CC BY
49
© В.П. Коболев1, П.А. Буртный1, А.О. Верпаховская1,
С.Н. Довбыш2, В.Ф. Жук3, А.А. Любицкий4, С.Ф. Михайлюк1,
С.С. Чулков1, Д.О. Яцюта1, 2011
1Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев 2Институт геологических наук НАН Украины, Киев 3Институт биологии южных морей им. А.О.Ковалевского НАН Украины, Севастополь
4Институт радиоэлектроники НАН Украины, Киев
71-й РЕЙС НИС «ПРОФЕССОР ВОДЯНИЦКИЙ» -КОМПЛЕКСНЫЕ ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ
Комплексные экспедиционные исследования 71-горейса НИС «Профессор Водяницкий» (9-21 сентября 2011 г.) явились продолжением опытнометодических экспериментальных работ, выполненных на отдельных нефтегазоперспективных структурах северо-западного шельфа Черного моря в 66-м рейсе в сентябре 2010 г.
Работы проводились в рамках целевой комплексной программы научных исследований НАН Украины «Комплексная оценка состояния и прогнозирования динамики морской среды и ресурсов Азово-Черноморского бассейна», согласно основному заданию раздела 1 - «Комплексное геологогеофизическое изучение эволюции, глубинного строения и состава земной коры, определение энергетического и минерального ресурсного потенциала Азово-Черноморского региона, разработка новых методов и технологий их исследования».
Перед 71-м рейсом НИС «Профессор Водяницкий» были поставлены конкретные задачи.
1. Выполнить комплекс экспериментальных геофизических исследований в зонах перехода: северо-западный шельф - континентальный склон
- глубоководная впадина в Украинской экономической зоне Черного моря. Предыдущими исследованиями здесь зафиксированы многочисленные газовые сипы, в пределах палеодельты Днепра обнаружены включения газо-гидратов.
2. Выполнить структурно-термоатмогеохимические исследования на нефтегазоперспективных структурах (Анчоус, Бойка, Партизанская, Понтий-ская, Приразломная, Южморгео) в пределах шельфа в западной части Кар-кинитско-Северо-Крымского прогиба с целью прогноза нефтегазоносности.
Комплекс геолого-геофизических исследований в 71-м рейсе НИС «Профессор Водяницкий» включал следующие методы и технологии:
- сейсмическое профилирование как главный метод выявления амплитудных и скоростных аномалий, обусловленных структурными особенностями геологического разреза и газогидратовмещающими породами;
- гравиметрические и магнитометрические наблюдения с целью картирования разломно-блоковой глубинной структуры дна;
- геотермические исследования температурного режима верхней части донных осадков с целью расчета тепловых потоков и построения термобарических моделей формирования зон газогидратообразования;
- электромагнитное профилирование методом анализа спонтанного электромагнитного излучения с целью картирования зон тектонически-на-пряженного состояния.
- структурно-термоатмогеохимические исследования (измерения температур верхнего слоя осадков, отбор проб придонной воды, радонометрические наблюдения).
В 71-м рейсе НИС «Профессор Водяницкий» помимо геолого-геофизи-ческих исследований были выполнены непрерывные гидроакустические наблюдения по всему маршруту следования судна и биофизические зондирования водной толщи биолюминесцентно-гидрологическим комплексом на станциях.
В 71-м рейсе НИС «Профессор Водяницкий» принимали участие 28 сотрудников НАН Украины: 17 - Института геофизики, 6 - Института геологических наук, 3 - Института биологии южных морей и 2 - Института радиоэлектроники. В исследованиях были также задействованы 3 ведущих специалиста Причерноморского государственного регионального геологического предприятия (Одесса). Научный состав экспедиции насчитывал 31 специалиста, среди которых 1 доктор и 5 кандидатов наук.
Схема маршрута экспедиции и расположение выполненных станций. Опытно-методические экспериментальные геолого-геофизические работы проводились в западной части Черного моря на двух полигонах. Схема маршрута экспедиции приведена на рис. 1.
Комплекс структурно-термоатмогеохимических наблюдений был выполнен на нефтегазоперспективных структурах Анчоус, Бойка, Партизанская, Понтийская, Приразломная, Южморгео (полигон 1) на северо-западном шельфе Черного моря в пределах западной части Каркинитско-Северо-Крымского прогиба.
После выхода из порта Севастополь на полигоне 1 в течение 2 суток были отработаны по системе субширотных профилей 65 станций (рис. 1). Расстояние между станциями составляло 2 мили.
Севернее полигона 1 при глубине моря 30 м была выполнена методическая якорная станция № 66, где проведено испытание донного гравиметра, а также проверка на герметичность погружных блоков морского геотермического комплекса «Геос» и протонного градиентометра.
После перехода на полигон 2, были выполнены непрерывные геофизические наблюдения на субмеридиональном галсе 1. Однако необходимость устранения возникших неполадок в работе компрессора, обеспечивающего работу системы возбуждения (пневмопушек) сейсмического комплекса обусловила переход работы экспедиции в режим станционных наблюдений. В течение суток (13-14.09.11) были выполнены геотермические и биолюми-несцентно-гидрологические наблюдения на 11 станциях субширотного профиля в южной части полигона (ст. 67-77).
Непрерывные сейсмические и магнитометрические наблюдения возобновились утром 14.09.11 г. Работы проводились по системе ортогональных
Рис. 1. Схема маршрута экспедиции 71-го рейса НИС «Профессор Водяницкий:
галсов субширотного и субмеридионального направлений (12 галсов), при переходах между которыми были отработаны 5 станций геотермических и биолюминесцентно-гидрологических наблюдений.
19.09.11г. выполнялись геотермические и биолюминесцентно-гидроло-гические наблюдения на станциях по второму субширотному профилю (6 станций). К сожалению, резкое ухудшение погодных условий (ветер до 20 м/с, море 4-5 баллов) привело к необходимости свертывания забортных работ на полигоне и переходу на штормовую стоянку.
Таким образом, из 12 запланированных суток экспедиционных работ двое было утрачено на штормовую стоянку. Это привело к неполному выполнению станционных наблюдений.
Непрерывные гравиметрические и электрометрические наблюдения с помощью сенсорных приемников, стационарно установленных на судне, проводились постоянно по всему маршруту. Сейсмометрические и магнитометрические работы, требующие буксировки приборных секций за кормой судна, выполнены на 12 галсах (табл. 1).
Предварительные результаты обработки и интерпретации полученного экспериментального материала. Регистрация волнового поля проводилась с помощью цифровой сейсморазведочной телеметрической системы XZone BOTTOM FISH методом отраженных волн (МОВ) с дискретностью -0.0005 с, общей длиной записи - 3 с (регистрация велась 12 каналами с расстоянием между сейсмоприемниками - 3 м). Первый сейсмоприемник на-
Таблица 1
Объемы непрерывных геофизических наблюдений
№ Виды наблюдений К-во выполненных Общая протяженность, миль Время работы, ч
галсов переходов
1 Гравиметрические 12 6 1029,3
2 Магнитометрические 10 6 329.5 87.5
3 Сейсмические 12 - 440.4 94.9
4 Электрометрические 12 6 1029,3
Таблица 2
Объемы наблюдений на станциях
№ Виды наблюдений Количество выполненных станций Время работы, ч Переходы между станциями, миль
1 Геотермические 21 14.75 142,6
2 Термо-атмо-геохимические 65 17.4 110
3 Биофизические 23 14.4
ходился на расстоянии 90 м от источника возбуждения, который был погружен на глубину 3 м.
Предварительная обработка полученных материалов (ввод кинематических поправок и суммирование методом ОГТ), несмотря на минимальную кратность (3 канала), позволила получить высокоразрешающие временные разрезы до глубины 1500 м. На рис. 2 приведен фрагмент временного разреза галса 9, полученный в результате суммирования методом ОГТ. На этом
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000
0.9
Рис. 2. Пример фрагмента временного разреза галса 9, полученного в результате суммирования методом ОГТ
разрезе, равно как и на других, представляется возможным выделять границы с В8И.
Для получения более строгих доказательств гидратообусловленной природы выделенного В8И необходимо совпадение рассчитанных на его уровне температур и давлений с их равновесными значениями в системе естественный газ - морская вода. В этой связи выполненные геотермические наблюдения, в результате которых была зафиксирована аномалия тепловых потоков в юго-восточной части полигона 2, представляют большой интерес.
Полученный большой объем материалов электрометрических и грави-магнитометрических наблюдений, свидетельствующий о сложном структурно-тектоническом строении зоны перехода северо-западный шельф - континентальный склон - глубоководная впадина, требует дальнейшей комплексной интерпретации.
Результаты обработки материалов структурно-термоатмогеохимичес-ких исследований позволяют существенно уточнить нефтегазоперспектив-ность отдельных структур в пределах западной части Каркинитско-Северо-Крымского прогиба на северо-западном шельфе Черного моря (Анчоус, Бойка, Партизанская, Понтийская, Приразломная, Южморгео). В частности, обнаруженная зона аномальновысоких значений температуры донных осадков (превышение расчетных значений до +0,7оС) пространственно совпадает со структурами Партизанская и Южморгео (рис. 3).
Выполненные гидроакустические наблюдения позволили очертить северный и южный контуры наибольшего распространения газовых сипов в пределах зоны перехода северо-западный шельф - континентальный склон
- глубоководная впадина. Установлено, что максимальная плотность газовых сипов приурочена к глубинам 100-300 м. Обнаружено около 200 оди-
Рис. 3. Схема распределения аномальновысоких значений температуры донных осадков в пределах западной части Каркинитско-Северокрымского прогиба
ночных газовых факелов и их групповых скоплений, из которых более 30 выявлены впервые. Получены новые данные об акустических и кинематических характеристиках газовыделений (сечениях рассеяния звука, размерах и скоростях всплытия отдельных газовых выбросов, коэффициентах объемного рассеяния звука в факелах и др.), которые являются основой для дальнейших количественных оценок газоотдачи дна и потоков метана в водной толще.
Поле биолюминесцентного потенциала зарегистрировано на всех без исключения станциях исследованного полигона. Вертикальная структура поля биолюминесценции исследуемых акваторий вне зависимости от времени суток представлена в виде стратифицированного распределения энергии свечения по всей глубине. Аномальное распределение биолюминесценции интенсивностью 688 10-12 Вт/см2 л зарегистрировано на глубине 100120 м в районе ст. 71-74. Как показали дневные и ночные измерения, в этом слое отсутствует суточный миграционный цикл. Сопоставление результатов исследований, полученных в 53-м (1999 г.) и 71-м (2011 г.) рейсах НИС «Профессор Водяницкий», позволяют сделать вывод, что структура и интенсивность поля биолюминесценции за 11 последних лет не претерпела существенных изменений. Таким образом, можно сделать вывод о стабилизации функционального состояния пелагического сообщества Черного моря.
Полученный в 71-м рейсе НИС «Профессор Водяницкий» огромный объем первичного фактического материала требует тщательного анализа, детальной обработки, комплексной всеобъемлющей интерпретации и дальнейшего переосмысления.
Получена 02.12.2011 г.
