Геолого-экологическая основа эффективного освоения минерально-сырьевых ресурсов Западно-Арктического шельфа России - Курсовая работа

Коллективом специалистов в области морской геологии и экологии (Морской арктической геологоразведочной экспедиции, Всероссийского научно-исследовательского института геологии и минеральных ресурсов Мирового океана, Мурманского морского биологического института КНЦ РАН, Севморгео, и ряда других организаций) разработана технология геолого-экологического картирования морских акваторий. Проблема создания многофункциональной геолого-экологической основы всех форм природопользования, обеспечивающей эффективное и экологически безопасное освоение минерально-сырьевых и биологических ресурсов Западно-Арктического шельфа России, была решена с помощью разработки концептуальных научных принципов и программно-методического обеспечения, создания и внедрения современных технологий геолого-экологического картографирования континентального шельфа; выбора оптимального комплекса методов, разработки и внедрения технических средств изучения донных биологических сообществ, осадочных комплексов платформенного чехла, новейших отложений, современного и погребенного рельефа; внедрения компьютерных технологий составления карт и разработки принципов организации Геоинформационной системы (ГИС), интегрирующей комплекты цифровых карт и базы первичных данных. В этом комплекте отражены структурные и геодинамические взаимосвязи главных тектонических элементов - Восточно-Европейской платформы, Баренцевской, Карской и Тимано-Печорской плит, Пайхойско-Новоземельской складчатой системы и Южно-Карского блока Западно-Сибирской плиты, раскрыты перспективы нефтегазоносности и закономерности размещения твердых полезных ископаемых, создана основа для проведения мониторинга природной среды. Сущность концептуального подхода к созданию Госгеолкарты России масштаба 1:1000000 на континентальный шельф сводится к следующему: 1) Госгеолокарта 1000 может создаваться не только на материалах ГСШ, но и на материалах всех ранее выполненных исследований; для решения конкретных актуальных задач возможно изучение площади листов в рамках проектов по составлению и подготовке их к изданию; В результате работы по геолого-экологической съемке шельфа и созданию комплектов Госгеолкарты 1000 на основе комплексной интерпретации полученных геологических, экологических и геофизических данных и анализа научно-исследовательских материалов впервые были составлены среднемасштабные карты и схемы, значительно уточнившие геодинамические взаимосвязи главных тектонических элементов, структуру поверхностей несогласий и мощность осадочного чехла Баренцево-Карского шельфа.В процессе геолого-экологической съемки шельфа и подготовки к изданию листов Государственной карты были разработаны научно-методические принципы картирования морского дна и технические средства для изучения новейших отложений на всю их мощность, современного и погребенного рельефа, осадочных и осадочно-вулканогенных комплексов платформенного чехла. Задачи съемки были успешно решены с помощью ряда наиболее эффективных и производительных методов: сейсмоакустического профилирования с привлечением сейсморазведки МОВ ОГТ, донного опробования грунтовой трубкой и дночерпателем, подводного фотографирования и биологического драгирования. Результаты геолого-экологической съемки шельфа и разработанные на их основе материалы Госгеолкарты 1000 подтвердили высокую перспективность на нефть и газ осадочных бассейнов шельфа Баренцева и Карского морей.

Шельф Баренцева и Карского морей в ближайшей перспективе станет одним из базовых источников углеводородного сырья Российской Федерации. Освоение нефтяных и газовых месторождений неизбежно вызовет увеличение техногенной нагрузки на морскую среду и потребует проведения серьезных природоохранных мероприятий. Арктические моря относятся к наиболее ранимым природным объектам, состояние которых определяет не только экологию всего северного прилегающего к морям сегмента суши, но и влияет на глобальные природно-климатические изменения. Однако до последнего времени отсутствовала единая научная и информационная основа ресурсной и природоохранной деятельности на шельфе.

Коллективом специалистов в области морской геологии и экологии (Морской арктической геологоразведочной экспедиции, Всероссийского научно-исследовательского института геологии и минеральных ресурсов Мирового океана, Мурманского морского биологического института КНЦ РАН, Севморгео, и ряда других организаций) разработана технология геолого-экологического картирования морских акваторий. Впервые для континентального шельфа России был реализован системный подход к изучению состояния природной среды, геологического строения и закономерностей размещения полезных ископаемых. Обобщена и глубоко проанализирована с использованием геоинформационных методов геологическая, геофизическая и экологическая информация, полученная в ходе многолетних научно-исследовательских работ на Баренцево-Карском шельфе [3].

Проблема создания многофункциональной геолого-экологической основы всех форм природопользования, обеспечивающей эффективное и экологически безопасное освоение минерально-сырьевых и биологических ресурсов Западно-Арктического шельфа России, была решена с помощью разработки концептуальных научных принципов и программно-методического обеспечения, создания и внедрения современных технологий геолого-экологического картографирования континентального шельфа; выбора оптимального комплекса методов, разработки и внедрения технических средств изучения донных биологических сообществ, осадочных комплексов платформенного чехла, новейших отложений, современного и погребенного рельефа; внедрения компьютерных технологий составления карт и разработки принципов организации Геоинформационной системы (ГИС), интегрирующей комплекты цифровых карт и базы первичных данных.

Фактической основой для работы послужили геологические материалы и эколого-геохимические данные, полученные за 30-летнюю историю исследований Баренцево-Карского шельфа и прилегающих территорий Северо-Западного региона России. В работе были использованы материалы геологических и эколого-геохимических съемок на шельфе, материке и островах. Привлекались также все доступные данные морских геофизических исследований (сейсморазведочных, гравиметрических и магнитометрических работ), глубокого поисково-разведочного и инженерно-геологического бурения, а также опубликованные ранее геологические, экологические, тектонические, литолого-фациальные и палеогеографические карты. Главным конечным результатом явилось создание листов Государственной геологической карты России масштаба 1:1000000 (Госгеолкарты 1000), охватывающих акваторию Баренцева и Карского морей и прилегающих районов суши. Это уникальный по своему содержанию комплект материалов, который всесторонне и комплексно освещает геологическое строение стратегически важного региона, включает исчерпывающие сведения о месторождениях, проявлениях полезных ископаемых и прогнозных ресурсах углеводородов, дает оценку состояния окружающей среды обширной (более 1,5 млн. кв. км) площади Баренцево-Карского шельфа.

В этом комплекте отражены структурные и геодинамические взаимосвязи главных тектонических элементов - Восточно-Европейской платформы, Баренцевской, Карской и Тимано-Печорской плит, Пайхойско-Новоземельской складчатой системы и Южно-Карского блока Западно-Сибирской плиты, раскрыты перспективы нефтегазоносности и закономерности размещения твердых полезных ископаемых, создана основа для проведения мониторинга природной среды.

1. Сущность концептуального подхода к созданию Госгеолкарты России

Сущность концептуального подхода к созданию Госгеолкарты России масштаба 1:1000000 на континентальный шельф сводится к следующему: 1) Госгеолокарта 1000 может создаваться не только на материалах ГСШ, но и на материалах всех ранее выполненных исследований; для решения конкретных актуальных задач возможно изучение площади листов в рамках проектов по составлению и подготовке их к изданию;

2) Допускается различная степень отображения геологического строения дна акваторий в пределах одного номенклатурного листа Госгеолкарты 1000;

3) Главным критерием пригодности материалов листа к изданию является полнота и объективность интерпретации всех доступных данных, выполненной на современном научном и техническом уровне, и обоснованность оценки перспектив на углеводороды;

4) Широкое использование компьютерных технологий на всех стадиях картосоставительского процесса: от создания банков первичных данных до построения оригинал-макетов карт и создания их цифровых моделей, обеспечивающих поэтапное выделение и обработку тематических слоев геологической информации.

Положения нового концептуального подхода были реализованы в Инструкции по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1000000 (третьего поколения), издательствоо ВСЕГЕИ, СПБ, 2003. Важнейшими отличиями Госгеолкарты 1000/3 от Госгеолкарты 1000 (новая серия) являются: 1) расширение количества обязательных карт;

2) повышение внимания к эколого-геологическим проблемам и геолого-экономической оценке территории;

3) отображение на картах современных данных о строении дна акваторий внутренних морей и континентального шельфа;

4) подготовка опережающей базы картографируемых подразделений (серийных легенд); опережающая подготовка геофизической, геохимической и дистанционной основ;

5) переход на компьютерные технологии составления и издания комплектов карт, существенно расширяющие информационную емкость комплектов и открывающие новые возможности для пользователей;

6) переход на полистную разграфку и точную цифровую топографическую основу, что расширяет возможности оперативного использования специализированной геофизической, геохимической и дистанционной информации, а также информации по другим природопользовательским аспектам как на этапе составления карт комплекта, так и при решении последующих интерпретационных и пользовательских задач;

7) возможность перманентной актуализации всех материалов также составляет важный новый аспект третьего поколения Госгеолкарты 1000/3.

Третье поколение Госгеолкарты 1000 было задумано как составной элемент геолого-картографической информационной аналитической системы недропользования «Региональная геология и металлогения России». Кроме взаимосогласованных полистных комплектов карт геологического содержания, в ее состав входят компьютерные базы данных.

2. Принципы и методика построения карт на шельфе

Особенности геолого-экологического картирования шельфа обусловлены: 1) неравномерной и в целом меньшей по сравнению с сушей геолого-геофизической изученностью;

2) доминирующей ролью геофизической информации;

3) принадлежностью к закрытым, в основном платформенным областям с многоярусным строением;

4) разворотом картосоставительских работ по существу в первом поколении, но с применением всех современных достижений компьютерной технологии.

2.1 Геофизическая основа

Геофизическая основа интегрирует данные гравиметрических и магнитометрических исследований, которые были обработаны и проанализированы на современном технологическом уровне и представлены в цифровой форме. На базе построенных карт и трансформаций выполнено районирование территории по особенностям аномального магнитного и гравитационного поля. С привлечением сейсмических материалов и двумерного моделирования построены глубинные геолого-геофизические разрезы, отображающие строение земной коры и осадочного чехла по сечениям, которые в наибольшей мере характеризуют основные структуры региона.

2.2 Геологическая карта дочетвертичных образований

Геологическая карта дочетвертичных образований на шельфе построена методом прослеживания границ выхода на поверхность предчетвертичного денудационного среза сейсмостратиграфических единиц, обладающих специфическим отражением в волновом поле. Их вещественная характеристика и возрастная привязка основаны на материалах параметрического и поискового бурения, а также данных по прилегающим островам. Детальность расчленения разреза определялась структурно-формационными различиями, а также качеством сейсмической записи на доступных материалах. Сейсмостратиграфическая схема исследуемого района основывается на прослеживании поверхностей сейсмических несогласий по сети региональных профилей МОВ ОГТ. Для анализа мезозойской части разреза использовались также данные сейсмоакустических исследований. Геологическая карта дочетвертичных образований сопровождается структурными картами и разрезами, схемами тектонического и структурно-формационного районирования, легендой и схемой корреляции картографируемых подразделений, дающими объемную характеристику геологического пространства.

В пределах акваторий на геологической карте отображены следующие элементы: 1) поля распространения стратифицированных осадочных, осадочно-вулканогенных образований, расчлененных по возрасту и составу на системы, отделы и ярусы;

2) разрывные нарушения с разделением по рангам, морфологии и достоверности; изогипсы основных опорных отражающих горизонтов;

3) поля распространения интрузивных пород в прибрежных зонах, где они залегают непосредственно под четвертичными отложениями.

По детальности построенные карты шельфа вполне сопоставимы с картами платформенных районов суши.

Все показанные на карте, разрезе и схеме корреляции геологические подразделения всесторонне охарактеризованы в тексте «Объяснительной записки».

2.3 Карта четвертичных отложений

Карта четвертичных отложений составляется по литолого-стратиграфо-генетическому принципу на основе результатов сейсмоакустического профилирования, эхолотирования, донного опробования и бурения, с широким использованием приемов корреляции и аналогии со сходными по истории развития в кайнозое участками суши.

Детальность расчленения зависит от мощности отложений и сейсмогеологических условий. Четвертичные образования расчленяются на 3-4 подразделения (например, ранне-среднечетвертичные, средне-верхнечетвертичные и современные звенья), при этом отображаются особым крапом поля развития погребенных звеньев. Важным элементом карты является показ мощности четвертичных отложений в изопахитах.

Методика сейсмостратиграфического анализа материалов сейсмоакустического профилирования была разработана в МАГЭ и АМИГЭ. При этом в составе четвертичного чехла Кольского шельфа было выделено три сейсмоакустических комплекса, отождествленных с крупными трансгрессивными циклами (ранний, средний и поздний неоплейстоцен, голоцен). В южной части Баренцева (Печорского) моря, где мощность и стратиграфическая полнота разреза молодого осадочного чехла оказались существенно выше, в его составе были установлены пять комплексов (нижне-и верхнеплиоценовый, нижне-, средне- и верхне-неоплейстоценовый, голоценовый). Проведенное АМИГЭ инженерно-геологическое бурение подтвердило принципиальную обоснованность предложенных схем.

2.4 Карта современных отложений

Карта современных отложений (литологическая карта поверхности дна) составляется на батиметрической основе по литолого-генетическому принципу по результатам донного опробования и лабораторных литолого-геохимических исследований. На карте показываются: цветом - поля развития гранулометрических типов отложений поверхности морского дна; крапом - вещественно-генетические типы отложений (терригенные, биогенные, хемогенные, вулканогенные и полигенные) и реликтовые терригенные образования (эдафогенные и палимпсестовые).

3. Геологические результаты, их новизна и практическое значение

Обработанные с использованием информационных технологий основополагающие сведения по геологическому строению, полезным ископаемым и экологической обстановке Баренцево-Карского шельфа, интегрированные в комплектах листов Государственной геологической карты, являются основой для анализа состояния минерально-сырьевой базы региона, прогноза прироста запасов и экологически безопасного освоения ресурсов.

3.1 Региональные особенности геологического строения

В результате работы по геолого-экологической съемке шельфа и созданию комплектов Госгеолкарты 1000 на основе комплексной интерпретации полученных геологических, экологических и геофизических данных и анализа научно-исследовательских материалов впервые были составлены среднемасштабные карты и схемы, значительно уточнившие геодинамические взаимосвязи главных тектонических элементов, структуру поверхностей несогласий и мощность осадочного чехла Баренцево-Карского шельфа.

Тематические карты отдельных комплектов в основном сопоставимы концептуально и корректно, с картографических позиций, увязаны между собой по рамкам листов. Это позволяет, используя преимущества ГИС-технологий, относительно легко сложить «мозаику» из отдельных тематических карт, дающую целостное представление о том или ином аспекте геологического пространства всего региона. Такое представление, в первую очередь, формируется при взгляде на макет, составленный из отдельных листов Геологической карты (рис. 1). Безусловно, главная в комплекте «Геологическая карта дочетвертичных образований» наиболее полно отображает региональные черты геологического строения.

Рис. 1. Геологическая карта дочетвертичных образований

Из цифровых макетов отдельных комплектов также создана схема тектонического районирования с корректным топологическим соотношением структур разного ранга. В качестве объектов высшего ранга (региональные структуры) на ней показаны платформы (плиты) и складчатые системы. В пределах шельфовых и материковых плит (цветом) выделены надпорядковые структуры: синеклизы, моноклизы, структурные области, краевые прогибы. К структурам первого порядка отнесены моноклинали, прогибы, мегавалы, региональные ступени. Самый низший ранг - структуры второго порядка - включает ступени, котловины, валы, поднятия, седловины. Такая унифицированная тектоническая схема для региона создана впервые. Эта схема, как в полистном исполнении, так и в сводном виде, явилась основой нефтегазогеологического районирования для уточненной «Схемы прогноза нефтегазоносности»

3.2 Общее структурно-тектоническое районирование региона

Российский сектор шельфа Баренцева моря и Карский шельф с прилегающими районами суши в тектоническом отношении включают часть Восточно-Европейской платформы, а также фрагменты Баренцевской (или Свальбардской), Карской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской плит, которые разделены Пайхойско-Новоземельским складчатым поясом. Новизна составленных карт, в данном аспекте, состоит в выявлении и обосновании структурных и геодинамических взаимосвязей тектонических элементов шельфа и его материкового и островного обрамления.

Особенности тектонических и геодинамических процессов преобразования литосферы, которые запечатлены в современной структуре земной коры, реконструированы на тектонических картах и обоснованы в тексте «Объяснительной записки».

Границей Восточно-Европейской и Западно-Арктической платформ служит тектонический шов, отделяющий складчатый пояс Канино-Варангерских байкалид от кристаллических архейско-раннепротерозойских комплексов Балтийского щита и перикратонных отложений рифея Русской плиты.

Южную часть Западно-Арктической платформы занимает Тимано-Печорская плита с верхнепротерозойским, байкальским складчатым фундаментом, выступающим на поверхность в Канинском горсте. Примыкающая к ней Баренцевская плита сформировалась на гетерогенном основании, в состав которого входят как блоки гренвильского (на северо-востоке) фундамента, так и байкальского (в пределах пограничного с Тимано-Печорской плитой флексурно-сбросового пояса). В центральной части Южно-Баренцевской синеклизы фундамент глубоко переработан и возможно замещен корой субокеанического типа [14].

С северо-востока Тимано-Печорскую и Баренцевскую плиты ограничивает Пайхойско-Новоземельский коллизионный пояс, образуя в прилегающих частях плит систему краевых прогибов и надвиговых дислокаций. В геодинамическом отношении становление орогенического пояса обусловлено развитием сопряженных с ним Восточно-Баренцевской и Южно-Карской рифтовых систем.

Осевую часть Новой Земли занимает Северо-Новоземельский антиклинорий, где обнажены рифейские и нижнепалеозойские породы. Краевые зоны дислокаций (Западно-Новоземельская, Карский синклинорий), а также Кармакульская седловина сложены в основном породами верхнего палеозоя. Складчатые структуры Пайхойско-Новоземельского пояса в Карском море перекрыты мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты.

Западно-Сибирская плита представляет собой крупнейший мезозойско-кайнозойский бассейн, наложенный на разнородные структуры древних платформ и складчатых поясов, слагающие его гетерогенный фундамент.

В пределах шельфового фрагмента Западно-Сибирской плиты выделены Южно-Карская синеклиза и Приновоземельская моноклиналь, где под подошву четвертичных отложений последовательно выходят комплексы палеогена - верхней юры.

3.3 Строение четвертичных и современных отложений

К началу планомерных работ МАГЭ по изучению верхнекайнозойского чехла о его строении не было известно почти ничего: редкие сведения по литологии донных осадков сопоставлялись с поверхностными образованиями смежных наземных частей Печорской и Западно-Сибирской внутриматериковых плит.

В ходе геологической съемки шельфа нашли свое решение многие спорные вопросы возраста и генезиса молодых отложений, от которых зависели практические пути поисков россыпей, разработки неотектонических критериев нефтегазоносности.

Первый опыт издания комплекта геолого-съемочных карт на Кольском шельфе был осуществлен МАГЭ в 1987 г. (Скоробогатько А.В.). С началом проведения ГСШ в Карском море выяснилось принципиальное подобие строения верхнекайнозойского чехла щельфовых областей Баренцевской окраинно-материковой и Печорской, Западно-Сибирской внутриматериковых плит.

По результатам съемки в Карском море впервые на российском арктическом шельфе были установлены миоценовые аллювиальные и дельтовые образования, характеризующиеся косослоистой сейсмозаписью на сейсмограммах и выполняющие глубокие палеодолины и тела бокового наращивания. Они полностью соответствуют континентальным отложениям абросимовской свиты Западной Сибири. Эти и другие факты подтвердили идеи о региональном аплифте арктических материковых окраин в олигоцене и миоцене, крупной регрессии и значительных (до сотен метров) величинах эрозионного среза, явившихся депрессионными факторами, благоприятными для переформирования залежей углеводородов.

В ходе геологической съемки на Приновоземельских листах были достоверно установлены пределы распространения максимального (днепровско-московского на Русской платформе, самаровско-тазовского в Сибири) и последнего (поздневалдайского на Русской платформе, сартанского в Сибири) оледенений. Их донные и конечные морены зафиксированы на склонах Новоземельского орогена и вала Адмиралтейства до глубин 200 и 120 м, что соответствует оценкам величин одновозрастных регрессий и подтверждает модель минимального растекания материковых льдов.

В то же время, съемка выявила широчайшее развитие всех типов ледниково- и ледово-морских осадков (в том числе так называемых диамиктонов), которые входят составной частью во впервые выделенную Г.Г. Матишовым (1984) формацию океанического перигляциала. Материалы проведенной МАГЭ геологической съемки шельфа в совокупности с опубликованными данными других организаций легли в основу карт четвертичных отложений всех комплектов Госгеолкарты масштаба 1:1000000. Сводная карта масштаба 1:2500 000 (рис. 2), дающая представление о четвертичных отложениях региона в целом, составлена Н.В. Маркиной (по макетам Д.А. Костина и др.) на основе ГИС.

Рис. 2. Карта четвертичных отложений

По данным сейсмоакустических работ, выполненных в 2000-2002 гг. при изучении северных районов Баренцева моря, прилегающих к архипелагу Земля Франца-Иосифа), было установлено, что позднекайнозойские образования, средняя мощность которых здесь составляет 10-20 м, представлены в северной части листа ледниково-морскими, а в южной - преимущественно морскими отложениями. Максимальные мощности четвертичных отложений приурочены к моренным отложениям, слагающим выраженные в рельефе морского дна гряды, и глубоким впадинам с ледниково-морским осадконакоплением. Минимальные мощности и участки практического отсутствия отложений характерны для областей ледниковой экзарации и современной донной абразии вблизи береговой черты и унаследованных поднятий. Мощность голоценовых отложений на акватории изменяется от первых сантиметров до 3 м. Минимальные мощности характерны для сводов возвышенностей, максимальные - для днищ желобов и впадин, а также фиордов архипелагов Новая Земля и Земля Франца Иосифа, где происходит современное ледниково-морское осадконакопление.

Наибольшее распространение на площади получили отложения верхнего звена неоплейстоцена и голоцена, образования нижнего-среднего неоплейстоцена установлены только на юге, в пределах Адмиралтейской возвышенности и частично впадины Альбанова. Более древние четвертичные образования и формы рельефа на большей части изученной акватории были денудированы в результате экзарационной деятельности поздневалдайских ледников, которыми и был сформирован своеобразный тип рельефа, в значительной мере сохранившийся при последующей трансгрессии. Это может быть связано с очень быстрым повышением уровня моря в условиях «ледникового» берега.

Таким образом, выполненное МАГЭ картирование неоген-четвертичных отложений принесло ряд принципиально новых теоретически, методически и практически важных геолого-геоэкологических результатов. К их числу относится, в первую очередь, разработка приборно-аппаратурного комплекса и методики сейсмостратиграфического анализа и комплексной интерпретации материалов непрерывного сейсмоакустического профилирования и донного опробования. Были также выявлены неотектонические критерии нефтегазоносности, обнаружены глубочайшие речные палеодолины, неоднократно существовавшие на шельфе в эпохи регрессий, установлен бассейновый генезис песчано-глинистых диамиктонов, слагающих основную часть разреза, выявлены следы выпахивающей деятельности айсбергов.

Для картирования типов современных донных отложений и их вещественного состава были использованы результаты гранулометрического, минералогического, полуколичественного спектрального анализов и описаний грунтовых колонок из полевых журналов. Литологическая карта поверхности морского дна составлена по литолого-генетическому принципу. В основу ее легенды положена система условных обозначений, предложенная Б.Г. Лопатиным и В.И. Гуревичем (1986).

Современные отложения на акваториях Баренцева и Карского морей представлены всем спектром гранулометрического состава (от крупных валунов до чистых пелитов). Основными факторами, контролирующими распределение осадков, являются рельеф дна, глубина моря и гидродинамический режим.

По содержанию различных размерных групп выделены следующие типы осадков: моногранулярные, переходные и смешанные. Моногранулярные осадки, сложенные одной доминирующей фракцией (более 75%), занимают в пределах акватории ограниченные площади.В основном эти осадки сложены песками, алевритами и пелитами.

Осадки переходного типа (бигранулярные) сложены преобладающей (от 50 до 75%) и дополняющей (от 25 до 50%) фракцией. Эти отложения занимают большую часть изученной акватории и представлены песчаным гравием, гравийным песком, алевритовым песком, песчаным алевритом, пелитовым алевритом и алевритовым пелитом.

Распределение отложений переходного типа характеризуется приуроченностью к определенным формам рельефа дна. На положительных формах рельефа до глубин порядка 100 м формируются осадки с преобладанием песчаной составляющей. На глубинах от 100 до 300 м происходит осаждение взвешенных в воде тонких пелитовых и алевритовых частиц. На участках, где глубины более 300 м, в условиях пониженной гидродинамической активности происходит формирование тонкофракционных осадков из взвеси. В этих же условиях формируются смешанные алеврито-пелитовые осадки, медианный диаметр которых в целом уменьшается с увеличением глубин моря.

К осадкам смешанного типа относятся тригранулярные (миктиты), сложенные тремя взаимодополняющими группами фракций (25-50%), и полигранулярные (полимиктиты), сложенные четырьмя и более взаимно дополняющими (25-50%) группами фракций. Миктиты и полимиктиты, содержащие значительное количество крупно# и грубообломочных фракций (гравийно-алеврито-песчаные, галечно-гравийно-песчано-алевритовые), развиты на глубинах от 100 до 150 м.

В пределах изученной акватории выделены все группы современных осадков, при явном преобладании глинистых разностей. В настоящее время в основном накапливаются терригенные осадки с незначительной примесью биогенных и хемогенных компонентов. Почти во всех типах осадков имеется примесь грубообломочного материала айсбергового и ледового разноса. Для современных осадков характерно накопление наиболее устойчивых минералов, таких как циркон, гранат, черные рудные. Геохимические аномалии с повышенными концентрациями металлов (V, Cr, Zn, Cu, Pb) обусловлены природными факторами и чаще связаны с бурыми илами, отложенными в глубоких впадинах. геологический карта арктический шельф

4. Ресурсный потенциал

Исследованный район расположен в пределах Баренцевской шельфовой плиты и Южно-Карской синеклизы, сложенных мощными осадочными толщами палеозоя и мезозоя - кайнозоя. Шельфовые области разделены горно-складчатым поясом архипелага Новая Земля, где на поверхность выступают протерозойские метаморфические и палеозойские осадочные и вулканогенные образования, прорванные интрузивными комплексами раннекиммерийских гранитоидов.

С породами среднего-позднего рифея, венда и палеозоя, которые обнажены на поверхности современного эрозионного среза складчатых структур архипелага Новая Земля, связаны месторождения и проявления меди, марганца, полиметаллических руд, флюорита. Дальнейшие перспективы развития минерально-сырьевого потенциала этого региона Российской Арктики связываются с марганцем, полиметаллическими рудами, благородными металлами, а из нерудных полезных ископаемых - с плавиковым и оптическим сырьем (флюорит, горный хрусталь).

С осадочными чехлами материковых и шельфовых плит связаны главным образом месторождения нефти и газа. Основой для уточнения нефтегазогеологического районирования и оценки прогнозных ресурсов нефти и газа послужила унифицированная схема тектонического районирования структурных элементов осадочного чехла.

Подготовленные листы Госгеолкарты 1000 охватывают северную часть Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (НГП), Восточно-Баренцевскую НГП и Западно-Баренцевскую НГП, самостоятельную Кольскую ПНГО, акваториальную часть Западно-Сибирской НГП. К ним также принадлежат самостоятельные Адмиралтейско-Предновоземельская и Северо-Карская, возможно, нефтегазоносные области (ВНГО).

Крупнейшие газоконденсатные месторождения Баренцева моря (Штокмановское, Ледовое) пространственно и генетически связаны со структурами Восточно-Баренцевского прогиба. В пределах Восточно-Баренцевской и Западно-Баренцевской НГП открыты также газовые месторождения - Лудловское, Северо-Кильдинское и Мурманское (рис. 3).

Нефтяные месторождения открыты пока только в Тимано-Печорской НГП. На шельфе этой провинции также открыты нефтегазовые и газоконденсатные месторождения. В пределах провинции расположено 33 месторождения углеводородов, в числе которых более 10 крупных. Как на суше, так и в шельфовой части этой провинции к настоящему времени выявлено и подготовлено к глубокому бурению более 100 перспективных объектов, что позволяет рассчитывать в будущем на значительный прирост перспективных ресурсов и разведанных запасов углеводородов.

В Восточно-Баренцевской НГП наиболее перспективны триасовый и юрско-барремский НГК. В Южно-Баренцевской НГО наибольшие перспективы связаны с Андреевской и Северо-Мурманской ступенями, которые со держат подготовленные объекты, перспективные на газ, в триасовом НГК.

Рис. 3. Схема прогноза нефтегазоносности

Уникальные газоконденсатные месторождения Карского шельфа (Ленинградское, Русановское) и севера Ямала (Малыгинское) расположены в сводах межрифтовых блоков внутренней рифтогенной области Южно-Карской синеклизы. Свыше 80 выявленных локальных структур в Западно-Карской и Восточно-Карской ВНГО, северных частях Ямальской и Гыданской НГО дают основание считать этот регион важнейшим потенциальным резервом прироста запасов углеводородного сырья. Перспективы открытия залежей на Приновоземельской моноклинали связываются с литолого-стратиграфическими ловушками в зонах выклинивания нижне-среднеюрских отложений.

Дальнейшие геологические исследования должны быть сконцентрированы на следующих направлениях: 1) выявление зон нефтегазонакопления в слабоизученных районах Канинской ПНГО, Коргинской НГО, Гыданской НГО, Западно-Карской ВНГО;

2) изучение особенностей строения нижних горизонтов осадочного чехла в пределах известных зон нефтегазонакопления;

3) оценка возможностей сейсморазведки в комплексе с гравиметрией и магнитометрией для поисков и картирования зон развития неантиклинальных и комбинированных ловушек.

5. Оценка геоэкологической обстановки

Оценка загрязнения донных ландшафтов изученной акватории Баренцева и Карского морей свидетельствует, что все аномалии и максимальные содержания поллютантов в придонных средах довольно редко превышают существующие уровни ПДК, а зачастую, в десятки раз меньше. Картируемые аномалии являются геохимическими, показывающими тенденцию к накоплению того или иного загрязнителя в определенном районе.

Однако вызывает опасение факт обнаружения в придонных водах и макробентосе акватории значимых количеств хлорорганических пестицидов (сумма ДДТ и ПХБ), которые имеют чисто техногенную природу и, стало быть, принесены течениями из районов, подверженных антропогенному загрязнению. По существующему уровню ПДК присутствие данных соединений в морских водоемах недопустимо. Таким образом, усиление техногенного пресса на берегу, несмотря на длительный путь миграции хлорорганических поллютантов, отзывается концентрированием их в придонных средах.

Наиболее подвержена контаминации область акватории, прилегающая к архипелагу Новая Земля. К областям умеренного загрязнения относятся залив Моллера, устье р. Безымянной и район вокруг пролива Маточкин Шар. В дополнение к комплексу тяжелых металлов (Ni, Cu, Pb, Zn, Co) здесь зафиксированы аномалии по ГХЦГ, ПХБ, ДДТ. При этом если концентрации металлов связаны с природными аномалообразующими объектами, то компоненты хлорорганических соединений имеют явно антропогенную природу.

В целом бассейн находится под преимущественным влиянием холодных и чистых водных масс из Северного Ледовитого океана, что способствует самоочищению придонных сред. Слабо повышенные концентрации поллютантов приурочены к осадкам пелитовой размерности, обладающим высокими сорбционными свойствами. Бентосные сообщества исследованного региона в целом имеют естественный, ненарушенный характер.

Таким образом, акватория арктических морей относится к областям, которые пока еще относительно слабо затронуты техногенным воздействием. Тем не менее, прибрежные районы, в особенности Кольский залив, отличаются значительной степенью загрязнения тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк), фенолами и нефтепродуктами. Очевидно, что современная экологическая ситуация на шельфе и, в первую очередь, в Кольском заливе, нуждается в постоянном контроле.

6. Практическая реализация результатов

Изданные комплекты) разосланы заинтересованным научным и производственным организациям. Они практически используются для организации природоохранного мониторинга на шельфе арктических морей, проведении работ по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС), для создания научно-технической продукции, в том числе сводных тематических карт, планирования дальнейших геолого-поисковых работ, в учебном процессе, а также для защиты геополитических интересов России при делимитации границ в Арктике.

Опубликованные данные привлекают большой интерес коммерческих нефтяных и газовых компаний, в том числе зарубежных. Комплекты цифровых карт, базы и банки первичных данных будут востребованы длительное время и войдут в состав информационной системы недропользования России.

Материалы на электронных носителях, сопровождаемые банками справочных и первичных данных, образуют надежную информационную базу для сравнительной оценки отдельных районов и в этом отношении являются ценным справочным пособием для широкого круга специалистов и научных работников, изучающих геологию и экологию арктического шельфа России. Они призваны удовлетворить потребность в систематизированной информации о геологическом строении недр и состоянии природной среды, необходимой специалистам и руководителям разного ранга для принятия хозяйственных и управленческих решений по направлению дальнейших геологоразведочных работ и стратегическому планированию освоения нефтегазовых ресурсов шельфа с учетом снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Выполненные исследования существенно пополняют государственную информационную базу данных о геологии и полезных ископаемых северных морей России. Они содержат также информацию о фоновом состоянии морской среды, включая биотическую компоненту, гидрохимические и гидрологические характеристики, об источниках и уровне загрязнения, позволяют оценить существующую антропогенную нагрузку и ее динамику на перспективу в условиях возрастающей хозяйственной активности в пределах высокоперспективных на нефть и газ Баренцевоморского и Южно-Карского осадочных бассейнов.

Экономический эффект, связанный с рациональным размещением объемов геологоразведочных работ по государственному заказу и привлечением инвестиций при организации лицензионных раундов на основе полученной информации, может составить сотни млн. руб.

В процессе геолого-экологической съемки шельфа и подготовки к изданию листов Государственной карты были разработаны научно-методические принципы картирования морского дна и технические средства для изучения новейших отложений на всю их мощность, современного и погребенного рельефа, осадочных и осадочно-вулканогенных комплексов платформенного чехла. Задачи съемки были успешно решены с помощью ряда наиболее эффективных и производительных методов: сейсмоакустического профилирования с привлечением сейсморазведки МОВ ОГТ, донного опробования грунтовой трубкой и дночерпателем, подводного фотографирования и биологического драгирования. К общим научно-техническим достижениям, оказавшим огромное влияние на методику геолого-экологического картирования и концепцию создания Госгеолкарты 1000, относится внедрение современных компьютерных геоинформационных технологий.

Результаты геолого-экологической съемки шельфа и разработанные на их основе материалы Госгеолкарты 1000 подтвердили высокую перспективность на нефть и газ осадочных бассейнов шельфа Баренцева и Карского морей. Были прослежены структурные связи Баренцевоморского и Южно-Карского осадочных бассейнов с известными зонами нефтегазонакопления в пределах Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций.

В ближайшем будущем в пределах Баренцево-Карского шельфа будут активизированы геологоразведочные работы, направленные на прирост запасов нефти и газа, а в дальнейшем и морской нефтегазодобычи. Это будет стимулировать развитие инфраструктуры и промышленности региона, создание новых рабочих мест, однако, неизбежно приведет к возрастанию техногенного пресса на окружающую среду.

Систематизированные материалы, представленные в конечном результате в виде цифрового геоинформационного комплекта, показывают, что акватория арктических морей пока еще относительно слабо затронута техногенным воздействием. Эти данные послужат точкой отсчета для дальнейшего мониторинга окружающей среды.

1. Беляев В.Н., Казанин Г.С., Шкарубо Г.С. Состояние геологического картирования арктического шельфа России: достижения и проблемы. Санкт-Петербург 2000 г

2. Верба М.Л., Матвеев Ю.И., Ржевский Н.Н. Опорные геофизические профили на арктическом шельфе. Разведка и охрана недр. 1997 г

3. Казанин Г.С., Иванов В.Л., Матишов Г.Г. Создание современных технологий картирования в качестве геолого-геофизической основы освоения минерально-сырьевых ресурсов Северо-Западного шельфа России. Экология и промышленность России. 2004 г

Размещено на