49КАМИНСКИЙ В.Д., ПОСЕЛОВ В.А., ГУСЕВ Е.А. АЛЕКСЕЕВА А.К., СМИРНОВ А.Н., ЛЕЙЧЕНКОВ ГЛ.
Основные результаты геологических исследований в Арктике и Антарктике за последнее десятилетие
V. KAMINSKY, V. POSELOV, E. GUSEV, A. ALEKSEEVA, A. SMIRNOV, G. LEICHENKOV
The main results of geological research in the Arctic and Antarctic over the last decade
Сведения об авторах:
Каминский Валерий Дмитриевич, член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, генеральный директор ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) kaminsky@vniio.ru
Поселов Виктор Антонович, доктор геолого-минералогических наук, заместитель генерального директора ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) poselov2009@mail.ru
Гусев Евгений Анатольевич, кандидат геолого-минералогических наук, заместитель генерального директора ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) gus-evgeny@yandex.ru
Алексеева Александра Кирилловна, кандидат геолого-минералогических наук, заместитель генерального директора ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) 1308kappa@mail.ru
Смирнов Александр Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, заместитель генерального директора ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) smirnov@vniio.ru
Лейченков Герман Леонидович, доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры геофизики Института наук о Земле СПбГУ, заместитель генерального директора ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) german_l@mail.ru
About the authors:
Valery Dmitrievich Kaminsky, corresponding member of the Russian Academy of Sciences (RAS), Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) kaminsky@vniio.ru
Viktor Antonovich Poselov, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) poselov2009@mail.ru
Evgeny Anatolievich Gusev, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) gus-evgeny@yandex.ru
Alexandra Kirillovna Alekseyeva, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) 1308kappa@mail.ru
Alexander Nikolaevich Smirnov, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) smirnov@vniio.ru
German Leonidovich Leitchenkov, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor of the Department of Geophysics of the Institute of Earth sciences, SPbGU, Deputy General Director of FSBI VNIIOkeangeologia (Saint Petersburg) german_l@mail.ru
Аннотация
За последнее десятилетие (2010-2020) силами ВНИИОкеангеология получены новые геолого-геофизические данные по геологическому строению, минерально-сырьевому потенциалу, юридической принадлежности арктического шельфа и Антарктиды. Научные результаты разработок института опубликованы в российских и зарубежных журналах, на обзорных геолого-геофизических картах Арктики и Антарктики, в коллективных монографиях и книгах.
Abstract
Over the past ten years (2010-2020), VNIIOkeangeologiya has obtained new geological and geophysical data on the geological structure, the potential of the mineral resource, the legal status of the Arctic shelf and Antarctica. The scientific results of the Institute's developments have been published in Russian and foreign journals, on survey geological and geophysical maps of the Arctic and Antarctic, and also in collective monographs and books.
Ключевые слова:
геологическое строение, государственное геологическое картирование, минерально-сырьевой потенциал, Арктика, Антарктида.
Keywords:
geological structure, state geological mapping, mineral resource potential, Arctic, Antarctic.
ВНИИОкеангеология - широкопрофильный российский государственный научно-исследовательский институт, занимающийся геологическим изучением континентального шельфа, Мирового океана, Арктики и Антарктики и архипелага Шпицберген1. Институт более 20 лет проводит в Арктическом бассейне исследования, связанные с обоснованием расширенного континентального шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане (ВГКШ)2. Совокупность полученных современных данных, основанных на результатах интерпретации комплексных исследований МОГТ, ГСЗ, МПВ, данных потенциальных полей, результатов геологического опробования и батиметрических наблюдений, свидетельствует о том, что морфоструктуры комплекса Центрально-Арктических подводных поднятий составляют единый блок континентальной коры сложного тектонического строения, являющийся естественным продолжением континентальной окраины Евразии. Сейс-мостратиграфическая интерпретация данных МОВ-ОГТ в пределах комплекса Центрально-Арктических поднятий позволяет утверждать, что в депоцентрах осадочных бассейнов прогиба Вилькицкого и Чукотской впадины присутствуют не только меловые комплексы, но и более древние.
Главным фактором, влиявшим на тектоническую эволюцию морфо-структур Центрально-Арктического бассейна, является рифтовое растяжение континентальной коры. На разрезах МОВ-ОГТ наиболее очевидные признаки рифтового растяжения фиксируются на хр. Ломоносова, поднятии Менделеева, Чукотском плато и на их склонах в осадочные бассейны прогиба Вилькицкого и Чукотской впадины. В то же время депо-центры этих осадочных бассейнов, выполненные доверхнеюрскими отложениями, характеризуются практически ненарушенным залеганием всех осадочных комплексов. Полученные результаты позволят обосновать юрисдикцию Российской Федерации на площадь акватории в Арктическом бассейне, равную 1,19 млн км2 (рис. 1).
1 Каминский В.Д., Зуйкова О.Н., Медведева Т.Ю., Супруненко О.И. Углеводородный потенциал континентального шельфа России: состояние изученности и перспективы освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2018. № 1. С. 4-9.
2 Арктический бассейн (геология и морфология). СПб., 2017. 291 с.
Рис. 1. Рабочая схема разграничения Северного Ледовитого океана на сферы влияния приарктических государств
Работы по методическому обеспечению и сопровождению региональных геолого-геофизических и геолого-съёмочных работ на континентальном шельфе охватывают полный инновационный цикл - от разработки проектов программ общегеологического и специального назначения до издания и внедрения конечной продукции -листов Государственной геологической карты Российской Федерации. В частности, институт занимается составлением листов Госгеолкар-ты-1000/3 по глубоководной части Северного Ледовитого океана, основу которых на акватории составляют подготавливаемые комплекты геофизических основ. За последние 10 лет были закартированы области сочленения хребтов Ломоносова, Гаккеля, поднятия Менделеева с Евразийской континентальной окраиной, что позволило существенно пересмотреть представления о стратиграфическом объёме и мощности осадочного чехла и внутренней структуре осадочных бассейнов, а следовательно, и представления о нефтегазовом потенциале последних1.
70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане: сборник научных трудов / Под ред. В.Д. Каминского, Г.П. Аветисова, В.Л. Иванова. СПб., 2018. 554 с.
Результаты, положенные в основу геологических построений, главным образом были получены в совместных с ААНИИ экспедициях. Среди таковых - высокоширотные экспедиции на судах Росгидромета «Михаил Сомов», «Академик Фёдоров», «Академик Трёшников». В рейсах НЭС «Академик Фёдоров» в 2000 и 2005 гг. получены важные сейсмические данные и материалы донного опробования, которые позволили предположить континентальную природу поднятия Менделеева. Эти предположения затем были подтверждены экспедициями «Арктика-2012»1 и «Арктика-2014»2, в которых, кроме ледоколов, применялись научно-исследовательские подводные лодки Министерства обороны Российской Федерации. С подводных лодок были произведены фото-и видеофиксация коренных выходов на склонах подводных гор, а также произведён непосредственный отбор образцов горных пород.
По всей видимости, поднятие Менделеева в доокеанический этап представляло собой область с платформенным строением. Возраст складчатого основания древней платформы, возможно, был карельским или байкальским, а может быть и более молодым - каледонским. Органические остатки, отобранные на поднятии Менделеева, подтверждают присутствие верхнесилурийских (?) - пермских карбонатных отложений в составе платформенного чехла. Широкий спектр фаций включает как отложения зоны мелководного шельфа, так и более глубоководные обстановки. Последняя комплексная экспедиция, в которой получены новые сведения о геологии Баренцево-Карской континентальной окраины, проведена в рамках проекта «Трансарктика-2019»3.
Итоги составления комплектов карт Госгеолкарты-1000/3 опубликованы в статьях и монографиях. Сами комплекты карт с объяснительными записками и сопровождающими банками данных опубликованы в твёрдых копиях и размещены в электронном виде на официальном сайте ФГБУ «ВСЕГЕИ». Намечены перспективы геолого-съёмочных работ в Арктике, связанные с завершением картирования
Gusev E., Rekant P., Kaminsky V., Krylov A., Morozov A., Shokalsky S., Kashubin S. Morphology of seamounts at the Mendeleev Rise, Arctic Ocean // Polar Research. 2017. Vol. 36. Is. 1, 1298901.
Сколотнев С.Г., Федонкин М.А., Корнийчук А.В. Новые данные о геологическом строении юго-западной части поднятия Менделеева (Северный Ледовитый океан) // Доклады РАН. 2017. Т. 476. № 2. С. 190-196.
Фролов И.Е., Иванов В.В., Фильчук К.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Махотина И.А., Иванов Б.В., Уразгильдеева А.В., Сёмин В.Л., Зимина О.Л., Крылов А.А., Богин В.А., Захаров В.Ю., Малышев С.А., Гусев Е.А., Барышев П.Е., Пильгаев С.В., Ковалёв С.М., Тюряков А.Б. Трансарктика-2019: зимняя экспедиция в Северный Ледовитый океан на НЭС «Академик Трёшников» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. № 3. С. 255-274.
масштаба 1:1000 000 и локальных геолого-съёмочных работ масштаба 1:200 000 в прибрежных акваториях у крупных городов и в районах интенсивного промышленного освоения.
Всем ходом фанерозойской эволюции Арктического региона определилась его нынешняя структура, в частности, коренное отличие в строении западного и восточного секторов Российской Арктики. Главным процессом, наложившимся на все ранее образованные структуры, является процесс океанообразования. Рифтогенез и последовавшие за ним процессы погружения океанского дна в котловинах характеризовались своими специфическими чертами. Последние данные свидетельствуют об ограниченности спрединга в Евразийском бассейне Северного Ледовитого океана1. К началу четвертичного периода определились основные морфоструктуры океана, шельфа и суши. Влияние тектонических и магматических процессов проявилось с различной степенью в разных районах.
Ансамбль тектонических структур Российской Арктики, сформированный к четвертичному периоду, моделировался в течение плейстоцена - голоцена экзогенными процессами, ведущую роль в которых играли трансгрессии и регрессии Арктического бассейна, развитие и деградация наземного и подземного оледенения, а также другие процессы, сформировавшие современные полярные ландшафты. Важнейшей задачей тематических работ ФГБУ «ВНИИОкеангеология» по углеводородному направлению является уточнение количественной оценки ресурсов нефти, газа и конденсата на континентальном шельфе России. В 2019 г. была завершена количественная оценка ресурсов углеводородов по состоянию на 1 января 2017 г., оценены прогнозируемые, перспективные и локализованные ресурсы по всем тринадцати морям Российской Федерации, созданы структурированные массивы информации с использованием современных ГИС.
С 2020 г. оценка ресурсной базы континентального шельфа будет ежегодно актуализироваться с учётом проводимых геологоразведочных работ и результатов тематических исследований института. Работы по количественной оценке периода 2017-2019 гг. (рис. 2) выявили как ряд успехов отечественной геологоразведочной отрасли первых двух десятилетий XXI в., так и основные проблемы в изучении углеводородных ресурсов континентального шельфа в ближайшей перспективе.
Рекант П.В., Гусев Е.А. Структура и история формирования осадочного чехла риф-товой зоны хребта Гаккеля (Северный Ледовитый океан) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 9. С. 1634-1640.
Рис. 2. Карта плотности ресурсов нефти, газа и конденсата арктического шельфа (по результатам количественной оценки 2017-2019 гг. ФГБУ «ВНИИОкеангеология»)
С целью повышения достоверности оценки ресурсов углеводородного сырья и формирования стратегического плана морских геологоразведочных работ в последние годы институт проводит тематические работы по следующим направлениям: создание электронных ресурсов по результатам комплексного изучения разрезов параметрических скважин на островах Западной Арктики и глубоких скважин морского бурения на шельфе Баренцева и Карского морей (рис. 3); оценка ресурсного потенциала слабоизученных шельфов восточного сектора Арктики на основе обобщения и анализа исследований разных лет по арктическим островам; актуализация моделей геологического строения северных областей арктического шельфа с изучением по данным современных цифровых сейсмических материалов перспективных нефтегазоносных систем и 2Э/30-моделированием эволюции осадочных бассейнов.
По направлению «Твёрдые полезные ископаемые Арктики» научная и научно-производственная деятельность постоянно ведётся практически с момента создания нашего института (1948) - и даже ранее, в рамках деятельности Горно-геологического управления Главсевмор-пути. В прошедшее десятилетие завершена фундаментальная тематическая работа по оценке перспектив освоения и развития минерально-сырьевого потенциала ТПИ Арктической зоны РФ и прилегающих районов российского Севера, выполненная совместно с ФГБУ «ВИМС»
>0 «ЕЗ Ö
Рис. 3. Структурно-тектоническая схема по кровле фундамента северной части Карского шельфа. Элементы нефтегазогеологического районирования: 1 - границы провинций, 2 - границы областей, 3 - границы районов; 4 - изогипсы поверхности фундамента; 5 -проинтерпретированные разрезы по профилям работ МОВ ОГТ
(2014). Итоги многолетнего изучения минерально-сырьевого потенциала арктической континентальной окраины России были обобщены в монографии «Твёрдые полезные ископаемые архипелагов и островов арктической континентальной окраины Евразии», изданной под редакцией В.Д. Каминского1. Важное направление исследований, проводимых во ВНИИОкеангеология, головной организации Роснедр по данной
Гавриш А.В., Дорофеев В.К., Евдокимов А.Н., Евдокимова Н.К., Ильин В.Ф. Твёрдые полезные ископаемые архипелагов и островов арктической континентальной окраины Евразии. СПб., 2010. 336 с. (Труды ВНИИОкеангеология, т. 216).
проблеме, многоплановое и последовательное изучение рудогенеза твёрдых полезных ископаемых, в первую очередь россыпных полезных ископаемых в шельфовых областях окраинных и внутриматериковых морей России (рис. 4). Практическая сторона вопроса - установление закономерностей формирования и локализации россыпей и их типизации, прогнозирование месторождений, оценка запасов, ресурсов и потенциала с составлением общего баланса по главным видам минерального сырья россыпей (золото, олово, алмазы, титан и циркон, янтарь и др.). Промежуточные и итоговые результаты исследований закрепляются в ежегодных отчётах, выполняемых по государственным заданиям. Результаты научных изысканий отражены в многочисленных публикациях и монографических изданиях: в частности, подготовлена монография по геологии и минерагении дальневосточных морей Рос-сии1. Несколько ранее в монографии «Кайнозойский рудогенез в шельфовых областях России» были изложены основные черты шельфового рудогенеза и показана ресурсная значимость его продуктов - минерального сырья.
ВНИИОкеангеология более 60 лет выполняет геологические и геофизические исследования в Антарктике. Основными направлениями исследований являются: изучение геологического строения в обнажённых районах антарктической суши; изучение тектонической структуры, глубинного строения и геодинамической эволюции земной коры Антарктики; реконструкция обстановок осадконакопления в окраинных морях Антарктики; оценка перспектив полезных ископаемых в Антарктике (рис. 5). В течение последних 10 лет отделом геологии и минеральных ресурсов Антарктики составлены комплекты геологических и геофизических карт масштаба 1:1 000 0002 для отдельных ключевых регионов Восточной Антарктиды общей площадью около 1 млн км2. Успешно выполнены международные проекты Научного комитета по изучению Антарктики (СКАР), Международной комиссии ЮНЕСКО по геологической карте мира (КГКМ), Международного полярного года (МПГ). В результате реализации этих проектов созданы карты подлёдного рельефа Антарктики (проект БЕБМАР), аномального магнитного поля Антарктики (проект АБМАР), тектонического
Геология и минерагения дальневосточных морей России (твёрдые полезные ископаемые) / Науч. ред. С.И. Андреев. СПб., 2012. 125 с. (Труды ВНИИОкеангеология, т. 222).
Mikhalsky E.V., Leitchenkov G.L. (Eds.). Geological map of Mac.Robertson Land, Princess Elizabeth Land, and Prydz Bay (East Antarctica) in scale 1:1 000 000 (Map Sheet and Explanatory Notes). St.-Petersburg, 2018.
Рис. 4. Схема размещения россыпных зон, районов, узлов в шельфовых областях России
Рис. 5. Углеводородный потенциал Антарктики (красными цифрами обозначены площади осадочных бассейнов; чёрными - ресурсы углеводородов в нефтяном эквиваленте). 1 - мощность осадочного чехла (в км); 2 - внутренняя граница пассивных окраин (окраинных рифтов); 3 - граница между корой континентального типа и корой океанического типа на пассивных окраинах; 4 - граница палеосубдукции; 5 - Антарктический докембрийский кристаллический щит, 6 - палеозойский платформенный чехол; 7 - Тихоокеанский фанерозойский подвижный пояс
строения Антарктики (проект СОМ')1. Начиная с 2017 г. институт является ответственным исполнителем государственных заданий Рос-недр по геолого-геофизическому изучению и оценке минерально-сырьевого потенциала недр Антарктиды и её окраинных морей в составе РАЭ, привлекая в качестве соисполнителя АО «ПМГРЭ».
В преддверии широкомасштабного освоения недр полярных шельфов особенно важной становится проблема сохранения природной среды Арктики и Антарктики. В связи с этим одной из основных задач ВНИИОкеангеология в области геоэкологии является разработка, нормативное насыщение и научно-методическое сопровождение системы экологически безопасного недропользования на континентальном шельфе, а также в глубоководной области Мирового океана. В основе этой системы должны лежать чётко сформулированные правила недропользования в области охраны морской среды, государственный контроль, научная обоснованность и системность мероприятий по обеспечению экологической безопасности.
Grikurov G.E., Leychenkov G. Tectonic Map of Antarctica (Scale 1:10 M). Commission for Geological Map of the World (CGMW). Paris, 2012.
