CC BY
33
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
К. г.-м. н.
В. В. Удоратин
udoratin@geo.komisc.ru
К. г.-м. н.
Н. В. Конанова
К. г.-м. н.
В. А. Лютоев
Начало геофизических исследований в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН связано с именем авторитетного на Европейском Северо-Востоке геолога-нефтяника, основателя отдела геологии горючих ископаемых, доктора геолого-минералогических наук, профессора В. А. Де-деева. В рамках ОГГИ под его руководством была создана группа геофизики, которую возглавляла И. В. Запорожцева — известный геофизик-сейсморазведчик Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Ими была проведена комплексная интерпретация всего имеющегося на тот момент объема геолого-геофизичес-кого материала, в результате чего удалось построить структурные карты по различным глубинным границам и геолого-геофизические разрезы, которые отражали строение осадочного чехла и консолидированной коры региона в целом. Впервые была проведена типизация разрезов земной коры данного обширного региона с выделением типов, подтипов и классов. Дальнейшее комплексное геоло-го-геофизическое изучение Тимано-Североуральского региона проводилось И. В. Запорожцевой уже совместно с А. М. Пыстиным, результатом плодотворного сотрудничества с которым явилось монографическое обобщение «Строение дофанерозой-ской литосферы Европейского северо-востока России», опубликованное в 1994 г.
В конце 80-х гг. в отделе геологии горючих ископаемых Института геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук под руководством
В. А. Дедеева были начаты работы по изучению глубинного строения литосферы Печорской и Западно-Сибирской плит по принципу гравитационного зондирования. По резуль-
татам расчетов гравиметрического поля созданы первые плотностные разрезы мантии Тимано-Североу-ральского региона и сопредельных территорий.
Региональные гравиметрические исследования выявили существенные отличия строения литосферы Тима-но-Североуральского региона и сопредельных территорий Русской и Западно-Сибирской плит, что позволило оконтурить границы блоков пород с разными физическими свойствами (плотностью) по глубинным признакам.
Предполагается дальнейшее исследование глубинного строения на основе принципа гравиметрического зондирования с увеличением глубинности, детальности и разноплановости проводимых работ в комплексе с другими геофизическими данными, но основные перспективы развития гравиметрических исследований Ти-мано-Североуральского региона и сопредельных территорий связаны с приобретением гравиметрического оборудования со встроенной системой GPS долговременного пользования и многоцелевого назначения. Это позволит на высоком научно -техничес -ком уровне проводить мониторинг, во-первых, геоди-намической активности, например, сложного узла сочленения тектонических структур Русской,
Печорской, Западно-Сибирской плит, Урала и Ти-
мана, а во-вторых, Полевой сезон геофизиков самый обширный (Пай-Хой, 2007 г.)...
экологического состояния в значительной степени загрязненной геологической среды европейского северо-востока России, и решать другие актуальные задачи.
Новое направление геофизических исследований в институте связано с началом инструментальных сейсмологических исследований.
До недавнего времени считалось, что платформенные области являются сейсмически относительно «спокойными», поэтому масштабных систематических инструментальных наблюдений за их сейсмическим режимом не проводилось. Проблема сейсмичности является относительно новой для территории северо-востока европейской части России. Ее решение приобретает особое значение в связи: 1) с ошибочностью прежних представлений о сейсмичности территории, 2) с огромными масштабами техногенной нагрузки, инициирующей развитие негативных процессов в недрах, что представляет опасность для населения и объектов экономики, являясь
‘Ве&ъ.Яик, октябрь, 2008 г., № 10
одной из возможных причин крупных аварий и катастроф.
Оценка реальной сейсмичности и возможной сейсмической опасности Восточно-Европейской платформы включает, прежде всего, рассмотрение локальных, обычно слабых землетрясений в ее пределах и изучение сейсмических колебаний, порожденных удаленными сильными землетрясениями с очагами за пределами региона. На территории северо-востока европейской части России землетрясения очень редки, что можно объяснить как действительно слабой сейсмичностью, так и низкой степенью изученности этой проблемы. Поэтому каждое зарегистрированное землетрясение имеет важное значение и требует тщательного изучения.
В рамках таких исследований территория Республики Коми являлась «белым пятном». Следует отметить работы Ананьина И. В., Никонова А. А., Тимонина Н. И., Дедеева
B. А., Малышева Н. А., Княжина
C. К. На основании использованных материалов макросейсмических наблюдений, а также комплексного геолого-геофизического анализа, были выделены сейсмоактивные зоны.
Новый виток в изучении сейсмичности связан с запуском первой в республике сейсмологической станции «Сыктывкар» (БУК), открытой в марте 1996 г., хотя наблюдения велись уже с 1995 г. На первом этапе исследования проводились комплексом аналоговой регистрации РС-11 на базе короткопериодных сейсмоприемников СКМ-3М, который был передан нам сотрудниками Кольского сейсмологического центра. В последующие годы аппаратура была заменена на цифровые: «Дельта-01», «РССЦ-1»,
«ББАБ». В 2002 г. был открыт новый пункт стационарных наблюдений «Ижма» (КМ), расположенный в пределах Печорской плиты.
Установленные в Республике Коми сейсмологические станции позволили получить новые интересные данные. Безусловно, небольшой срок сейсмологических наблюдений, а также скудные сведения об исторических событиях сейсмичности не позволяют произвести оценку сейсмичности территории Республики Коми в надлежащем виде и объеме. Однако широкое привлечение к анализу сейсмичности геофизической информации о глубинном строении и других материалов, по которым проводится районирование платформенных районов и Уральского региона, позволило составить схему сейсмического районирования Республики Коми с выделением зон возможных очагов землетрясений. В пределах республики выявлены зоны возможного возникновения очагов землетрясений: Кировско-Кажимская, Западно-Ти-манская, Восточно-Центрально-Ти-манская, Южно-Тиманская, Припе-чорская и Интинско-Воркутинская техногенная.
Все эти данные, а также сведения о сейсмических событиях на территории Архангельской, Пермской, Кировской областей подтверждают выводы о тектонической активности нашего региона и необходимость углубленного комплексного изучения его сейсмичности, основанного в первую очередь на инструментальных данных.
В рамках изучения региональной сейсмичности наиболее остро встает вопрос исследования микросейсмичности крупных городов и промышленных объектов. На основе геолого-гео-физических данных и собственных инструментальных исследований была построена схема мик-росейсморайони-рования г. Сыктывкара и его окрестностей в масштабе 1:25000. Схема микросей-сморайонирова-ния показывает приращенную балльность от третьей категории грунтов по
отношению ко второй. Кроме того, учитываются различные типы грунтов, сформировавшихся в различных геолого -генетических условиях. Выде -лены ослабленные зоны, где грунты менее устойчивы к воздействиям вибраций и, следовательно, повышают ожидаемую приращенную балльность на один балл. Эта схема является первым строительным документом, который необходимо учитывать, решая проблемы прогноза и уменьшения риска от природных катастроф и природно-техногенных аварий.
Одним из важнейших направлений, активно развивающимся в институте с момента запуска сейсмических станций, является изучение глубинного строения, основанного на использовании сейсмических волн от землетрясений. Такие работы были начаты в 1997 г. и охватывали южные районы Республики Коми, где был отработан профиль МЕ2Т1МРЕСЫ, протяженностью 550 км, пересекающий северную часть Кировско-Ка-жимского авлакогена, Вычегодский прогиб, Южный Тиман, юг Печорской плиты. В результате построена модель земной коры и верхней мантии изученной территории. К сожалению, аналоговая аппаратура, которой располагает институт, устарела, и эти работы были приостановлены. В настоящее время проводится модернизация сейсмических станций и начаты работы в пределах Югоского п-ва. Так, в 2007 г. был отработан профиль через Карскую кольцевую структуру и построен глубинный гео-лого-геофизический разрез.
Результаты проведенных работ дают новый материал для понимания процессов геологического развития глубинных зон региона, позволяют наметить некоторые возможности региональных геофизических исследований при осуществлении тектонического районирования, определения связей глубинных и поверхностных структур, а также при решении других задач. Совершенно очевидна необходимость дальнейшего изучения глубинного строения регионов Республики Коми. Точно так же ясно, что сеть дорогостоящих профилей глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) или метода общей глубинной точки (МОГТ), дающих наиболее полные результаты, в ближайшее время не может быть создана. В данном случае альтернативным может являться лишь метод обменных волн от землетрясений (МОВЗ), ко-
... и самый продолжительный (ноябрьские работы)
Геофизическая аппаратура
торый на порядок дешевле. Этот метод в его современной модификации прекрасно решает задачи изучения глубинного строения и является наиболее эффективным способом получения информации в обстановке ограниченного финансирования и крайне сложных поверхностных условий. МОВЗ опирается на уже имеющиеся профили ГСЗ с подготовкой на следующем этапе детальных комплексных глубинных исследований в пределах районов и представляет интерес для решения проблемы сейсмичности и поисков месторождений полезных ископаемых. Нами даны рекомендации по дальнейшему исследованию глубинного строения земной коры южных районов Республики Коми по сети профилей МОВЗ, расположенных в створе профилей
Кероген — это нерастворимое в органических растворителях и водных растворах щелочей органическое вещество осадочных пород, которое выделяется из них методом кислотной деминерализации. Происхождению, структуре, составу и механизмам накопления и преобразования посвящено огромное число работ. Крупные монографии, относящиеся к данному объекту выходили на границе 70—80 гг. прошлого
ГСЗ: Кварц, Кинешма—Воркута, Верхненильдино—Казым, Сев. Сось-ва—Ялуторовск, Красноленинский, Рубин-1. Учитывая сравнительно невысокую производительность полевых наблюдений МОВЗ, их большую трудоемкость, а также сложность геологического строения региона, такие исследования в дальнейшем должны быть многолетними, с использованием цифровых комплексов регистрации с предварительным пакетом обработки. Работы, проведенные различными типами сейсмических станций, уверенно показали насколько практичнее цифровые станции — значительно упрощаются полевые наблюдения, появляется возможность прямо на месте оценить качество сейсмической записи и провести предварительную обработку накопленных данных, ускоряется процесс камеральной обработки и т. п. Выполнение этих условий, несомненно, приведет к повышению эффективности исследований. Кроме того, исследования МОВЗ необходимо проводить в комплексе с гравиразведкой и магниторазведкой. Геофизическая лаборатория оснащена магниторазведочной и электроразведоч-ной наземной аппаратурой. Нами был выполнен большой объем работ, направленный на изучение строения осадочного чехла, и такие работы продолжают проводиться.
Только такой подход к глубинному исследованию в совокупности с имеющимися материалами создаст
надежную основу для глубокой и более достоверной интерпретации результатов всех региональных геофизических съемок и сыграет значительную роль при решении различных вопросов геологии и геофизики.
В настоящий момент геофизические исследования ведутся нами в трех направлениях:
1. Наблюдение за сейсмическим режимом Республики Коми и прилегающих территорий.
2. Изучение глубинного строения Республики Коми с использованием комплекса геолого-геофизичес-ких данных (с применением метода обменных волн от землетрясений, электроразведки, магниторазведки, гравиразведки и т. д.).
3. Исследование микросейсмичности крупных промышленных городов и наиболее опасных в сейсмическом отношении зон.
Перспективы дальнейших исследований тесно связаны с изучением строения земной коры и ее связи с верхней мантией, в которой следует искать источники энергии тектонических, магматических и метаморфических процессов. Исследования представляют как научный, так и практический интерес для тектонического районирования изучаемой территории, выявления глубинных разломов, к которым приурочены различные полезные ископаемые, выявления сейсмоактивных зон с целью прогнозирования возможных очагов землетрясения.
ОРГАНИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ КЕРОГЕНА
Д. г.-м. н.
Д. А. Бушнев
века [12]. Недавно сотрудниками Новосибирского НЦ была выпущена монография, обобщающая результаты многогранных исследований керогена, выполненных российскими и зарубежными специалистами [1].
Несмотря на обилие публикаций, прямо или косвенно затрагивающих кероген, его химическая структура изучена явно недостаточно. Вместе с тем её изучение имеет
весьма серьёзное значение как для развития теории нефтегазообразова-ния, так и для решения практических вопросов, например, оптимизации режима обогащения и переработки горючих сланцев.
Наши работы в области геохимии керогена были начаты в 1999 г., после моей защиты кандидатской диссертации, тема которой относилась к нефтяной геохимии. Первым объектом для исследования кероге-
