CC BY
5УДК 553.981(262.5)
НОВЫЕ ДАННЫЕ О ГАЗОГИДРАТОНОСНОСТИ
РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ (ПРОГИБОВ СОРОКИНА И ТУАПСИНСКОГО)
И Чазов А. О., Матвеева Т. В., Назарова О. В.
ФГБУ «ВНИИОкеангеология», Санкт-Петербург, Россия
E-mail: [email protected]
В работе представлены новейшие данные о газогидратах Черного моря в пределах прогибов Туапсинского и Сорокина. Выявлены новые и уточнены ранее известные области распространения газовых гидратов. Установлена связь гидратообразования в регионе с двумя геологическими процессами: диапиризмом и образованием оползней.
Ключевые слова: Черное море, газовые гидраты, сейсморазведка, МОВ ОГТ, BSR, VAMP's.
NEW DATA ON GAS HYDRATE POTENTIAL OF THE RUSSIAN PART OF THE BLACK SEA (THE SOROKIN AND THE TUAPSE TROUGH)
И Chazov A. O., Matveeva T. V., Nazarova O. V.
FSBI "VNIIOkeangeologia", St. Petersburg, Russia
The study presents the latest data on the gas hydrates of the Black Sea within the troughs of Tuapse and Sorokin. New and previously known areas of distribution of gas hydrates have been identified and clarified. The connection of hydrate formation in the region with two geological processes has been established: diapirism and the formation of landslides.
Key words: Black sea, gas hydrates, seismic surveys, CDP, BSR, DBSR.
Введение. Большая часть прогибов Сорокина и Туапсинского характеризуется крайне благоприятными условиями для образования газовых гидратов, в акватории имеются термобарические условия стабильности газовых гидратов, выявлены пути миграции газа, купольные структуры и конусы выноса. Это один из наиболее изученных российских гидратоносных районов, в пределах которого газовые гидраты были впервые отобраны в 1989 г. [1]. Кроме отбора гидратов, в акватории известны и сейсмические признаки газогидратов. В 2019 и 2022 гг. на конференциях MARESEDU 2019 и «ГеоЕвразия-2022» была представлена новейшая информация о гидратоносности Туапсинского прогиба, связанной с диапиризмом [3, 4]. В рамках работ ВНИИОкеангеология по актуализации количественной оценки ресурсов газовых гидратов Черного моря был собран и проанализирован значительный объем ранее не изученных в отношении газогидратов данных. Отдельного рассмотрения требовали геологические процессы, которые могут влиять на гидратообразование в регионе.
Цель работы. Изучить условия гидратообразования в российской части Черного моря на основе интерпретации цифровых данных МОВ ОГТ.
Материалы и методы. Для изучения субаквальных газовых гидратов используется стандартный метод — интерпретация материалов МОВ ОГТ. На сейсмических разрезах выявляются аномалии, вызванные присутствием газовых гидратов в геологическом разрезе. Главной и самой достоверной из таких аномалий является отражающий горизонт BSR (англ. Bottom Simulating Reflector). BSR — фазовая граница, выше которой находятся отложения, содержащие газогидраты, свободный газ и воду, а ниже — отложения без газогидратов [2]. BSR маркируют скопления газогидратов, сформированные в условиях рассредоточенной фильтрации углеводородов.
На сейсмических разрезах BSR однозначно определяется по совокупности нескольких признаков: 1) пересечение осадочной слоистости, обратная относительно морского дна полярность отраженного сигнала; 2) субпараллельность морскому дну; 3) усиление отражений под BSR; 4) ослабление отражений над BSR. Ниже классического BSR иногда наблюдается так называемый двойной BSR или DBSR (англ. Double BSR).
Кроме BSR, существуют и другие сейсмические признаки газовых гидратов. В нескольких работах был описан рефлектор, связанный с верхней границей газогидратонасыщенных отложений [6, 7]. Этот горизонт отличают такие признаки, как пересечение осадочной слоистости (поскольку это не геологическая граница) и прямая относительно морского дна полярность отраженного сигнала. Отражения между BSR и рефлектором от кровли гидратонасыщенной зоны могут быть усилены, что, в свою очередь, говорит о значительном насыщении пор гидратом [5].
В основе данного исследования лежала авторская интерпретация временных и/или глубинных сейсмических разрезов МОВ ОГТ по 368 профилям, суммарная протяженность которых превысила 36,7 пог. км. (рис. 1). Для перевода глубин дна и BSR из временной области в пространственную использовались интервальные скорости 1475 (водный слой) и 1700 м/с (слой между дном и BSR) [8].
АЗОВСКОЕ МОРЕ
-BSR (2024 г.)
BSR (2020 г.) -DBSR (2024 г.)
П-ОВ Керч
Рис. 1. Положение гидра-тообусловленных аномалий BSR и DBSR в российском секторе Черного моря (отмечено положение сейсмических разрезов, представленных на
рис. 2)
Результаты. Газогидратообусловленные аномалии широко распространены в северо-восточной части черноморской исключительной экономической зоны России. Область распространения газогидратообусловленных сейсмических аномалий представляет собой узкую полосу шириной менее 50 км и длиной свыше 200 км, простирающуюся в направлении СЗ-ЮВ вдоль континентального склона Черного моря (см. рис. 1). Большая часть аномалий находится в пределах региональных структур Туапсинского и Керченско-Таманского прогибов. Общая протяженность рефлекторов BSR и DBSR в изучаемом районе превысила 490 пог. км (а с учетом BSR из литературных источников — 610 пог. км).
Из сейсмических признаков газогидратов в прогибе Сорокина выявлены только BSR. Важной особенностью их распространения в прогибе Сорокина является низкая плотность — они приурочены к некоторым диапировым и грязевулканическим структурам, широко развитым в регионе. Протяженность BSR невелика, всего 1-7 км, и ограничена размером купольных структур (рис. 2Б). Диапазон глубин моря, на которых наблюдаются гидратообусловленные рефлекторы, относительно узкий и составляет 900-2100 м.
Рис. 2. Примеры газогидратообусловленных аномалий: А — BSR и рефлектор от кровли газогидратного слоя в Керченско-Таманском прогибе; Б — BSR в прогибе Сорокина; В — BSR и рефлектор от кровли газогидратного слоя в Туапсинском прогибе; Г — крупномасштабный фрагмент, ограниченный рамкой на рис. 2В
Для юго-западной окраины Керченско-Таманского прогиба, сопряженной с Туапсинским прогибом и валом Шатского, характерно площадное распространение BSR с единичными низкоамплитудными аномалиями DBSR и рефлекторами от кровли гидратонасыщенной толщи (см. рис. 1, 2). Газогидратообусловленные аномалии приурочены к диапировым структурам, как и в прогибе Сорокина (рис. 2А). Выше по склону (глубины моря 800-1600 м) уклон больше и в геологическом разрезе выражены разрывные структуры, связанные с оползневыми процессами. В пределах развития оползней также закартированы BSR. По всей вероятности, площадное распространение BSR в районе объясняется именно оползневыми процессами, поскольку для купольных структур характерно локальное распространение BSR.
По типу распространения геофизических признаков газовых гидратов Туапсинский прогиб можно разделить на два участка. Первый, юго-восточный участок характеризуется площадным распространением BSR (см. рис. 1), широким распространением отражения от кровли зоны высокой гидратонасыщенности и единичными DBSR. Вероятно, гидратообразование в регионе ассоциировано c развитыми здесь оползневыми процессами и, как следствие, значительным числом разрывных структур (рис. 2В, Г). Прямой связи между диапирами и BSR на юго-восточном участке Туапсинского прогиба не обнаружено.
Другая картина наблюдается в северо-западной и центральной частях Туапсинского прогиба. На сейсмических разрезах выявляются BSR и DBSR, а сами аномалии отличаются малой протяженностью и ограниченным распространением. DBSR выявляются на небольших фрагментах профилей ниже классического BSR на 95-135 м. Все газогидратообусловленные аномалии здесь связаны с купольными структурами, и их протяженность на разрезах контролируется размером диапировых складок.
Выводы. В результате интерпретации цифровых ретроспективных сейсмических данных за-картировано значительное число газогидратообусловленных аномалий на континентальном склоне Черного моря в прогибах Сорокина и Туапсинского. Новые данные о распространении по площади и в геологическом разрезе геофизических признаков газогидратов подтверждают и дополняют имевшиеся ранее данные о газогидратоносности исследуемой акватории. В прогибе Сорокина скопления газогидратов приурочены только к диапировым структурам, а их размер ограничен размером купольных структур. В Туапсинском прогибе и южной части Кер-ченско-Таманского прогиба скопления газогидратов распространены широко и ассоциированы как с диапировыми, так и оползневыми структурами. Для последних характерно площадное распространение.
Список литературы
1. Гинсбург Г. Д. и др. Фильтрогенные газовые гидраты в Черном море (21-й рейс НИС «Евпатория») // Геология и геофизика. 1990. № 3. С. 10-20.
2. Гинсбург Г. Д., Соловьев В. А. Субмаринные газовые гидраты. СПб.: ВНИИОкеангеология, 1994.
3. Миронюк С. Г. и др. Некоторые закономерности распространения газогидратов в глубоководных частях Туапсинского прогиба и вала Шатского (Черное море) // Морские исследования и образование (MARESEDU 2019). 2020. С. 63-66.
4.Миронюк С. Г. и др. Грязевулканический тип скоплений газогидратов в Туапсинском прогибе (Черное море) // ГеоЕвразия-2022. Геологоразведочные технологии: наука и бизнес. 2022. С. 173-177.
5. Boswell R. et al. Prospecting for marine gas hydrate resources // Interpretation. 2016. Vol. 4, N 1. P. SA13-SA24.
6. Diaconescu C. C. et al. Geophysical evidence for gas hydrates in the deep water of the south Caspian Basin, Azerbaijan // Mar. Pet. Geol. 2001. Vol. 18, N 2. P. 209-221.
7. Turco F. et al. Seismic velocity and reflectivity analysis of concentrated gas hydrate deposits on the southern Hikurangi Margin (New Zealand) // Mar. Pet. Geol. 2020. Vol. 120. P. 104572.
8. ZillmerM. et al. Seismic investigation of a bottom simulating reflector and quantification of gas hydrate in the Black Sea // Geophys. J. Int. 2005. Vol. 161, N 3. P. 662-678.
References
1. Ginsburg G. D. et al. Filterogenic gas hydrates in the Black Sea (21st expedition R/V "Evpatoria") // Geology and Geophysics. 1990. N 3. P. 10-20. (In Russian).
2. Ginsburg G. D., Solovev V. A. Submarine gas hydrates. St. Petersburg: VNIIOkeangeologia, 1994. (In Russian).
3. Mironyk S. G. et al. Some patterns of gas hydrate distribution in the deep-water parts of the Tuapse trough and Shatsky Shaft (Black Sea)// Marine research and education (MARESEDU 2019). 2020. P. 63-66. (In Russian).
4. Mironyk S. G. et al. Mud volcanic type of gas hydrate accumulations in the Tuapse trough (Black Sea) // GeoEurasia-2022. Exploration technologies: science and business. 2022. P. 173-177. (In Russian).
5. Boswell R. et al. Prospecting for marine gas hydrate resources // Interpretation. 2016. Vol. 4, N 1. P. SA13-SA24.
6. Diaconescu C. C. et al. Geophysical evidence for gas hydrates in the deep water of the south Caspian Basin, Azerbaijan // Mar. Pet. Geol. 2001. Vol. 18, N 2. P. 209-221.
7. Turco F. et al. Seismic velocity and reflectivity analysis of concentrated gas hydrate deposits on the southern Hikurangi Margin (New Zealand) // Mar. Pet. Geol. 2020. Vol. 120. P. 104572.
8. Zillmer M. et al. Seismic investigation of a bottom simulating reflector and quantification of gas hydrate in the Black Sea // Geophys. J. Int. 2005. Vol. 161, N 3. P. 662-678.
