ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Общие вопросы разведочной геофизики

Поток документов по разведочной геофизике в 2011 году составил 945 ед. хранения. Он представлен 909 отчетами и 36 проектами. В 2010 году мощность потока составила 691 ед., в 2009 г. - 734 ед., а в 2008 г. – 585 ед. (табл. 3). Распределение информационного материала по тематическим рубрикам ФГУНПП «Росгеолфонд» представлено ниже в таблице 5.

Таблица 5

Распределение потока отчетов о геофизических исследованиях по тематическим

рубрикам

Тематические рубрики	Количество документов
	единиц	процентов
Общие вопросы разведочной геофизики	1	0,1%
Геолого-геофизические обобощения	228	24,1%
Геофизические исследования в скважинах	150	15,9%
Геофизические методы разведки. Комплексирование	22	2,3%
Гравиразведка	12	1,3%
Магниторазведка	2	0,2%
Сейсморазведка	498	52,7%
Электроразведка	25	2,7%
Сейсмология	1	0,1%
Физические свойства горных пород	6	0,6%
ВСЕГО	945	100,00%

Из 945 документов 30 были отнесены к классу тематических и научно-исследовательских, причем составители настоящего обзора смогли воспользоваться 28-ю из них.

Отобранные материалы количественно отражаются в рубриках ФГУНПП «Росгеолфонд» следующим образом:

геофизика – 4 ед.,

геология морская – 1 ед.,

поиски и разведка – 1 ед.,

геолого-геофизические обобщения – 7 ед,

геофизические методы разведки – 7 ед.,

сейсморазведка – 2 ед.,

электроразведка – 2 ед.,

геофизические исследования в скважинах – 1 ед.,

сейсмология – 1 ед.,

лабораторные методы исследований ядерно-физические – 1 ед.

Учитывая невозможность сортировки представленной многоаспектной информации по рубрикам классических рубрикаторов, основывающихся на физической сущности геофизических методов разведки, составителями обзора было принято решение классифицировать представленный материал в соответствии с его характером по разным основаниям деления: по целям, решаемым задачам исследований, масштабам и др., с одной стороны, и по методам, с другой:

3.1. Общие вопросы разведочной геофизики;

3.2. Морские геофизические исследования;

3.3. Геолого-геофизические модели земной коры и месторождений. Картирование. Опорные геолого-геофизичесие профили;

3.4.  Комплексирование геофизических методов;

3.5. Сейсморазведка;

3.6. Электроразведка;

3.7. Геофизические исследования скважин;

3.8. Сейсмология.

Имеется довольно значительная доля отчетов, которые можно отнести сразу к нескольким подразделам. Исполнители в этом случае относили работу только к одному подразделу, который они считали по тексту документа самым весомым. При этом ссылки на другие подразделы не делались.

3.2. Морские геофизические исследования

В настоящее время большой интерес к геологии стали проявлять не только специалисты-геологи, но и правительства многих стран в связи с установлением границ континетального шельфа и возможным юридическим закреплением границ за государствами. В этой связи в 2005-2008 гг. ВНИИОкеангеология, МАГЭ и «Севморгео» провели комплексные геолого-геофизические исследования на поднятии Менделеева и хребте Ломоносова, а также в зонах их сочленения с шельфом Восточно-Арктических морей. Это позволило ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» в 2008 г. составить проект «Подготовка геолого-геофизических материалов по проблеме внешней границы континентального шельфа Российской Федерации». Поставленная цель, согласно проекту, достигалась без проведения полевых работ, но с опорой на опыт и результаты исследований прошлых лет, путем решения следующих задач:

1. Подготовка геолого-геофизических и геодезических материалов для ведения банка данных о внешних границах континентального шельфа Российской Федерации.

2. Разработка предложений к порядку ведения банка данных о внешних границах континентального шельфа Российской Федерации (состав данных и порядок доступа к ним).

3. Создание карты мощности осадочного чехла Арктического бассейна в пределах площади российской заявки внешней границы континентального шельфа (ВГКШ), включая смежные районы на основе всей имеющейся российской и зарубежной сейсмической информации для дополнительной аргументации использования критерия мощности осадков.

4. Подготовка к представлению в МИД России дополнительных материалов по поднятию Менделеева и зоне его сочленения с прилегающим шельфом Восточно-Сибирского и Чукотского морей.

5. Подготовка к представлению в МИД России дополнительных материалов по хребту Ломоносова и его сочленению с шельфом морей Лаптевых и Восточно-Сибирского для представления в Комиссию ООН по границам континентального шельфа.

6. Подготовка информационно-аналитических материалов по проблеме разграничения площади континентального шельфа за пределами 200 миль в Арктике.

Комиссия ООН в своих рекомендациях потребовала, чтобы Россия представила цифровые данные прямого наблюдения рельефа дна Северного Ледовитого океана по серии непрерывных профилей.

В конце 2010 года батиметрические работы были проведены и получены цифровые данные прямого наблюдения рельефа дна Северного Ледовитого океана по серии профилей, расположенных примерно через 60 морских миль друг от друга. После обработки полученных материалов будут получены новые точки для обоснования положения подножия континентального склона (ПКС).

Кроме того, в рекомендациях Комиссии ООН высказан ряд вопросов в отношении применения Россией критерия мощности осадочного чехла в Северном Ледовитом океане (СЛО). Таким образом, Комиссия ООН в своих рекомендациях потребовала, чтобы Россия представила сейсмические разрезы прямого наблюдения мощности осадочного чехла в СЛО по серии непрерывных профилей.

Выполнение этой задачи является следующим этапом работ в Северном Ледовитом океане [Жолондз С.М., Поселов В.А., Буценко В.В. и др. Подготовка геолого-геофизических материалов по проблеме внешней границы континентального шельфа Российской Федерации. Госконтракт № 15/07/20-5. /ФГУП ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга. ГР № 643м-08-32. Росгеолфонд, инв. № 497383. –Санкт-Петербург. –2010.].

С аналогичной целью ФГУНПП «Севморгео» провело комплексные геофизические исследования по теме: «Создание современной модели глубинного геологического строения Охотоморского шельфа и получение дополнительных геолого-геофизических данных, обосновывающих юрисдикцию Российской Федерации на центральный участок Охотского моря, расположенный за пределами 200-мильной зоны» [Сакулина Т.С., Каленич А.П., Атаков А.И. и др. Создание опорного геолого-геофизического профиля 1-ОМ Шантарские о-ва – Северные Курилы. Гос. контракт № 11/08/20-7. Доп. согл. № 1,2. /ФГУНПП Севморгео. ГР № 643м-08-25. Инв. № 497312. –Санкт-Петербург. – 2010.].

Для достижения поставленной цели на профиле 1-ОМ в 2008-2009 годах проведены комплексные геофизические исследования, включающие сейсмические наблюдения МПВ-ГСЗ, МОВ ОГТ, непрерывное сейсмоакустическое профилирование, а также гравимагнитные наблюдения и геохимическую съемку. Эти работы являются вторым этапом изучения глубинного строения Охотоморского региона. Сформированы глубинная геологическая модель Охотоморского региона в сечении профиля 1-ОМ, схема структурно-тектонического районирования Охотоморского региона, геодинамическая модель зоны перехода от континента к Тихому океану, характеризующая эволюцию земной коры в регионе. Исследователи показали, что земная кора в пределах Центрально-Охотского поднятия относится к континентальному типу и обладает принципиальным сходством со структурами континентального обрамления Охотского моря.

В течение 2006-2007 гг. на профиле 2-ДВ-М были проведены работы, которые позволили изучить разрез коры в меридиональном сечении, в то время как работы на профиле 1-ОМ были призваны осветить строение коры в широтном сечении и, таким образом, была заложена основа для современных структурно-тектонических построений в Охотоморском регионе.

Не теряется интерес исследователей и к Южному континенту и окружающим его морям. ФГУНПП «ПМГРЭ» (Полярная морская геофизическая экспедиция) завершила цикл комплексных морских геофизических исследований моря Дейвиса (МОГТ, МПП, гравиметрических, гидромагнитных) и комплексных континентальных геолого-геофизических исследований в горных районах Земли Мак-Робертсона и в центральной Антарктике [Гандюхин В.В., Гусева Ю.Б., Лейченков Г.Л. и др. Геолого-геофизическое изучение и оценка минерально-сырьевого потенциала недр Антарктиды и её окраинных морей (море Дейвиса, горные района Земли Мак-Робертсона) в составе 54 РАЭ. Госконтракт № 14/06/11-1 /ФГУНПП «ПМГРЭ». ГР № 643м-08-35. Инв. № 497331. –Ломоносов. –2010.] в составе 54 Российской Антарктической Экспедиции (РАЭ).

В результате комплексных морских геофизических работ, проведенных НИС «Академик Александр Карпинский» в составе 54 РАЭ, была получена новая информация о строении и истории геологического развития земной коры бассейна моря Дейвиса, котловины Лабуан и южной части плато Кергелен. Изучена структура и мощность осадочного чехла, определена природа его фундамента, определены параметры осадочного бассейна и перспективы нефтегазоносности, Построены схемы: структурно-тектоническая, изогипс фундамента, изопахит осадочного чехла, районирования фундамента, строения осадочного бассейна, глубинные разрезы, сейсмоплотностные модели разреза земной коры, карты графиков и изолиний (ΔТ)_а и Δg св.в.

Получена новая информация о геологическом строении массивов Мак Лауд и Геологов и северо-западной части гор Принс-Чарльз. Установлены новые структурные, вещественные и минерагенические особенности докембрийских и фанерозойских геологических образований районов работ. Составлены геологические карты с пунктами проявлений полезных ископаемых м-ба 1:100 000.

По аэрогеофизическим данным на Земле Мак-Робертсона в западной части гор Принс-Чарльз определены характер магнитного поля и подледный рельеф района. Составлен комплект геофизических карт м-ба 1:500 000 и структурно тектоническая схема м-ба 1:1 000 000.

При проведении сейсморазведочных работ МПВ в районе подледникового озера Восток получено отражение от кристаллического фундамента. Созданы новые представления о котловине озера Восток, составлен комплект карт м-ба 1:1 000 000, включающих информацию о мощности ледникового покрова, форме коренного рельефа и подледной поверхности.

Исследователи составили перечень наиболее важных научных проблем, которые потребуют дальейшего решения. К ним относятся: 1) уточнение положения границы между растянутой континентальной и океанической корой в котловине Принцессы Елизаветы; 2) выяснение природы зоны, примыкающей к югу от предполагаемой (в результате выполненных работ) границы континент-океан в восточной части моря Дейвиса; 3) определение природы земной коры южной части плато Кергелен, которая продолжает оставаться неясной, в частности, неизвестно, включает ли плато Кергелен фрагменты континентальной коры и фрагменты раннего срединно-океанического хребта.

Кроме того, несмотря на относительно детальные магнитометрические исследования, недостаточно данных для убедительного моделирования разрастания океанического дна. Требуется регулярная съемка с расстоянием между профилями не менее 5–7 км (с учетом того, что в океанической коре присутствуют внутриплитные внедрения, осложняющие магнитное поле).

ФГУНПП «Севморгео» проводило работы не только в акватории Охотского моря. Специалистам этой организации было поручено создание непрерывного каркаса сейсмопрофилей (2D МОВ ОГТ) на акватории Обской губы и решение проблемы увязки основных границ в сейсмогеологических разрезах по работам, выполненным на акватории, с материалами наземных сейсмических работ для уточнения структурных планов, ресурсной оценки углеводородов, обоснования направлений ГРР и подготовки недр к лицензированию [Иванова Н.М., Беляев И.В., Дергунов Н.Т. и др. Комплексные региональные сейсморазведочные работы в южной и северной частях Обской губы. Гос. контракт № 08/08/70-353, дополнительные соглашения №№ 1-7. /ФГУНПП «Севморгео». ГР № 1-07-82м. Инв. № 497314. –Санкт-Петербург. –2010.]. Эти работы являются продолжением исследований по развитию сети региональных профилей, регулярно выполняемых с 2001 года ФГУНПП «Севморгео» на акваториях Обской и Тазовской губ и южной части Карского шельфа для создания геофизического информационного каркаса суша–акватория.

Работы выполнялись МОВ ОГТ 2D в профильном продольном варианте с привлечением гравитационных и магнитных измерений.

В результате создан непрерывный каркас сейсмопрофилей МОВ ОГТ общим объемом 1146,45 пог. км на акватории Обской губы, южной части Карского шельфа и прилегающей суши полуостровов Ямал, Явайский, Гыданский, Тазовский. Выполнена повторная обработка ретроспективных материалов и проведена увязка с сухопутными профилями. Построены стратифицированные временные и глубинные разрезы по сейсмическим профилям. Разработаны геологические модели меловых, юрских, триасовых и палеозойских комплексов, уточнены структурные карты по опорным горизонтам, связанные с продуктивными пластами триаса, нижней, средней юры, неокома, апта и альб–сеномана. Созданы объёмные геологические модели южной и северной частей Обской губы и прилегающей суши на полную мощность земной коры, включая поверхность Мохоровичича. Установлено, что локальные отрицательные магнитные и гравитационные остаточные аномалии, выявленные при трехмерном моделировании, являются уверенными индикаторами положительных нефтегазоносных структур в осадочном чехле. Построена схема расположения нефтегазопоисковых объектов, выявленных в пределах Обской губы и южной части Карского шельфа. Проведена оценка прогнозных локализованных ресурсов категории Д_1Л для южного и северного участков Обской губы. Суммарные ресурсы категории Д_1л по результатам выполненных исследований в южной части Обской губы составляют: газа – 902,791 млрд. м³, конденсата – 113,361 млн. т; для северного участка – газа – 1704,422 млрд. м³, конденсата – 164,565 млн. т. Исследователи считают целесообразным проведение сейсморазведочных работ МОВ ОГТ 2D в южной и северной части акватории Обской губы и южной части Карского шельфа.

Обеспечение в долгосрочной перспективе углеводородным сырьем потребностей российской экономики и сохранение ведущей позиции России на мировом энергетическом рынке является одной из актуальных задач государственной политики.

Освоение топливно-энергетического потенциала континентального шельфа России призвано сыграть стабилизирующую роль в динамике добычи нефти и газа, компенсируя возможный спад уровней добычи по континентальным месторождениям в период 2015-2030 годы. Западно-арктический шельф в целом и Баренцево море в частности входит в число приоритетов в развитии и расширенном воспроизводстве минерально-сырьевой базы страны и обладает реальной перспективой преобразования в регион замещения нефтегазодобычи, с формированием в его пределах и в прилегающих приморских регионах крупных добывающих центров.

Результаты новейших морских работ регионального этапа и научных исследований, выполненных в последнее время в отдельных районах российского континентального шельфа, в том числе – отработка редкой сети новых региональных сейсмических профилей повышенной глубинности и серии опорных геофизических профилей в Баренцево-Карском регионе, одно- и двухмерное численное моделирование продуктивности его разреза, некоторые обобщающие публикации по регионам зарубежного и российского шельфа представили ряд новых геологических предпосылок для заметного расширения ресурсной базы углеводородов, и в первую очередь нефти на акваториях Западной Арктики.

В свете изложенного выше ОАО «Союзморгео» было поручено провести корреляционный анализ нефтегазовых систем российской и зарубежной зон Баренцева моря и подготовить материалы, обосновывающие проведение государственной политики в области недропользования на континентальном шельфе Российской Федерации в рамках установленной сферы деятельности Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации [Сенин Б.В., Леончик М.И., Гридасова И.Ю. и др. Провести корреляционный анализ нефтегазовых систем российской и зарубежной зон Баренцева моря, обеспечить подготовку материалов, обосновывающих проведение государственной политики в сфере недропользования на континентальном шельфе Российской Федерации (заключительный). Отчет о НИР по базовому проекту 09-П1-05. Регистр. номер № НТПр 04698285-09-П1-05-1, НТПр 04698285-09-П1-05-2, НТПр 04698285-09-П1-05-3. /ОАО «Союзморгео». ГР № 643м-09-93. Инв. № 500907. –Геленджик. –2010.].

В процессе работы выполнен корреляционный анализ нефтегазовых систем российской и зарубежной зон Баренцева моря, составлен окончательный вариант обновлённой карты нефтегазоносности акваторий России масштаба 1:10 000 000 и на её основе охарактеризованы перспективы нефтегазоносности акваторий; подготовлены предложения по направлениям недропользования в Баренцевом море и по содержанию геологических разделов программ по изучению и освоению континентального шельфа, проанализирован широкий спектр научно-аналитической литературы, зарубежных и российских нормативных и законодательных актов, регулирующих отношения недропользования, подготовлены предложения по совершенствованию законодательства, регламентирующие порядок недропользования на континентальном шельфе.

В зарубежном, западном секторе Баренцева моря в последнее время сделан ряд принципиальных открытий нефтяных залежей, в том числе – имеющих промышленное значение, – связанных с отложениями и типами ловушек, которые в восточном, российском секторе акватории в течении длительного времени не рассматривались в качестве перспективных на нефть, и изучению которых в этой части Баренцева моря до сих пор не уделяется достаточного внимания.

Известно, что моря и океаны богаты не только углеводородами. 19 июля 2011 г. на 17-й сессии Международного органа по морскому дну была принята Заявка Российской Федерации на поиски и разработку полиметаллических сульфидов в международном районе Мирового океана – приэкваториальная часть Срединно-Атлантического хребта (Решение Совета ISBA-17C-17) [Егоров И.В., Петухов С.И., Шулятин О.Г. и др. Создание геологической основы и подготовка материалов к заявке в МОМД ООН на выделение России участка дна в международном районе океана для разведки и промышленного освоения глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) в районе Срединно-Атлантического хребта. Отчет по гос. контракту № 17/07/102-10. //ФГУП ВНИИОкеангеология им. И.С.Грамберга. ГР № 643м-09-79. Росгеолфонд, инв. № 501484. –Санкт-Петербург. –2011.]. Этому предшествовал достаточно длительный срок (с 1985 года) исследований в районе Срединно-Атлантического хребта (САХ).

Анализ материалов научных исследований и последующих поисков, проведенный Российскими ведомствами, позволил расценить их результаты как положительные и перейти к следующему этапу – к подготовке и подаче Заявки на утверждение планов работ по разведке в форме контракта.

В 2008 году перед исполнителями работ была поставлена цель «на основе имеющихся сведений об изученности САХ подготовить заявочные участки РФ». Достижение цели обеспечивалось решением комплексной задачи: «сбор, систематизация и анализ геолого-геофизических материалов результатов исследований САХ с целью поисков ГПС и определение заявочных площадей».

Содержание представленного в Росгеолфонд отчета составляет необходимая информация о Заявочном районе, его геолого-геофизической изученности, физико-географическом положении , геоморфологии, особенностях геотектонического строения, масштабах гидротермальной деятельности и сопутствующем рудогенезе, основных рудных объектах полиметаллических сульфидов, составе руд, прогнозных ресурсов. Собранные геолого-геофизические сведения о районе были систематизированы и собраны в специализированную единую базу данных с поисковой системой, разработка которой была осуществлена в рамках настоящего проекта. Детально проработаны правовые аспекты подачи Заявки.

Отчет исполнителей маркирует важнейший рубеж в развитии проблемы изучения глубоководных полиметаллических сульфидов океана, ознаменованный закреплением за Российской Федерацией Российского Разведочного Района в Срединно-Атлантическом хребте. Этот результат получен, благодаря целенаправленным регулярным экспедиционным рейсам НИС «Профессор Логачев» и других научных судов, снаряженных, продуманных в научном (совместно с ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С.Грамберга) и производственном плане ФГУНПП Полярной морской геологоразведочной экспедицией (ФГУНПП «ПМГРЭ»). Был изучен новый вид полезных ископаемых океана - глубоководные полиметаллические сульфиды. В районе САХ открыто несколько крупных рудных скоплений, исследованы условия залегания и масштабы их распространения, что в итоге позволило в 2011 г. сформировать и подать в МОМД ООН Заявку от имени Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, которая была одобрена и явилась основанием для обращения к Генеральному секретарю ООН с планом работы по разведке полиметаллических сульфидов в виде контракта между ООН и правительством нашей страны.

Сотрудники ФГУНПП «ПМГРЭ», как и ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С.Грамберга», участвовали на НИС «Профессор Логачев» (рейс 32) в исследованиях глубоководных полиметаллических сульфидов, что нашло отражение в их отчете [Бельтенев В.Е., Иванов В.Н., Антипов Г.В. и др. Геолого-геофизические исследования с целью выделения участков, перспективных на ГПС, в осевой зоне САХ (в пределах 11°- 12° 30' с.ш.) и поисковые работы на участке 13° 31' с.ш. /ФГУ НПП ПМГРЭ. ГР № 643м-08-23. Инв. № 497313. –Ломоносов. –2010.].

Экспедиция была организована с целью:

- изучения особенностей геологического и геоморфологического строения участка морского дна рифтовой долины Срединно-Атлантического хребта в пределах 11°-12°30´ с.ш., выявления рудопроявлений ГПС, определения целесообразности их дальнейшего изучения,

- изучения особенностей геологического и геоморфологического строения участка морского дна рифтовой долины Срединно-Атлантического хребта «13°31´ с.ш.», оценки прогнозных ресурсов руд ГПС по категории Р₂-Р₃.

Работы выполнялись в три этапа. На первом этапе был выполнен основной комплекс геофизических работ на ГПС, включавший в себя гидроакустическое профилирование с ГБО «МАК-1М», профилирование с АМК «Рифт-3» в модификации естественного поля (ЕП) и небольшая часть геологического пробоотбора в пределах проектного поискового участка рудного узла «13°31´с.ш.» (рудный узел «Семенов»). На втором этапе, после смены части судового и экспедиционного составов и бункеровки судна в порту Лас-Пальмас (Испания), полевые работы были продолжены. Работы включали: гидрофизическое зондирование с отбором гидрохимических проб, геологический пробоотбор в пределах проектного регионального участка 11°-12°30´ с.ш. и, частично, телевизионное профилирование, геологический пробоотбор и постановку донных маяков-ответчиков в пределах поискового участка.

В результате камеральной обработки и анализа собранных материалов получены важные данные по особенностям геологического строения участков региональных и поисковых работ, строению гидротермальных рудных полей, оценке прогнозных ресурсов сульфидных руд. Выделены участки перспективные на обнаружение ГПС. Составлены комплекты карт масштабов 1:10 000, 1:50 000 и 1:1 000 000, а также дополнительные схемы и карты более крупных масштабов.

Наиболее важными итогами работ по объекту является уточнение контуров гидротермальных рудных полей «Семенов-1», «Семенов-2», «Семенов-3», «Семенов-4» и открытие нового поля «Семенов-5». Дана оценка прогнозных ресурсов рудного узла 13°31' с.ш. (рудный узел «Семенов»).

Основные выводы по итогам исследований:

1. Оценки прогнозных ресурсов изучаемых рудных полей весьма приблизительны. Это связано с тем, что переход от поисковой стадии работ к поисково-оценочной сдерживается отсутствием в арсенале отечественных исследователей технических средств вскрытия рудных объектов бурением и надёжных геофизических методов достоверной оценки глубины распространения оруденения.

2. Для восполнения данного пробела представляется необходимым создание комплекса глубоководной геофизической аппаратуры для сонарной съёмки, электроразведочной съёмки методом естественного электрического поля и магниторазведочной съёмки методом дифференциальной магнитометрии.

3. С целью решения этой задачи на первом этапе целесообразна постановка тематических научно-исследовательских работ с ориентировочным названием «Разработка концепции конструкции с созданием эскизного проекта комплекса глубоководной геофизической аппаратуры и методики его применения для поисков и разведки ГПС».