магнитудой
5—6 баллов. Тектоническую активность сопредельных территорий подтверждают факты
сейсмической активности, зарегистрированные в 2005, 2013 годах [3, 4];
6) активное освоение месторождений полезных ископаемых, являющееся потенциальным источником техногенной сейсмичности. При разработке месторождений алмазов
риски возникновения техногенной сейсмичности связаны в первую очередь с изменениями геологической среды. Техногенные изменения в недрах обычно протекают медленно,
как правило, имеют отдаленные последствия и трудноустранимы. При добыче алмазов при
производстве водопонижения постепенно уменьшается давление в водоносных горизонтах.
Подземные воды перераспределяют напряжения в геологической среде в техногенно измененных условиях. В геологических структурах, где происходят значительные изменения их
давлений, как это происходит при водопонижении, техногенные нарушения приводят к локальной концентрации напряжений и повышению сейсмической опасности. Изменения в
66
Рис. Основные факторы риска сейсмической активности территории Беломорско-Кулойского плато
гидродинамике обусловливают соответствующие изменения в геодинамике твердой части
земной коры, что может привести к землетрясениям. Эксплуатация месторождений без учета распределения на территории сейсмической активности и адекватной оценки рисков ее
возникновения может привести к возникновению чрезвычайных ситуаций.
Масштабы техногенных катастроф и чрезвычайных ситуаций во многом зависят от объемов недр и площадей, на которые оказываются техногенные воздействия при добыче полезных ископаемых. При добыче алмазов карьерным способом диаметр депрессионной воронки
может достигать 15 км, а следовательно, в зоне потенциальной опасности будут находиться
все основные объекты предприятия. Даже слабый уровень сейсмической активности способен привести к негативным последствиям в виде оползней и обвалов бортов и отвалов,
разрушений гидросооружений хвостохранилища и проч.
На разработанной нами карте (рис.) показаны основные факторы риска сейсмической
активности осваиваемых геологами арктических территорий области. Как видно, плотность
наложения факторов достаточно высока для того, чтобы говорить о потенциальных рисках.
Вместе с тем достоверная оценка рисков невозможна без детальных исследований и регулярных наблюдений.
Слабая сейсмологическая изученность территории, отсутствие развитой наблюдательной сети, регистрирующей сейсмическую активность, также являются факторами, отрицательно влияющими на возможности оценки риска возникновения как природной, так и
техногенной сейсмичности территории. Между тем современные представления о потенциальной сейсмичности территории Восточно-Европейской платформы, а также практиче-
67
ские выводы о возникновении техногенной сейсмичности не позволяют пренебрегать данным вопросом при оценке геоэкологического риска.
Необходимость расширения сейсмологических исследований в связи с промышленным
освоением арктических территорий Архангельской области является актуальным вопросом.
Ближайшие к району освоения месторождений сейсмостанции находятся в Архангельске и
Лешуконском, расстояние до них составляет более 100 км. В связи с этим возможности регистрации сейсмических событий, особенно невысокой магнитуды, этими станциями ограничены. Ближайшей задачей является создание сейсмостанции на территории Беломорско-Кулойского плато в непосредственной близости от месторождений. На наш взгляд, приемлемыми
вариантами ее размещения являются Кепино (место расположения метеостанции), а также п.
Поморье [1].
Список литературы
1. Антоновская Г.Н., Данилов А.В. Рекомендации по проведению сейсмологических экспедиций в Арктике /
Под ред. Н.К. Капустян. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2013. 34 с.
2. Глубинное строение и сейсмичность Карельского региона и его обрамления / Под ред. Н.В. Шарова. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2004. – 353 с.
3. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Иерархический ряд проявлений щелочно-ультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной провинции. Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск: ОАО
«ИПП «Правда Севера», 2004. – 283 с.
4. Сейсмологические исследования в арктических и приарктических регионах / коллектив авторов. Под ред.
чл.-корр. РАН Ф.Н. Юдахина. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. – 242 с.
Местонахождения вендской фауны в Архангельской
области — мировое достояние арктических
территорий: проблемы изучения и охраны
А.В. Шевелёва
Архангельскнедра
Сохранение научной ценности и уникальных особенностей территорий является одной
из важнейших задач развития Арктики. Северная территория Архангельской области входит
в арктическую зону.
На территории Архангельской области в 70—90-е годы ХХ века российскими учеными
и геологами сделаны важнейшие открытия в палеонтологии и биостратиграфии вендских
отложений. В результате проведенных российскими и мировыми учеными в 1990—1995 годах исследовательских экспедиций в Зимнебережном районе Архангельской области исследований открыто несколько уникальных геологических обнажений, имеющих высокую
научную ценность (шесть местонахождений – Лямицкое, Ярнемское, Сюзменское, Зимнегорское, Солзинское, Карахтинское). Найденные в отложениях отпечатки древней фауны не
имеют аналогов в мире. В 1993 году зимнегорские местонахождения вендской фауны — самых
древних ископаемых морских беспозвоночных — посещались рабочей группой по геологическим и палентологическим памятникам в рамках проекта ЮНЕСКО и Международного
союза геологических наук. По результатам данного посещения беломорские местонахождения протерозойских многоклеточных животных (White sea soft-bodied Proterozoic metazoans)
были включены в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
68
Местонахождения столь древних остатков животных очень редки в мире, их насчитывается не более 20, из них лишь 6 считаются достаточно крупными и представительными.
Местонахождения в Архангельской области (Зимнегорское и др.) являются крупнейшими в
мире как по биологическому разнообразию, так и по количеству окаменелостей. Они сравнимы лишь со знаменитым местонахождением эдиакарской фауны того же возраста в Южной Австралии, открытым в 1947 году. В то же время местонахождения в Архангельской области отличаются от австралийских более широким спектром типов сохранности животных
и следов их жизнедеятельности, наличием элементов других фаун мира в вендском периоде,
обилием ископаемых микроорганизмов и водорослей, сопутствующих отпечаткам животных, что значительно повышает их научную ценность [1].
Несмотря на мировое признание высокой научной ценности местонахождений вендской
фауны на территории Архангельской области, неоспоримый факт их невосполнимости и
уникальности, на сегодняшний день они не имеют охранного статуса.
По этой и другим причинам уже много лет остро стоит проблема нелегальных сборов
отпечатков вендской фауны с целью их продажи на зарубежных и российских аукционах
(стоимость образца вендской фауны достигает нескольких тысяч долларов США).
Кроме того, местонахождения подвергаются интенсивным естественным разрушениям,
что также неоднократно отмечалось в отчетах специалистов.
Изучением вендских отложений в Архангельской области на законных основаниях занимаются в основном ученые Палеонтологического института РАН им. А.А. Борисяка. Сотрудники института неоднократно направляли в адрес уполномоченных в сфере охраны окружающей среды органов государственной власти субъекта, а также в адрес распорядителей
недр федерального уровня сообщения и отчеты, содержащие сведения о нелегальных сборах
вендской фауны и необходимости принятия мер по их охране.
Создание на территориях местонахождений вендской фауны особо охраняемых природных территорий федерального значения — памятников природы позволит: установить
охранный статус местонахождений; усилить меры по сохранению естественного состояния местонахождений; увеличить эффективность научных исследований местонахождений, государственного регулирования формирования коллекций образцов и передачи их на
хранение в музеи; организовать мониторинг естественного и антропогенного разрушения
местонахождений; повысить эффективность контроля вывоза образцов вендской фауны за
границу.
Рис. Образец вендской фауны Солзинского местонахождения в Архангельской области
69
Другим важным аспектом является необходимость расширения комплексных научных
исследований на территории арктической зоны Архангельской области не только с целью
изучения доступной верхней части венда, но и построения геологического разреза для получения гипостратотипов вендских отложений для всей Восточно-Европейской платформы.
Данные исследования позволят сделать важные открытия в области палеонтологии и стратиграфии, чем внесут существенный вклад в мировую и российскую науку.
Проведенные и продолжающиеся исследования, затрагивающие только изучение доступной части венда в геологических обнажениях, позволили сделать важнейшие открытия
и доказать уникальность объекта исследований и его мировое значение. Из Зимнегорского
местонахождения отобрано более 10 тыс. отпечатков древних животных, пополнивших коллекции музеев по всему миру.
Наиболее полный разрез можно получить лишь с помощью бурения 1100—1200-метровой скважины. В результате можно получить гипостратотип вендских отложений для всей
Восточно-Европейской платформы. Причем относительная близость скважины к зимнегорским обнажениям позволит надежно увязать ее разрез с фаунистически охарактеризованными разрезами верхов докембрия на побережье. Одновременно будет получена возможность
скоррелировать низы непрерывного разреза венда со стратотипом венда, расположенном в
Московской синеклизе.
Список литературы
1. Andrey Yu. Ivantsov, Mikhail A. Fedonkin, Maxim V. Leonov, Ekaterina A. Serezhnikova, Eugeniy I. Malyutin, and
Yuriy V. Khan Unique localities for impressions of vendian metazoans in the Arkhangelsk region are in danger // Расцвет и
закат вендской (эдиакарской) биоты. Происхождение современной биосферы. Труды междунар. конференции
по проекту 493 МПГК, 20-31 августа, 2007, Москва. Отв. ред. М.А. Семихатов. – М.: ГЕОС, 2007. – С. 74—76.
ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ
АНТРОПОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В АТМОСФЕРУ
И.Н. Ярошевич, И.Н. Подрезенко
Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины
E-mail: Ira2156@yandex.ru
Источником самой большой доли загрязнений в общей среднегодовой массе на арктических поверхностях является Европа. Кроме того, именно Европа «поставляет» преимущественную долю сезонных концентраций осаждающихся сульфатов и черного углерода.
Другими словами, основные поверхностные загрязнения в каждый сезон года — зимой, весной, летом и осенью — исходят из европейских регионов [1]. Украина на сегодняшний день
является одним из главных загрязнителей атмосферы в Европе.
Главными загрязнителями атмосферы являются пыль, оксиды серы и азота и др. Они
имеют антропогенное происхождение. В основном это коксохимические заводы [3]. Основными компонентами, загрязняющими атмосферу при использовании углеводородного топлива, являются пыль, СО2, СО, NOx, SO2 и др.
На углеобогатительных фабриках при коксохимических заводах возникает необходимость совершенствования технологии обогащения. Основные принципы заключаются в
следующем: замена малопроизводительного оборудования более совершенными и производительными машинами и аппаратами с целью их сокращения; сокращение расхода воды;
70
модернизация действующего оборудования; интенсификация работы отдельных машин и
аппаратов; стабилизация расхода, крупности и плотности питания флотационных машин;
разработка и внедрение прогрессивной технологии подготовки и обогащения углей для коксования.
Основным вредным компонентом при сжигании природного газа является оксид азота, количество выбросов которых составило в 2010 году при выработке электроэнергии
76.0144×106 кг [2].
Основными видами загрязняющих веществ, выбрасываемых углеобогатительными фабриками в атмосферу, являются угольная и породная пыль, сернистый ангидрид, оксиды углерода и азота, сероводород. Объекты выброса вредных веществ — аспирационные системы,
котельные установки, сушильные агрегаты, отвалы отходов углеобогащения, объекты хозяйственно-бытового назначения.
С целью ликвидации вредного влияния отходов углеобогащения на природную среду
необходимо создание безотходной технологии обогащения, которая включает в себя два направления: создание технологий обогащения углей, обеспечивающих максимально возможное снижение выпуска отходов; утилизацию отходов углеобеспечения.
Утилизация отходов углеобогащения должна осуществляться в следующих направлениях: извлечение и использование в народном хозяйстве горючей части отходов; извлечение
ценных продуктов для других отраслей промышленности; использование для производства
строительных материалов, в том числе строительной керамики, цемента, заполнителей бетона.
Создание малоотходной технологии обогащения предполагает прежде всего применение
наиболее эффективных процессов, оборудования и технологических режимов, разработанных с учетом характеристик обогащенного угля, обеспечивающих максимальное извлечение
в концентраты сухой беззольной массы и снижение ее потерь с отходами.
Cписок литературы
1. АМАП / Куинн и др. Воздействие короткоживущих загрязнителей на климат Арктики. Технический доклад АМАП № 1, 2008 г. Программа арктического мониторинга и оценки, АМАП. Осло, Норвегия.
2. Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух различными производствами // На основе «Руководства по инвентаризации выбросов в атмосферу CORINAIR». — Донецк: Украинский научный центр
технической экологии, 2001. – 352 с.
3. Старовойт А.Г. Современное состояние коксохимической промышленности Украины и перспективы ее
развития / А.Г. Старовойт. Современные проблемы металлургии Украины: научные труды. — Днепропетровск,
2001. — Т. 3. — С. 24—33.
71
Геодинамика,
геология, стратиграфия
ПРИРОДА ДОННО-КАМЕННОГО МАТЕРИАЛА ПОДНЯТИЯ
МЕНДЕЛЕЕВА, СЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН
И.В. Валдаев, А.А. Крылов
Санкт-Петербургский государственный университет
E-mail: igvaldaev@yandex.ru
Важную роль в последнее время играют экспедиции по изучению рельефа и геологического строения дна Северного Ледовитого океана. Одной из основных задач при этом является подробное исследование пород, добытых на значительных глубинах в районах хребтов
Менделеева и Ломоносова, и установление их генезиса. Если получится доказать, что добытые породы имеют «местную» природу, они могут быть использованы для характеристики
геологического строения подводных поднятий. Эти данные могут быть использованы при
подаче Россией заявки в комиссию ООН по внешней границе континентального шельфа.
В результате наша страна может значительно расширить свои владения и получить доступ к
разработке территории, богатой различными видами полезных ископаемых.
Данная работа посвящена изучению донно-каменного материала поднятия Менделеева, находящегося в центральной части Северного Ледовитого океана. Главной целью работы
является определение источников донно-каменного материала хребта Менделеева. Следует
отметить вероятную перспективность пород региона поднятия Менделеева в качестве коллекторов на углеводороды. Методология работы заключается в применении литолого-морфологического анализа обломков донно-каменного материала с целью определения его генезиса.
Морфология обломочных частиц определяется, с одной стороны, формой частицы, с
другой — внешними особенностями ее поверхности. Изучение формы обычно называют
морфометрией, изучение поверхности — морфоскопией [3].
Для изучения были взяты образцы гравийно-галечного материала поднятия Менделеева с размером обломков более 1 см, относящиеся к роду псефитолитов согласно структурной классификации обломочных пород [2]. Обломочные зерна были изучены по признакам
окатанности/угловатости, сферичности, характеру поверхности и формы. Для исследования
обломков грубообломочных пород были проведены измерения главных осей (А — длинной,
В — средней и С — короткой) с целью определения их сферичности и формы. Оценивались
отношения B/A (средней оси к длинной) и C/B (короткой оси к средней). Определение окатанности производилось по шкале визуальной оценки окатанности Хабакова, а коэффици-
72
ент окатанности Ваделла визуально определялся по трафаретам [1]. При морфологическом
исследовании обломков изучался их внешний облик: наличие/отсутствие штриховки, следов выщелачивания, марганцевых пленок и т. п.
Образцы, изученные в работе, были подняты на немецком ледоколе Polarstern в 2008 году.
На основе литолого-морфологического анализа были сделаны некоторые выводы об источниках донно-каменного материала поднятия Менделеева. Было предположено, что они в основном были доставлены льдами/айсбергами в периоды дегляциации с островов Канадского
Арктического архипелага.
Работа поддержана грантами РФФИ-12-05-00364 и OSL-14-14.
Список литературы
1. Дмитриева Е.В., Ершова Г.И., Орешникова Е.И. Атлас текстур и структур осадочных горных пород. В 3 томах.
Том 1. Обломочные и глинистые породы. Под ред. А. В. Хабакова. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1963, 578 с.
2. Платонов М. В., Тугарова М. А. Петрография обломочных и карбонатных пород: Учебно-методическое
пособие. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет, 2004, 72 с.
3. Шванов В.Н. Песчаные породы и методы их изучения. СПб.: Недра, 1969, 248 с.
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТУРБИДИТОВ
ПАДЕЙСКОЙ СВИТЫ НИЖНЕГО-СРЕДНЕГО ДЕВОНА
СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО ПАЙ-ХОЯ
К.П. Рязанов
НМСУ «Горный»
E-mail: k-r-i-z26@mail.com
В 2013 году в рамках работ по ГДП-200 территории листа R-41-XX, XXI (Амдерминская
площадь) были изучены отложения ранне-среднедевонского возраста северо-восточного
Пай-Хоя, представленные падейской свитой (D1-2 pd). Название падейской свиты было предложено В.И. Устрицким для толщи кварцитовидных песчаников с прослоями «глинистых
и кремнисто-глинистых сланцев» [2]. В.И. Устрицкий отмечает постепенное сокращение в
разрезах свиты прослоев и пачек кварцитовидных песчаников с северо-запада на юго-восток. Фациальные разновидности разрезов падейской свиты конкретизирует А.Б. Юдина,
выделившая амдерминскую сланцево-песчаниковую (для северо-западного Пай-Хоя) и марейшорскую песчаниково-сланцевую (для юго-восточного Пай-Хоя) градации падейской
свиты [3]. В ходе изучения разрезов свиты на данной территории была установлена градация
амдерминского типа.
Цель данной работы состоит в раскрытии особенностей строения падейской свиты в Амдерминском районе на основе модели формирования накопления и образования турбидитов.
Под турбидитами принято понимать отложения мутьевых потоков на дне морей и океанов, представленные кластическими осадками разной размерности и степени окатанности.
Им свойственна определенная текстурно-структурная последовательность [1, 4], которую
мы и попытаемся использовать для интерпретации разрезов.
По результатам полевых наблюдений удалось фрагментарно охарактеризовать разрез падейской свиты (материалы предоставлены В.А. Плаксиной, ЗАО «Поляргео»). Обусловлено
это тем, что из-за региональных складчатых зон, развитых повсеместно, а также многочис-
73
ленных осложнений, представленных разрывными нарушениями и обильной микроскладчатостью, составить полный разрез свиты в Амдерминском районе проблематично.
На мысе Ливанова и на озере Черное падейская свита сложена терригенным флишем:
циклическим переслаиванием песчаников кварцевых, алевролитов и глинисто-кремнистых
сланцев. Обнажение на озере Черное предположительно характеризует верхние пачки падейской свиты.
Впервые интерпретацию данной свиты как турбидитной толщи в своей работе по осадочным палеозойским формациям Пай-Хоя предложила А.Б. Юдина для марейшорской песчаниково-сланцевой градации [3]. В отложениях падейской свиты в Амдерминском районе,
проанализировав полученные данные, удалось выделить четыре типа циклитов на основе
модели идеального цикла А. Боума (рис.):
1-й тип представляет собой полную последовательность цикла Боума, которая состоит
из шести элементов (a-f). Является проксимальным в конусе выноса;
2-й тип включает последовательность b-f, без интервала a. Является менее проксимальным по отношению к 1-му типу;
3-й тип сложен четырьмя элементами от c до f, без двух нижних интервалов a и b. Дистальный в конусе выноса;
4-й тип — это всего два верхних элемента цикла Боума: e и f. Более дистальный по отношению к 3-му типу.
По выделенным типам в разрезе близ пос. Амдерма прослеживаются последовательности турбидитов. Было выделено 44 пачки, расположенных как в прямой последовательности
74
от проксимальной к дистальной, где накопление проходило в трансгрессивно-регрессивный
этап, так и в смещенной, в которой канал стока в конусе выноса изменял свое направление.
При этом можно предположить, что типовые циклиты № 4 маркируют максимумы трансгрессий, а типовые циклиты № 1 – максимумы регрессий.
На озере Черное в разрезе было выделено 15 пачек, из которых преобладают типы циклитов № 2 и № 3. Образование осадочного материала также проходило либо в трансгрессивнорегрессивный этап, либо в этап, когда смещался канал стока в конусах выноса.
В данной работе мы убедились в том, что падейская свита в Амдерминском районе сложена турбидитами песчано-глинистого состава, демонстрирующими последовательности
цикла Боума. Изменчивость состава и мощности отложений обусловлена морфологией конусов выноса: в дистальной части, по сравнению с проксимальной, идет сокращение мощности и выклинивание нижних элементов циклитов.
Список литературы
1. Романовский С.И., Тараканов А.С., Бергер В.И. Литогеодинамический анализ угленосных и турбидитных
формаций. Методические рекомендации. Л., 1990. 116 с. (Мингео СССР, ВСЕГЕИ).
2. Устрицкий В.И. О фациальной зональности среднепалеозойских отложений Пай-Хоя и северной части
Полярного Урала // Сб. статей по геологии и нефтегазоносности Арктики. – Л.: Тр. НИИГА. – 1961. – Т. 123. –
Вып. 16. С 41-60.
3. Юдина А.Б. Кремнисто-терригенная среднедевонская формация Пай-Хоя // Осадочные палеозойские
формации Пай-Хоя: Тр. ИГ Коми фил. АН СССР. – Сыктывкар. – 1986. – Вып. 56. С. 11-19.
4. Bouma A.H. Sedimentology of Some Flysch Deposits // A graphic approach to facies interpretation. – Amsterdam:
Elsevier, 1962. – 168 p.
Четвертичные отложения и условия
осадконакопления на рубеже плейстоцена—голоцена
в долине Харбидален (архипелаг Шпицберген)
А.С. Окунев
ФГУНПП «Полярная морская геологоразведочная экспедиция»
E-mail: geoalex26@gmail.com
Район долины Харбидален расположен в кутовой части Билле-фиорда — бухте Петуния. Ширина долины достигает 2 км. Деградирующий ледник Харбибреен сформировал
протяженную зону, порядка 2 км, основной морены, а также моренные гряды. В результате
интенсивных эрозионных процессов, размывающих ледниковые отложения, за ними сформировалась целая сеть водотоков, которые образовали мощный шлейф водно-ледниковых
отложений.
Долина Харбидален ориентирована в субмеридиональном направлении и окружена
горными массивами: Хеопсфьеллет, Гизефьеллет, Биргет Джонсон, у подножия которых
распространены склоновые отложения. Наиболее интересным объектом является морская
терраса, примыкающая к склону горы Гизефьеллет и протягивающаяся с юго-востока на северо-запад. Высота террасы увеличивается в субмеридиональном направлении и составляет
57—60 м. Поверхность террасы сложена плохо окатанной галькой; ширина площадки составляет примерно 70—100 м. Мощность четвертичных отложений, которыми сложена данная
терраса, достигает 12—13 м. Верхняя пачка 1 представлена в основном (рис.) хорошо сорти-
75
Рис. Разрез морской террасы в долине Харбидален
рованными гравийниками и галечниками. Ее мощность изменяется от метра до нескольких
сантиметров по простиранию разреза. Ниже залегает пачка 2 оскольчатых алевритов с включением валунов и гальки. Эта пачка прослежена на всем протяжении обнажения и образует
цоколь морской террасы [1]. Алевриты подстилаются мощной пачкой 3 плохо сортированных
гравийников и галечников. Эту пачку также можно проследить на всем протяжении обнажения. Ее мощность увеличивается от 4 до 9—10 м. Ниже по разрезу залегает горизонт песков,
постепенно переходящий в алевриты с включением гальки и обломков раковин (пачки 4—8).
Его мощность составляет 5,5 м. В основании разреза залегает пачка 9 комковатых алевритов
с включением валунов и плохо окатанной гальки. Данную толщу можно рассматривать как
тилл, видимая мощность которого составляет чуть меньше метра. С поверхности террасы
были отобраны раковины морских моллюсков (Mya truncate (Linne)), календарный возраст
которых составил 9850±200 лет (ЛУ-7193). Верхний тилл, который образует площадку морской террасы, можно соотнести с отложениями в долине Эббадален, возможно с ранней стадией Эббадален [2], хотя возраст самого тилла намного моложе полученной даты. Нижняя
76
пачка алевритов, которая подстилается тиллом, также содержит обломки раковин и имеет
календарный возраст 15370±980 лет (ЛУ-7198), что соответствует межстадиалу Бёлинг. Расчеты палеотемпературы в этом районе во временном интервале от 15 до 10 тыс. лет показывают ее колебание около 0 °С [3]. Многие исследователи показывают, что внутренние районы
Билле-фиорда освободились от ледяного покрова только в раннем дриасе [4], тем не менее
приведенная выше датировка свидетельствует о том, что в кутовых частях фиорда намного
раньше сложилась благоприятная обстановка для развития моллюсков и, по-видимому, к
тому времени уже не существовало сплошного ледяного покрова.
С позднего плейстоцена до начала раннего голоцена происходило последовательное
обмеление бассейнов осадконакопления, что отражается в смене литологического состава
рассмотренного разреза. Снизу вверх алевриты постепенно замещаются песками, а затем
галькой и гравием. Такие фациальные изменения характерны для регрессивных условий.
Кроме того, в разрезе присутствуют два тилла. Верхний тилл относится к раннему голоцену,
а нижний, залегающий только в подстилающей части разреза и выклинивающийся в обнажение, судя по датировке вышележащих толщ, относится к поздневалдайскому времени.
Полученные данные говорят о значительном потеплении климата в начале голоцена на фоне
небольших климатических флуктуаций, что отражается в характере четвертичных отложений долины Харбидален.
Список литературы
1. Лаврушин Ю.А. Четвертичные отложения Шпицбергена. М., «Наука», 1969.
2. Piotr Klysz, Leszek Lindner. Aurelia Makowska, Leszek Marks, Lech Wysoignski // Late Quaternary glacial episodes
and sea level changnes in the northeastern Billefjorden region, Central Spitsbergen. Geologia polonica 1988, vol. 38,
№ 1-4.
3. Jan Mangerud, Trond Dokken, Dierk Hebbeln, Beathe Heggen, Olafur Ingolfsson, Jon Y. Landvik, Vagin Mejdahl, John
Inge Svendsen, Tore O. Vorren // Fluctuations of the Svalbard-Barents Sea ice sheet during the last 150000 years. Quaternary
Science Reviews 1998, vol. 17, P. 11-42.
4. Anne Hornes, Endre Før Gjermundsen, Tine Lander Rasmussen // From mountain top the deep sea- Delectation in 4D
of the northwestern Barents Sea ice sheet. Quaternary Science Reviews 2013, vol. 75, P. 78-99.
77
Твердые полезные ископаемые
Мирового океана
Железомарганцевые образования
на континентальном шельфе
Южно-Китайского моря
Н.П. Константинова
ФГУП «ВНИИОкеангеология» им. И.С. Грамберга»
E-mail: NPKonstantinova@list.ru
В настоящее время многие страны (Япония, Китай, США, Германия, Франция, Корея,
Индия, Россия и др.) проявляют повышенный интерес к изучению глубоководных железомарганцевых образований (ЖМО), являющихся потенциальными полезными ископаемыми
на ряд экономически значимых компонентов (Ni, Co, Mn, Cu, Te, Mo, Pt, Ti, Th и редкоземельные элементы (РЗЭ)). Железомарганцевые образования Южно-Китайского моря впервые были обнаружены на двух вулканических поднятиях (рис.) в период проведения сотрудниками ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» экспедиционных исследований
на континентальном шельфе Вьетнама, выполняемых в рамках контрактных работ с СОК
«Вьетгазпром». Поскольку данные образования были обнаружены в этом районе впервые, то
возникла необходимость исследования их вещественного состава с целью определения их
генезиса и практической значимости.
Основная масса изученных железомарганцевых образований Южно-Китайского моря представлена срастаниями мелкодисперсных слабокристаллизованных оксидов и гидроксидов железа и марганца в тесном срастании друг с другом. Наиболее распространенные марганцевые фазы представлены слоистыми и псевдослоистыми оксидами марганца:
вернадитом, бузеритом I, смешанослойным асболан-бузеритом и бернесситом. Среди гидроксидов железа наиболее часто встречается гетит, в меньших количествах присутствуют
Mn-фероксигит и Fe-X фаза, представляющая собой сростки ультратонких структурных
фрагментов лепидокрокита и гематита с неупорядоченной общей структурой.
Полученные результаты по содержанию рудных элементов показали, что железомарганцевые образования характеризуются пониженными значениями всех рудных элементов
и марганцевого модуля по отношению к корковым образованиям наиболее перспективных
площадей их распространения в пределах Тихого океана. Однако они сопоставимы с корковыми образованиями Курильской островной дуги, отличаясь от последних повышенными
значениями никеля. Средние значения основных рудных элементов составляют: железо —
10,68%, марганец — 8,82%, кобальт — 0,12%, никель — 0,26%.
78
Рис. Батиметрическая карта
исследуемой
площади
и
расположение гайотов, где
производилось драгирование:
1 — вулканическое поднятие 1;
2 — вулканическое поднятие 2.
По характеру изменения средних значений содержаний основных рудных и редкоземельных элементов, а также железомарганцевого модуля исследуемые морфотипы ЖМО образуют единый генетический ряд: пропитанный гидроокислами железа и марганца субстрат
→ конкреции → корки. В этом направлении происходит закономерное увеличение средних
значений содержания Fe, Cu, Co, Ni, а также Zn и Pb.
С точки зрения генезиса изученных ЖМО наибольший интерес представляет рассмотрение изменчивости содержаний группы редкоземельных элементов, которые, по мнению
многих исследователей, в частности А.Б. Дубинина [1], отражают генетические аспекты образования ЖМО.
Изученные ЖМО характеризуются пониженными значениями суммы РЗЭ, при среднем значении 0,077%. Отношение легких РЗЭ к тяжелым РЗЭ — 0,82. Во всех исследуемых
образцах четко фиксируется Ce-аномалия, среднее значение которой составляет 2,74. Эти
геохимические параметры ЖМО соответствуют нефосфатизированным пелагическим гидрогенным железомарганцевым коркам [1].
Список литературы
1. Дубинин А.В., Успенская Т.Ю., Гавриленко Г.М., Рашидов В.А. Геохимия и проблемы генезиса железомарганцевых образований островных дуг западной части Тихого океана. — Геохимия, 2008, № 12, с. 1280—1303.
79
80