Геолого-геофизическая изученность

В районе лицензионного участка шельф Восточно-Сибирского моря очень слабо изучен (рис. 1.2).

Систематические геофизические исследования в регионе стали проводиться только в период Международного Геофизического Года (МГГ) с 1957 по 1962 гг., в результате  которых западная половина Восточно-Сибирского моря были покрыты кондиционной магнитной съёмкой масштаба 1:1 000 000.

В 1966 году НИИГА, на востоке Восточно-Сибирского моря  выполнил аэромагнитную съёмку масштаба 1:4 000 000, а также сейсморазведку в относительно глубоководной его части (200-400 м), проводившейся с целью определения глубин моря для интерпретации гравиметрических материалов.

Рис.1.2 Геолого-геофизическая изученность прилегающих территорий (границы Северо-Врангелевского лицензионного участка показаны малиновой жирной линией)

В настоящее время на большую часть площади Восточно-Сибирского моря имеются кондиционные гравиметрические карты масштаба 1:1 000 000, но 20% акватории закартировано лишь в масштабе 1:2 500 000. На отдельных небольших участках выполнены съёмки масштабов 1:200 000 и 1:500 000.

В 2005 году ВНИИОкеангеология проведил аэромагнитные исследования масштаба 1:1 00 000 в полосе шириной около 250 км вдоль меридиана 180° в.д. от 72° до 78° с.ш. с целью изучение аномального магнитного поля северной материковой окраины Восточной Арктики.

По степени изученности сейсмическими методами Восточно-Сибирское море также относятся к очень слабо изученным акваториям. Сейсмическая изученность Восточно-Сибирского моря не превышает рекогносцировочного уровня. Средняя плотность сейсмических наблюдений в Восточно-Сибирском море меньше 0.01 км/км².

В 1974-1980 гг. и в 1985 г. НИИГА совместно с НПО «Севморгео» проведены комплексные сейсмические работы (МОВ, МПВ и ГСЗ) по методике наледных точечных зондирований с дрейфующих станций СП-13 и СП-22. Построены скоростные колонки осадочного чехла, установлена тенденция увеличения мощности чехла и утонения гранитного слоя в северном направлении, а также впервые получен разрез осадочной толщи на континентальном склоне.

В 1989 г. Лабораторией региональной геодинамики (ЛАРГЕ) восточнее о. Новая Сибирь было отработано два сейсмических профиля МОВ ОГТ 48* общей протяжённостью около 700 пог. км. На профиле 89001 длиной 550 км, который начинается в 110 км от побережья Индигирского залива и заканчивается в 20 км восточнее о. Жаннетты, в разрезе осадочного чехла (верхний мел (маастрихт) – кайнозой) выделено пять сейсмических горизонтов. Максимальная временная глубина погружения поверхности акустического фундамента составляет около 5 с.

Значительный объём геофизических исследований выполнен Мурманской морской геофизической экспедицией (МАГЭ) на шельфе моря Лаптевых. В разрезе осадочного чехла, включающего отложения от позднего палеозоя до четвертичного отдела, выделены два опорных и шесть промежуточных горизонтов. В 1990 г. сейсмическим профилированием МОВ ОГТ в объёме 1200 пог. км были изучены поднятие Де-Лонга, Новосибирский прогиб и участок континентального склона.

В 1991 г. НПО «Севморгео» были проведены комплексные геофизические исследования в рамках программы «Трансарктика». Исследования включали СР ГСЗ и МОВ в наледном варианте по субмеридиональному геотраверзу, пересекающему шельф и континентальный склон западной части Восточно-Сибирского моря в районе о-вов Де-Лонга и котловины Подводников, и сопровождались гравимагнитными съемками. Получены уникальные геофизические характеристики зоны перехода шельф – океанический бассейн. Геологические результаты этих исследований частично опубликованы.

В западной части Восточно-Сибирского моря в 1993-1994 и 1997 гг. существенный объём сейсмических работ МОВ ОГТ выполнен Институтом геологии и природных ресурсов Германии совместно с трестом «Севморнефтегеофизика». В разрезе осадочного чехла прослежено два опорных горизонта, возраст выделенных комплексов установлен как эоцен-среднемиоценовый и верхнемиоцен-четвертичный.

В Чукотском море первые морские сейсморазведочные работы по методике МОВ ЦЛ выполнены в 1976 году Полярной экспедицией НПО «Севморгео». Наблюдения проводились в юго-восточной части моря по двум профилям общей протяжённостью 700 пог. км. В результате были получены первые сведения о сейсмогеологических условиях района, которые, по мнению авторов, оказались весьма благоприятными, что позволило выделить в разрезе пять отражающих горизонтов I, II,  III,  IV и V. Первые три горизонта условно отождествляются с кровлей пород соответственно неогенового, палеогенового и верхнемелового возраста. Сейсмический горизонт IV связан с литологической границей внутри меловых отложений, а горизонт V — с кровлей киммерийского складчатого фундамента. Также были получены первые сведения о расположении впадины Хоуп, поднятия Шмидта, впадины Шмидта, Врангелевско-Геральдской гряды и Восточно-Геральдского прогиба.

В 1982 году ДМНГ на шельфе Чукотского моря от Колючинской губы до о. Врангеля отработано три сейсмических профиля МОВ ОГТ 24* в комплексе с гравиметрией объёмом 275 пог. км. В исследуемом разрезе выделен фундамент с максимальной глубиной погружения до 4000 м и кайнозойский осадочный чехол, представленный сейсмокомплексами А, Б и В.

В 1987-1988 г.г. в юго-восточной части Чукотского моря СТГЭ ПГО «Севморгеология» было отработано семь региональных профилей МОВ ОГТ 6* в комплексе с гравимагнитными исследованиями. В осадочном чехле мощностью до 4500 м выделено шесть сейсмокомплексов, датируемых верхним триасом (?), нижним мелом (?), нижним-верхним мелом (альб-сеноман) (?), верхним мелом (?), палеогеном и неогеном-голоценом. Составлена новая схема рельефа поверхности фундамента и сделан вывод о грабен-рифтовой природе региона.

В 1990 г. площадные комплексные геофизические работы в объёме 8872 пог. км (МОВ ОГТ 60*, магнитометрия, гравиметрия) были проведены СП «Polar Pacific», созданным ДМНГ и Halliburton Geophysical Services. В результате впервые за много лет был получен геофизический материал на новом качественном уровне, позволивший оценить мощность осадочного чехла (свыше 18.0 км), стратифицировать выделенные комплексы, определить положение и взаимоотношение Северо-Чукотского и Лонгско-Чукотского осадочных бассейнов.

В 1991 году в Восточно-Сибирском море СП «Polar Pacific» отработаны рекогносцировочные профили протяжённостью 1540 пог. км, что позволило получить представления о геологическом строении шельфа, определить мощность осадочного разреза (до 11.0 км) и выявить сложный рельеф поверхности фундамента.

Осенью 2006 года на акватории Чукотского моря компанией TGS - NOPEC Geophysical Compani совместно с ООО «Интегратор геофизических решений» проведена мультиклиентная сейсмическая съёмка в объёме 3600 пог. км. Интерпретация полученных данных позволила предположить сходство тектонической истории и условий седиментации российского и американского секторов Чукотского моря. Установлена мощность осадочного чехла, достигающая 16.0-18.0 км и более в Северо-Чукотском и 5.0-6.0 м в Южно-Чукотском осадочных бассейнах. Благоприятно оценены перспективы нефтегазоносности шельфа Чукотского моря.

В рамках программы создания государственной сети опорных геолого-геофизических профилей ФГУНПП «Севморгео» в 2008-2010 гг. проведены исследования по профилю 5-АР (мыс Биллингса – поднятие Менделеева). Длина профиля 550 км. Комплекс работ включал МПВ-ГСЗ, НСАП, МОВ ОГТ, газогеохимическую съёмку (56 станций). Профиль служит связующим звеном между профилями ГСЗ: высокоширотным ВГКШ-2005 (Арктика-2005), отработанным ФГУП ВНИИОкеанология по программе «Трансарктика» и 2-ДВ (п-ов Кони – о. Врангеля), отработанным СНИИГГиМС.

В 2010-2011 гг. ДМНГ в западной части Чукотского и в Восточно-Сибирском море выполнены геофизические исследования (МОВ ОГТ 106*, ГР, МР) в объёме 8568. 225 пог. км. На стыке морей отработано пять субмеридиональных профилей, в южной части Восточно-Сибирского моря – субмеридиональные и субширотные профили по сети 34÷50÷100×50 км.

В 2010-2011 гг. в Чукотском и Восточно-Сибирском морях СВКНИИ ДВО РАН отработано семь сейсмических профилей (МОВ ОГТ 106*) объёмом 1808.5 пог. км.

В 2009-2014 гг. ГНПП «Аэрогеофизика» провело комплексную аэрогеофизическую съемку масштаба 1:200 000 (аэромагнитную и аэрогравиметрическую) на 9 номенклатурных листах R-53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 и 1, общей площадью 920 025 кв. км. Среднеквадратичная погрешность аэромагнитной съемки составила ±1.30-1.86 нТл, погрешность аэрогравиметрической съемки-  ± 0.66-0.67 мГал. По результатам работ составлены геофизические основы упомянутых листов масштаба 1:1 000 000, схемы тектонического районирования, глубинного строения, минерагенического районирования и 10 глубинных геолого-геофизических разрезов. 

Геологические наблюдения на шельфе в течение длительного периода с 1952 по 1988 гг. проводились на гидрографических судах и заключались, в основном, в опробовании верхней части осадочного чехла донночерпателями и грунтовыми трубками. Глубина проникновения трубки в грунт не превышала 3-5 м. Всего за эти годы было опоисковано около 1500 станций в Восточно-Сибирском море и около 1000 в Чукотском море. Плотность опробования севернее 72°с. ш. составляет примерно одну станцию на 1000 км², южнее – одна станция на 500-1000 км². Лишь отдельные прибрежные участки характеризуются одной станцией на 20 – 100 км². Проведённые наблюдения позволили получить представление о составе верхних горизонтов осадочного чехла.

Донные пробы, взятые в период с 1975-1988 гг., использовались также для проведения геохимических исследований, в частности, для определения содержания метана и тяжёлых УВ. На шельфе Восточно-Сибирского моря газовый состав донных осадков был изучен, в основном, на юге в районе Медвежьих о-вов и о. Айон, где отчётливых признаков миграционной природы газа обнаружено не было.

На Земле Бунге, о-вах Фаддеевский, Новая Сибирь, в проливах Санникова и Дм. Лаптева выходы природных газов зафиксированы в картировочных скважинах, вскрывших отложения юры и кайнозоя. На о-вах Фаддеевский и Новая Сибирь в плиоцен-нижнеплейстоценовых отложениях выявлены повышенные концентрации метана, гомологи до бутана включительно, водород. В проливе Санникова и заливе Геденштрома повышенные концентрации метана отмечены в отложениях эоцена и юры. В южной части Чукотского моря проанализировано около 200 проб. Большинство аномальных концентраций метана зафиксировано на востоке Лонгско-Чукотского бассейна и на юге Северо-Чукотского.

В 2009 году в рамках совместного российско-американского проекта «RUSALCA-2009» проведены исследования, включающие площадную съёмку морского дна и пробоотбор грунтовыми трубками (19 станций) и дночерпателями (86 станций). В результате впервые опробован и исследован район распространения покмарков (воронкообразных углублений в морском дне) и установлена их связь с грязевулканической деятельностью. 

В отличие от слабоизученного шельфа, геология материкового обрамления, и островного обрамления (Новосибирские, Ляховских о-ва, о. Врангеля) довольно хорошо изучена. Основная геологическая информация получена в результате проведения геологической съёмки масштаба 1:200 000. На некоторых площадях проведены исследования масштаба 1:50 000 и крупнее.

Стратиграфические материалы по этому региону были обобщены на второй региональной Межведомственной конференции по докембрию и фанерозою на северо-востоке СССР в 1974-1975 годах и опубликованы в 1978 году, а по квартеру – на Межведомственной конференции четвертичной системы Востока СССР в 1982 году.

По программе «Государственная геологическая карта – 1000» в 1999-2005 гг. составлены листы масштаба 1:1 000 000 на листы R-58-(60) – Билибино, S-53-55 – Новосибирские острова, R-(60)-2 – о. Врангеля, R-(65)-57 – Нижнеколымск, S-1,2 – Чукотское море Т-53-56 – остров Жохова.

Изученность американского сектора Чукотского моря

Планомерное изучение шельфа американского сектора Чукотского моря нефтяными компаниями и геологической службой США началось ещё в 1969 году. На шельфе Чукотского моря и шельфе моря Бофорта были пройдены рекогносцировочные профили, позволившие получить первое представление о геологическом строении региона. Комплекс исследований включал в себя, как правило, сейсморазведку КМПВ или МОВ ОГТ, аэромагнитную съемку и набортную гравиметрию.

С 1969 по 1991 гг. в ходе детальных сейсмических исследований было отработано 73626 пог. миль (136355 пог. км) профилей МОВ ОГТ, 104295 пог. миль (193154 пог. км) профилей высокого разрешения (HRD).

Аэромагнитные и гравиметрические исследования выполнены в объеме 38015 пог. миль (70403 пог. км). В 2006 году на шельфе Чукотского моря проведены сейсмические исследования МОВ 2D на новом технологическом уровне (длина косы 9 км, глубина сейсмической записи 18 с) в объёме 3132 пог. км.

Для оценки нефтегазоносного потенциала с 1989 по 1991 гг. на шельфе Чукотского моря пробурено 5 поисково-разведочных скважин: Клондайк (Klondike), Бургер (Burger), Попкорн (Popcorn), Крэкерджэк (Crackerjack) и Диамонд (Diamond) (Рис. 1.2).

Все скважины вскрыли перспективные разрезы, но скважина Бургер привела к открытию крупной газоконденсатной залежи. По состоянию на 01. 01. 2005 г. По материалам ИАЦ «Минерал», извлекаемые запасы газа составляют около 14 трлн. кубических футов (390 млрд. м³), конденсата – 724 млн. баррелей (около 80 млн.т.).

В результате тендера, состоявшегося в начале февраля 2008 года, на арктическом шельфе Чукотского моря продано 5354 участка площадью 120 тыс. км², находящихся на расстоянии от берега от 40 до 320 км и на глубинах от 30 до 80 метров. Запасы УВ в недрах Чукотского моря могут составлять до 15 млрд. баррелей нефти и до 76 трлн. кубических футов природного газа.

В разное время геологической службой США выполнен ряд обобщений полученных геолого-геофизических материалов. Значительный объём информации о геологическом строении восточной части Чукотского моря и сопредельных акваторий опубликован Аляскинским отделением Управления Минеральных ресурсов США (US MMS, Akaska OСS). Результаты исследований опубликованы A. Grantz, S.D. May и другими в юбилейной монографии геологических служб стран Североамериканского континента в 1990 г. Несколько ранее, в 1987 г. вышла монография D.K. Thurston и L.A. Theiss по геологии восточной части Чукотского моря, содержащая детальнейший сейсмостратиграфический и сейсмофациальный анализ обширных материалов, включая данные нефтяных компаний. В 1994 году D.K. Thurston вместе с соавторами представил материалы интернациональной конференции, посвящённой геологическому строению арктических морей и морей бассейна Тихого океана. В 1998 году Sherwood K.W с соавторами опубликовали монографию, освещающее геологическое строение осадочных бассейнов, расположенных на Арктическом шельфе Аляски и в Беринговоморском регионе.