CC BY
2УДК 553.981.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ПОИСКОВ СКОПЛЕНИЙ ГАЗОГИДРАТОВ
В ЧЕРНОМ МОРЕ
И Мейснер Л. Б., Мейснер Т. Н., Шейков А. А., Шельтинг С. К.
АО «Южморгеология», Геленджик, Россия E-mail: [email protected]
АО «Южморгеоллогия» начала поиски газогидратов в Черном море в 1986 г. Сотрудничество «Южморгеология» и МГУ привело к международной программе (TTR) изучения газогидратов в акваториях университетами, которая выполнялась в Черном море в период с 1991 по 2005 г. Скопления газогидратов Черного моря связаны с грязевыми вулканами и разломами — каналами миграции флюидов из осадочного чехла. Составлена карта участков газогидратов на дне моря и даны краткие сведения по этим участкам. Необходимо дальнейшее изучение газогидратов в Черном море.
Ключевые слова: газогидраты, Черное море, грязевые вулканы, сейсморазведка, сипы.
RESULTS OF SEARCHES FOR GAS HYDRATE ACCUMULATIONS
IN THE BLACK SEA
И Meisner L. B., Meisner T. N., Sheikov A. A., Shelting S. K.
JSC "Yuzhmorgeologiya", Gelendzhik, Russia
JSC "Yuzhmorgeologiya" began searching for gas hydrates in the Black Sea in 1986. The cooperation of JSC "Yuzhmorgeologiya" and Moscow State University led to an international program (TTR) for the study of gas hydrates in the seas by universities, which was carried out in the Black Sea in the period from 1991 to 2005. Accumulations of gas hydrates in the Black Sea are connected with mud volcanoes and faults — channels for the migration of fluids from the sedimentary cover. A map of gas hydrate areas on the seabed has been compiled and brief information on these areas has been provided. Further study of gas hydrates in the Black Sea is necessary.
Key words: gas hydrates, Black Sea, mud volcanoes, seismic exploration, seeps.
Введение. Впервые предположение о существовании газогидратов в донных осадках Черного моря было высказано в статье А. Г. Ефремовой и Б. П. Жижченко еще в 1974 г. С 1986 г. в ГНЦ «Южморгеология» для поисков газогидратов проводились геофизические работы, а также пробоотбор донных отложений. Первые находки газогидратов сделаны специалистами ВНИИ-Океангеология и СО АН СССР в 1988 г. [1]. Затем газогидраты были подняты специалистами МГУ, ГНЦ «Южморгеология». Сотрудничество «Южморгеология» и МГУ привело (по инициативе профессора МГУ М. К. Иванова) к международной программе изучения университетами газогидратов в акваториях (TTR). В Черном море эта программа выполнялась в период с 1991 по 2005 г. Большой вклад в изучение флюидных потоков и газогидратов в Черном море был сделан исследователями, возглавляемыми академиком Е. Ф. Шнюковым, и специалистами из Бременского университета Германии. Кроме того, изучение газогидратов в Черном море проводилось Измирским университетом Турции, Институтом океанологии Болгарии.
Методика. После проведения региональной сейсморазведки 2D выделены районы, представляющие интерес для поисков скоплений газогидратов. В этих районах проведены работы с высокочастотными сейсмическими системами и акустическими системами. «Южморгеология» использовала поверхностный локатор бокового обзора «Океан», глубинный локатор бокового обзора (ГЛБО) МАК-1, снабженный профилографом, многолучевой эхолот (МЛЭ) Simrad ЕМ-12, установленные на НИС «Геленджик». Затем на выбранных участках производился пробоотбор донных отложений прямоточными трубками.
Результаты. Опираясь на сведения по газоматеринским породам на суше, в Индоло-Кубанском и Керченско-Таманском прогибах, имеющих геологические разрезы, близкие к разрезам глубоководной впадины Черного моря, предполагается, что основными газопродуцирующими толщами в Черном море являются глины нижнего олигоцена и верхнего эоцена. Корни грязевых вулканов находятся в низах кайнозойских отложений, а отдельные вулканы имеют корни в мезозойских отложениях. Обломочный материал грязевых вулканов в основном состоит из майкопских глин. На вулкане Малышева обнаружен обломок доломита предположительно позднего эоцена. На вулкане Григорьева брекчия образована глинами и мергелями, возможно, мелового возраста [4]. Грязевые вулканы не единственные поставщики УВ-газов к поверхности дна. В верхней части континентального склона и на внешнем шельфе известны многочисленные газовые сипы. У Е. Ф. Шнюкова в упомянутой выше книге указано, что на северо-западе в этой зоне, где прослежены крупные разломы, установлено несколько сотен сипов. Их высота варьируется от 10 до 250 м. Далее на восток, в Керченско-Таманском районе, обнаружено более сотни сипов, а у берегов Аджарии в Грузинском секторе моря — до 500 сипов. Большинство сипов, не связанных с грязевыми вулканами, расположено на глубинах до 300 м, но встречаются редкие сипы и на глубинах более 1000 м.
Зона гидратообразования мощностью до 0,5 км (при глубине дна моря около 2 км и температуре на дне моря от 6 до 9 °С) приурочена, преимущественно, к четвертичной толще, достигающей мощности до 2,5 км. Но на континентальном склоне и в районах диапировой складчатости эта зона частично захватывает плиоценовые и миоценовые отложения.
Изучено и подробно описано семь участков в глубоководной впадине Черного моря, где газогидраты были получены в 41 пробе донных отложений (рис.) [6-8, 10]. На первом участке газогидратов, расположенном на северо-западе континентального склона Черного моря на сравнительно небольшой глубине (850 м), каналами транзита углеводородных газов ко дну моря являются разломы, не связанные с грязевыми вулканами. На дне обнаружены сипы, карбонатные постройки. Образование карбонатных построек также связано с истечением метана. Второй участок оконтурен в Западно-Черноморской впадине и совпадает с депоцентром кайнозойских отложений, где их мощности достигают более 12 км. Депоцентр с востока примыкает к поднятию мезозойских пород вала Андрусова. На этой площади в миоцен-плиоценовых и четвертичных отложениях распространены небольшие, пологие складки, разрывы и грязевые вулканы [3]. С этими структурами ассоциируются сейсмические аномалии типа «яркое пятно», указывающие на наличие значительного количества газа в осадочном чехле. На поверхности дна выявлено в настоящее время 10 грязевых вулканов. Диаметр вулканов в пределах кольцевого вала составляет 1-2 км, высота — 20-120 м.
чо
On
Точки пробоотбора с газогидратами Участок А - разломная зова верхней части С-3 континентального склона (точки 1 - 3). Участок Б - грязевые вулканы Западно-Черноморской впадины: ТРЕМАР (точка 4), МГУ (точка 5), Южморгеология (точки 6, 7), Вассоевича (точка 8), Ковалевского (точки 9-11), Участок В- грязевые вулканы прогиба Сорокина: Б/н (точки 12-15), НИОЗ (точка 15), Одесса (точки 17-19), Казакова (точки 20-23).
44»
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- границы тектонических элементов I - вал Губкина П - Черноморско - Каламитский вап Ш - Краевая ступень
IV - прогиб Сорокина
V - Керченско - Таманскш! прогиб
VI - поднятие Далласа
VII - поднятие Тетяева
VIII - Гудаутский свод
IX - Эшерская впадина
X - Очамчирскш! свод
- участки доказанного присутствия газогидратов
- пробы грунта с газогидратами
- грязевые вулканы
- газовые силы
- карбонатные постройки ■#!■ - покмарки
[у-^""! - изобаты
- скв. в глубоководной впадине: Ь-1= Ь-2 - Лиманкоп; 379,380,381 - скважины БЭЭР
Туапсе [ ^ - государственные границы
Участок Г - грязевые вулканы Туапсинского прогиба: Нефтяной (точка 24), Симрад (точка 25), Периклиналь (точка 26), Участок Д. Гурийский прогиб. Грязевые вулканы: Печори (точки 27-30), Колхети (точки 31-34). Батумская площадь сипов ( Участок Е. Гиресунская мульда. Грязевой вулкан Гиресун (точка 38). Газогидраты Самсунской площади (точки 39,40). Участок Ж. Тракийская площадь. Грязевой вулкан Тракийский (точка 41).
Схема расположения в Черном море участков с установленным присутствием газогидратов в донных отложениях (по материалам [4-8, 10])
Третий участок — в краевом прогибе Сорокина, где мощная толща глин олигоцена — миоцена смята в складки, часть из которых является диапирами. К внешней зоне складок, осложненных разломом, приурочена цепочка грязевых вулканов. Подтверждено пробоотбором присутствие газогидратов в семи грязевых вулканах.
Четвертый участок находится в краевом Туапсинском прогибе. По своему геологическому строению он близок к прогибу Сорокина, но складок в нем больше, чем в прогибе Сорокина. Основная часть газогидратов обнаружена в Центральной зоне прогиба, где глубины моря составляют 1600-2095 м. Большинство скоплений газогидратов найдено в брекчии грязевых вулканов Симрад, Периклиналь, Нефтяной и на безымянных складках [4].
К грязевым вулканам приурочены находки газогидратов в южной части континентального склона [2] у берегов Грузии и Турции (участки 5, 6 и 7). Они находились в глиняной брекчии вулканов или над вулканами в глинисто-алевритовых, сапропелевых илах в виде отдельных кристаллов газогидратов, их агрегатов и прожилок. В газогидратах высокое содержание (9598%) метана, а небольшая примесь тяжелых алканов и изотопы углерода свидетельствуют о биогенно-термогенной природе газа [9].
В Черном море, кроме участков доказанного присутствия в разрезе осадочного чехла газогидратов, существуют районы, где имеются признаки высокой флюидодинамической активности. Эти признаки выражены в виде грязевых вулканов, покмарок, карбонатных построек, высоких концентраций газов в донных отложениях, сейсмических аномалий типа «яркое пятно», локальных аномалий типа high back scatter на сонограммах локаторов бокового обзора и акустически прозрачных участков на разрезах высокочастотных профилографов. Например, на материковом склоне, на траверзе г. Сочи в разрезе четвертичных отложений по геофизическим материалам выделены две зоны предполагаемой газогидратности. Они связаны с гигантским оползнем западнее каньона реки Мзымты. Аномалия BSR здесь располагается на глубине около 255 м (0,3 с) от поверхности морского дна и приурочена к плейстоценовым образованиям. Выше по разрезу прослежены аномалии типа «яркое пятно», области загазованности осадков и зоны газовыделений из них, газовые карманы, газовыводящие зеркала скольжения оползней, каналы дегазации и газовые трубы, покмарки.
Выводы. Все находки газогидратов связаны с участками, где имеются каналы миграции флюидов из глубоких слоев осадочного чехла к поверхности дна.
Основными индикаторами гидратоносности отложений являются зоны разломов, поля сипов, грязевые вулканы, сейсмические аномалии BSR.
Преимущественно находки скоплений газогидратов в Черном море приурочены к грязевым вулканам.
Еще нет данных, чтобы ответить на вопрос, могут ли скопления газогидратов в Черном море иметь промышленное значение. Поэтому изучение скоплений газогидратов необходимо продолжать.
Список литературы
1. Гинсбург Г. Д., Кремлев А. Н., Григорьев М. Н. и др. Фильтрогенные газовые гидраты в Черном море (21-й рейс НИС «Евпатория») // Геология и геофизика. 1990. № 3. С. 10-19.
2. Глебов А. Ю., Круглякова Р. П., Шельтинг С. К. Естественное выделение углеводородных газов в Черном море // Разведка и охрана недр. 2001. № 8. С. 19-22.
3. Мейснер Л. Б., Туголесов Д. А., Хахалев Е. М. Западно-Черноморская грязевулканическая провинция // Океанология. 1996. № 1. С. 119-127.
4. Миронюк С. Г., Хлебникова О. А., Полудеткина Е. Н. Некоторые закономерности распространения газогидратов в глубоководных частях Туапсинского прогиба и вала Шатского (Черное море) // Труды VIII Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2019)». Т. II (III). Тверь: изд-во ООО «ПолиПРЕСС», 2020. С. 63-66.
5. Шнюков Е. Ф., Зиборов А. П. Минеральные богатства Черного моря. Киев, 2009. 280 с.
6. AkhmetzhanovA. M., IvanovM. K., Kenyon N. H. et al. Deep-water cold seeps, sedimentary environments and ecosystems of the Black and Tyrrhenian Seas and the Gulf of Cadiz // Preliminary results of investigations during the TTR-15 cruise of RV Professor «Logachev». UNESCO, 2007. 136 p.
7. Kenyon N. H., Ivanov M. K., Akhmetzhanov A. M. et al. Geological processes in the Mediterranean and Black Seas and North East Atlantic // IOC Technical Series 62. UNESCO, 2002. 89 p.
8. Limonov A. F., Woodside. J. M., Ivanov M. K. et al. Mud volcanism in the Mediterranean and Black Seas and shallow structure ofthe Eratosthenes Seamount // UNESCO reports in marine science 64. UNESCO, 1994. 174 p.
9. Limonov A. F., van Weering Tj. C. E., Kenyon N. H., Ivanov M. K., Meisner L. B. Seabed morphology and gas venting in the Black Sea mudvolcano area: Observations with the MAK-1 deep-tow sidescan sonar and bottom profiler // Marine Geology. 1997. N 137. Р. 121-136.
10. Woodside J.M., IvanovM. K., LimonovA. F. et al. Neotectonics and fluid flow through seafloor sediments in the Eastern Mediterranian and Black Seas. Part II. Black Sea // Intergovernmental Oceanographic Commission, technical series 48. UNESCO, 1997. 227 p.
References
1. Ginsburg G. D., Kremlev A. N., Grigor'ev M. N. et al. Filtrogennye gazovye gidraty v Chernom more (21i reis NIS «Evpatoriia») // Geologiia i geofizika. 1990. N 3. S. 10-19.
2. Glebov A. Iu., Krugliakova R. P., Shelting S. K. Estestvennoe vydelenie uglevodorodnyh gazov v Chernom more // Razvedka i ohrana nedr. 2001. N 8. S. 19-22.
3. Meisner L. B., Tugolesov D. A., Hahalev E. M. Zapadno-Chernomorskaia griazevulkanicheskaia provinciia // Okeanologiia. 1996. N 1. S. 119-127.
4. Mironyuk S. G., Xlebnikova O. A., Poludetkina E. N. Nekotory'e zakonomernosti rasprostraneniya gazogidratov v glubokovodny'x chastyax Tuapsinskogo progiba i vala Shatskogo (Chernoe more) // Trudy VIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Morskie issledovaniya i obrazovanie (MARESEDU-2019)". T. II (III). Tver': izd-vo OOO "PoliPRESS", 2020. S. 63-66.
5. Shnyukov E. F., Ziborov A. P. Mineral'nye bogatstva Chernogo moray. Kiev, 2009. 280 s.
6. Akhmetzhanov A. M., Ivanov M. K., Kenyon N. H. et al. Deep-water cold seeps, sedimentary environments and ecosystems ofthe Black and Tyrrhenian Seas and the Gulf of Cadiz // Preliminary results of investigations during the TTR-15 cruise of RV Professor «Logachev». UNESCO, 2007. 136 p.
7. Kenyon N. H., Ivanov M. K., Akhmetzhanov A. M. et al. Geological processes in the Mediterranean and Black Seas and North East Atlantic // IOC Technical Series 62. UNESCO, 2002. 89 p.
8. Limonov A. F., Woodside. J. M., Ivanov M. K. et al. Mud volcanism in the Mediterranean and Black Seas and shallow structure of the Eratosthenes Seamount // UNESCO reports in marine science 64. UNESCO, 1994. 174 p.
9. Limonov A. F., van Weering Tj. C. E., Kenyon N. H., Ivanov M. K., Meisner L. B. Seabed morphology and gas venting in the Black Sea mudvolcano area: Observations with the MAK-1 deep-tow sidescan sonar and bottom profiler // Marine Geology. 1997. N 137. Р. 121-136.
10. Woodside J. M., IvanovM. K., LimonovA. F. et al. Neotectonics and fluid flow through seafloor sediments in the Eastern Mediterranian and Black Seas. Part II. Black Sea // Intergovernmental Oceanographic Commission, technical series 48. UNESCO, 1997. 227 p.
