Курсовая работа (т): Геолого-экологическая основа эффективного освоения минерально-сырьевых ресурсов Западно-Арктического шельфа России

Границей Восточно-Европейской и Западно-Арктической платформ служит тектонический шов, отделяющий складчатый пояс Канино-Варангерских байкалид от кристаллических архейско-раннепротерозойских комплексов Балтийского щита и перикратонных отложений рифея Русской плиты.

Южную часть Западно-Арктической платформы занимает Тимано-Печорская плита с верхнепротерозойским, байкальским складчатым фундаментом, выступающим на поверхность в Канинском горсте. Примыкающая к ней Баренцевская плита сформировалась на гетерогенном основании, в состав которого входят как блоки гренвильского (на северо-востоке) фундамента, так и байкальского (в пределах пограничного с Тимано-Печорской плитой флексурно-сбросового пояса). В центральной части Южно-Баренцевской синеклизы фундамент глубоко переработан и возможно замещен корой субокеанического типа [14].

С северо-востока Тимано-Печорскую и Баренцевскую плиты ограничивает Пайхойско-Новоземельский коллизионный пояс, образуя в прилегающих частях плит систему краевых прогибов и надвиговых дислокаций. В геодинамическом отношении становление орогенического пояса обусловлено развитием сопряженных с ним Восточно-Баренцевской и Южно-Карской рифтовых систем.

Осевую часть Новой Земли занимает Северо-Новоземельский антиклинорий, где обнажены рифейские и нижнепалеозойские породы. Краевые зоны дислокаций (Западно-Новоземельская, Карский синклинорий), а также Кармакульская седловина сложены в основном породами верхнего палеозоя. Складчатые структуры Пайхойско-Новоземельского пояса в Карском море перекрыты мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты.

Западно-Сибирская плита представляет собой крупнейший мезозойско-кайнозойский бассейн, наложенный на разнородные структуры древних платформ и складчатых поясов, слагающие его гетерогенный фундамент.

В пределах шельфового фрагмента Западно-Сибирской плиты выделены Южно-Карская синеклиза и Приновоземельская моноклиналь, где под подошву четвертичных отложений последовательно выходят комплексы палеогена - верхней юры.

3.3 Строение четвертичных и современных отложений

К началу планомерных работ МАГЭ по изучению верхне-кайнозойского чехла о его строении не было известно почти ничего: редкие сведения по литологии донных осадков сопоставлялись с поверхностными образованиями смежных наземных частей Печорской и Западно-Сибирской внутриматериковых плит.

В ходе геологической съемки шельфа нашли свое решение многие спорные вопросы возраста и генезиса молодых отложений, от которых зависели практические пути поисков россыпей, разработки неотектонических критериев нефтегазоносности.

Первый опыт издания комплекта геолого-съемочных карт на Кольском шельфе был осуществлен МАГЭ в 1987 г. (Скоробогатько А.В.). С началом проведения ГСШ в Карском море выяснилось принципиальное подобие строения верхнекайнозойского чехла щельфовых областей Баренцевской окраинно-материковой и Печорской, Западно-Сибирской внутриматериковых плит.

По результатам съемки в Карском море впервые на российском арктическом шельфе были установлены миоценовые аллювиальные и дельтовые образования, характеризующиеся косослоистой сейсмозаписью на сейсмограммах и выполняющие глубокие палеодолины и тела бокового наращивания. Они полностью соответствуют континентальным отложениям абросимовской свиты Западной Сибири. Эти и другие факты подтвердили идеи о региональном аплифте арктических материковых окраин в олигоцене и миоцене, крупной регрессии и значительных (до сотен метров) величинах эрозионного среза, явившихся депрессионными факторами, благоприятными для переформирования залежей углеводородов.

В ходе геологической съемки на Приновоземельских листах были достоверно установлены пределы распространения максимального (днепровско-московского на Русской платформе, самаровско-тазовского в Сибири) и последнего (поздневалдайского на Русской платформе, сартанского в Сибири) оледенений. Их донные и конечные морены зафиксированы на склонах Новоземельского орогена и вала Адмиралтейства до глубин 200 и 120 м, что соответствует оценкам величин одновозрастных регрессий и подтверждает модель минимального растекания материковых льдов.

В то же время, съемка выявила широчайшее развитие всех типов ледниково- и ледово-морских осадков (в том числе так называемых диамиктонов), которые входят составной частью во впервые выделенную Г.Г. Матишовым (1984) формацию океанического перигляциала. Материалы проведенной МАГЭ геологической съемки шельфа в совокупности с опубликованными данными других организаций легли в основу карт четвертичных отложений всех комплектов Госгеолкарты масштаба 1:1000000. Сводная карта масштаба 1:2500 000 (рис. 2), дающая представление о четвертичных отложениях региона в целом, составлена Н.В. Маркиной (по макетам Д.А. Костина и др.) на основе ГИС.

Рис. 2. Карта четвертичных отложений

По данным сейсмоакустических работ, выполненных в 2000-2002 гг. при изучении северных районов Баренцева моря, прилегающих к архипелагу Земля Франца-Иосифа), было установлено, что позднекайнозойские образования, средняя мощность которых здесь составляет 10-20 м, представлены в северной части листа ледниково-морскими, а в южной - преимущественно морскими отложениями. Максимальные мощности четвертичных отложений приурочены к моренным отложениям, слагающим выраженные в рельефе морского дна гряды, и глубоким впадинам с ледниково-морским осадконакоплением. Минимальные мощности и участки практического отсутствия отложений характерны для областей ледниковой экзарации и современной донной абразии вблизи береговой черты и унаследованных поднятий. Мощность голоценовых отложений на акватории изменяется от первых сантиметров до 3 м. Минимальные мощности характерны для сводов возвышенностей, максимальные - для днищ желобов и впадин, а также фиордов архипелагов Новая Земля и Земля Франца Иосифа, где происходит современное ледниково-морское осадконакопление.

Таким образом, выполненное МАГЭ картирование неоген-четвертичных отложений принесло ряд принципиально новых теоретически, методически и практически важных геолого-геоэкологических результатов. К их числу относится, в первую очередь, разработка приборно-аппаратурного комплекса и методики сейсмостратиграфического анализа и комплексной интерпретации материалов непрерывного сейсмоакустического профилирования и донного опробования. Были также выявлены неотектонические критерии нефтегазоносности, обнаружены глубочайшие речные палеодолины, неоднократно существовавшие на шельфе в эпохи регрессий, установлен бассейновый генезис песчано-глинистых диамиктонов, слагающих основную часть разреза, выявлены следы выпахивающей деятельности айсбергов.

Для картирования типов современных донных отложений и их вещественного состава были использованы результаты гранулометрического, минералогического, полуколичественного спектрального анализов и описаний грунтовых колонок из полевых журналов. Литологическая карта поверхности морского дна составлена по литолого-генетическому принципу. В основу ее легенды положена система условных обозначений, предложенная Б.Г. Лопатиным и В.И. Гуревичем (1986).

Современные отложения на акваториях Баренцева и Карского морей представлены всем спектром гранулометрического состава (от крупных валунов до чистых пелитов). Основными факторами, контролирующими распределение осадков, являются рельеф дна, глубина моря и гидродинамический режим.

По содержанию различных размерных групп выделены следующие типы осадков: моногранулярные, переходные и смешанные. Моногранулярные осадки, сложенные одной доминирующей фракцией (более 75%), занимают в пределах акватории ограниченные площади.В основном эти осадки сложены песками, алевритами и пелитами.

Осадки переходного типа (бигранулярные) сложены преобладающей (от 50 до 75%) и дополняющей (от 25 до 50%) фракцией. Эти отложения занимают большую часть изученной акватории и представлены песчаным гравием, гравийным песком, алевритовым песком, песчаным алевритом, пелитовым алевритом и алевритовым пелитом.

Распределение отложений переходного типа характеризуется приуроченностью к определенным формам рельефа дна. На положительных формах рельефа до глубин порядка 100 м формируются осадки с преобладанием песчаной составляющей. На глубинах от 100 до 300 м происходит осаждение взвешенных в воде тонких пелитовых и алевритовых частиц. На участках, где глубины более 300 м, в условиях пониженной гидродинамической активности происходит формирование тонкофракционных осадков из взвеси. В этих же условиях формируются смешанные алеврито-пелитовые осадки, медианный диаметр которых в целом уменьшается с увеличением глубин моря.

К осадкам смешанного типа относятся тригранулярные (миктиты), сложенные тремя взаимодополняющими группами фракций (25-50%), и полигранулярные (полимиктиты), сложенные четырьмя и более взаимно дополняющими (25-50%) группами фракций. Миктиты и полимиктиты, содержащие значительное количество крупно# и грубообломочных фракций (гравийно-алеврито-песчаные, галечно-гравийно-песчано-алевритовые), развиты на глубинах от 100 до 150 м.

В пределах изученной акватории выделены все группы современных осадков, при явном преобладании глинистых разностей. В настоящее время в основном накапливаются терригенные осадки с незначительной примесью биогенных и хемогенных компонентов. Почти во всех типах осадков имеется примесь грубообломочного материала айсбергового и ледового разноса. Для современных осадков характерно накопление наиболее устойчивых минералов, таких как циркон, гранат, черные рудные. Геохимические аномалии с повышенными концентрациями металлов (V, Cr, Zn, Cu, Pb) обусловлены природными факторами и чаще связаны с бурыми илами, отложенными в глубоких впадинах.

геологический карта арктический шельф

4. Ресурсный потенциал

Исследованный район расположен в пределах Баренцевской шельфовой плиты и Южно-Карской синеклизы, сложенных мощными осадочными толщами палеозоя и мезозоя - кайнозоя. Шельфовые области разделены горно-складчатым поясом архипелага Новая Земля, где на поверхность выступают протерозойские метаморфические и палеозойские осадочные и вулканогенные образования, прорванные интрузивными комплексами раннекиммерийских гранитоидов.

С породами среднего-позднего рифея, венда и палеозоя, которые обнажены на поверхности современного эрозионного среза складчатых структур архипелага Новая Земля, связаны месторождения и проявления меди, марганца, полиметаллических руд, флюорита. Дальнейшие перспективы развития минерально-сырьевого потенциала этого региона Российской Арктики связываются с марганцем, полиметаллическими рудами, благородными металлами, а из нерудных полезных ископаемых - с плавиковым и оптическим сырьем (флюорит, горный хрусталь).

С осадочными чехлами материковых и шельфовых плит связаны главным образом месторождения нефти и газа. Основой для уточнения нефтегазогеологического районирования и оценки прогнозных ресурсов нефти и газа послужила унифицированная схема тектонического районирования структурных элементов осадочного чехла.

Подготовленные листы Госгеолкарты 1000 охватывают северную часть Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (НГП), Восточно-Баренцевскую НГП и Западно-Баренцевскую НГП, самостоятельную Кольскую ПНГО, акваториальную часть Западно-Сибирской НГП. К ним также принадлежат самостоятельные Адмиралтейско-Предновоземельская и Северо-Карская, возможно, нефтегазоносные области (ВНГО).

Крупнейшие газоконденсатные месторождения Баренцева моря (Штокмановское, Ледовое) пространственно и генетически связаны со структурами Восточно-Баренцевского прогиба. В пределах Восточно-Баренцевской и Западно-Баренцевской НГП открыты также газовые месторождения - Лудловское, Северо-Кильдинское и Мурманское (рис. 3).

Нефтяные месторождения открыты пока только в Тимано-Печорской НГП. На шельфе этой провинции также открыты нефтегазовые и газоконденсатные месторождения. В пределах провинции расположено 33 месторождения углеводородов, в числе которых более 10 крупных. Как на суше, так и в шельфовой части этой провинции к настоящему времени выявлено и подготовлено к глубокому бурению более 100 перспективных объектов, что позволяет рассчитывать в будущем на значительный прирост перспективных ресурсов и разведанных запасов углеводородов.

В Восточно-Баренцевской НГП наиболее перспективны триасовый и юрско-барремский НГК. В Южно-Баренцевской НГО наибольшие перспективы связаны с Андреевской и Северо-Мурманской ступенями, которые со держат подготовленные объекты, перспективные на газ, в триасовом НГК.

Рис. 3. Схема прогноза нефтегазоносности

Уникальные газоконденсатные месторождения Карского шельфа (Ленинградское, Русановское) и севера Ямала (Малыгинское) расположены в сводах межрифтовых блоков внутренней рифтогенной области Южно-Карской синеклизы. Свыше 80 выявленных локальных структур в Западно-Карской и Восточно-Карской ВНГО, северных частях Ямальской и Гыданской НГО дают основание считать этот регион важнейшим потенциальным резервом прироста запасов углеводородного сырья. Перспективы открытия залежей на Приновоземельской моноклинали связываются с литолого-стратиграфическими ловушками в зонах выклинивания нижне-среднеюрских отложений.

Дальнейшие геологические исследования должны быть сконцентрированы на следующих направлениях:

) выявление зон нефтегазонакопления в слабоизученных районах Канинской ПНГО, Коргинской НГО, Гыданской НГО, Западно-Карской ВНГО;

) изучение особенностей строения нижних горизонтов осадочного чехла в пределах известных зон нефтегазонакопления;

) оценка возможностей сейсморазведки в комплексе с гравиметрией и магнитометрией для поисков и картирования зон развития неантиклинальных и комбинированных ловушек.

5. Оценка геоэкологической обстановки

Оценка загрязнения донных ландшафтов изученной акватории Баренцева и Карского морей свидетельствует, что все аномалии и максимальные содержания поллютантов в придонных средах довольно редко превышают существующие уровни ПДК, а зачастую, в десятки раз меньше. Картируемые аномалии являются геохимическими, показывающими тенденцию к накоплению того или иного загрязнителя в определенном районе.

Однако вызывает опасение факт обнаружения в придонных водах и макробентосе акватории значимых количеств хлорорганических пестицидов (сумма ДДТ и ПХБ), которые имеют чисто техногенную природу и, стало быть, принесены течениями из районов, подверженных антропогенному загрязнению. По существующему уровню ПДК присутствие данных соединений в морских водоемах недопустимо. Таким образом, усиление техногенного пресса на берегу, несмотря на длительный путь миграции хлорорганических поллютантов, отзывается концентрированием их в придонных средах.

Наиболее подвержена контаминации область акватории, прилегающая к архипелагу Новая Земля. К областям умеренного загрязнения относятся залив Моллера, устье р. Безымянной и район вокруг пролива Маточкин Шар. В дополнение к комплексу тяжелых металлов (Ni, Cu, Pb, Zn, Co) здесь зафиксированы аномалии по ГХЦГ, ПХБ, ДДТ. При этом если концентрации металлов связаны с природными аномалообразующими объектами, то компоненты хлорорганических соединений имеют явно антропогенную природу.