Акватория Северного Ледовитого океана (СЛО) является объектом всесторонних национальных и международных исследований многих стран, и в первую очередь приарктических. Интерес России, США, Канады, Норвегии и Дании к арктическим акваториям определяется как оборонно-стратегическими, так и минерально-сырьевыми и экологическими проблемами.

В 1982 г. ООН приняла Конвенцию по морскому праву (в дальнейшем - Конвенция), регламентирующую фактически все аспекты деятельности человечества в Мировом океане [Конвенция…, 1982].

Российская Федерация подписала Конвенцию 10 декабря 1982 г. (тогда - как СССР) и ратифицировала ее 26 февраля 1997 г. Конвенция вступила в силу для Российской Федерации 11 апреля 1997 г. Руководствуясь статьей 77 Конвенции, Российская Федерация исходит из того, что права прибрежного государства на континентальный шельф существуют ipso facto и ab initio.

Работы по обоснованию юридического шельфа Российской Федерации в СЛО начаты еще в 1986 г. ВНИИОкеангеология в рамках тематических исследований, а затем продолжены полевыми геолого-геофизическими наблюдениями 1989–1992, 2000, 2005, 2007 и 2010–2014 гг.

Рассматриваемый район был включен в первую Заявку Российской Федерации в отношении расширенного континентального шельфа, направленную в Комиссию по границам континентального шельфа (далее - Комиссия) 10 декабря 2001 г. В мировой практике это была первая Заявка, подготовленная в соответствии с Конвенцией. Она была рассмотрена на 11-й сессии Комиссии, состоявшейся с 24 по 28 июня 2002 г. В принятых рекомендациях Комиссии, касающихся СЛО, отмечалось, что в соответствии с материалами, представленными в Заявке, хребет Ломоносова и система хребтов Менделеева - Альфа не могут рассматриваться в качестве подводных возвышенностей в рамках настоящей Конвенции, то есть не являются продолжением континентальной окраины.

Отметим, что на тот момент основная доступная база сейсмических данных включала в себя измерения МОВ до 1990 г. с ледовых станций. Лишь с начала 1990-х годов стали проводиться наблюдения МОВ ОГТ с использованием западных научно-исследовательских ледоколов. В районе хребта Ломоносова на начало 2001 г. база данных сейсмических исследований включала всего лишь пять пересечений дрейфами ледовых станций «Северный полюс» (СП), на которых выполнялись наблюдения МОВ, и шесть пересечений профилями МОВ ОГТ, выполненными западными экспедициями с применением ледоколов. В пределах поднятия Менделеева - Альфа имелось ограниченное число дрейфов ледовых станций СП с наблюдениями МОВ и три коротких профиля МОВ ОГТ, выполненных НИС Polarstern в 1998 г. Сейсмические профили методом преломленных и отраженных волн были выполнены со льда через котловину Подводников в котловину Макарова (1989–1991), через хребет Ломоносова (1992), а в 2000 г. - через поднятие Менделеева.

Таким образом, большинство немногочисленных профилей МОВ ОГТ с относительно современными технологиями исследований с научно-исследовательских судов располагалось в районе хребта Ломоносова. Поднятие Менделеева - Альфа, котловины Подводников и Макарова практически не были изучены сейсмическими наблюдениями МОВ ОГТ и зондированиями ГСЗ МПВ, если не считать три непротяженных профиля МОВ ОГТ, выполненных НИС Polarstern в 1998 г. В той же экспедиции на хребте Альфа были отобраны лишь в одном месте базальты, по которым впоследствии делались далеко идущие выводы о природе поднятия Менделеева - Альфа. При этом приводились разноречивые сведения о составе этих вулканических пород с абсолютным возрастом 82 млн лет.

Комплексные геофизические исследования по обоснованию юридического шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане

В 2005–2014 гг. российские организации осуществили широкий комплекс геолого-геофизических исследований в СЛО с целью подготовки частичного пересмотренного Представления Российской Федерации с учетом рекомендаций Комиссии от 2002 г. После 2002 г. в центральной части Арктического бассейна Россией отработано более 4 тыс. пог. км глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ), более 23 тыс. пог. км сейсмических профилей МОВ ОГТ; выполнено более 35 тыс. пог. км батиметрических профилей и 150 сейсмических зондирований МОВ МПВ.

Батиметрические исследования. В 2010–2014 гг. большая часть района, имеющего отношение к российскому сектору (акватория юридического шельфа в СЛО, на который претендует Российская Федерация), была покрыта профильными батиметрическими исследованиями с многолучевым эхолотом (рис. 1). В 2010 г. батиметрические профили проводились целенаправленно для определения местоположения основания континентального склона (ОКС) и, соответственно, точек подножия континентального склона (ПКС) в рамках статьи 76 Конвенции и Научно-технического руководства (НТР) Комиссии. В 2012 и 2014 гг. батиметрическое профилирование с многолучевым эхолотом проводилось попутно с сейсмическими исследованиями МОВ ОГТ.

Съемка рельефа дна выполнялась одновременно многолучевым эхолотом (МЛЭ) ЕМ-122, однолучевым эхолотом (ОЛЭ) ЕА-600 и профилографом Topas PS 18 с опцией однолучевого эхолота фирмы Kongsberg Maritime (Норвегия). Навигационное обеспечение осуществлялось с помощью навигационного комплекса Seapath 330 и навигационного программного комплекса QINSY 8.0. Обработка полученной информации проводилась с использованием пакета гидрографических программ CARIS HIPS.

Съемка выполнялась научно-экспедиционным судном (НЭС) «Академик Федоров» в тяжелых ледовых условиях с проводкой ледоколом. Ширина полосы обзора - 3–4 км. Средняя апостериорная погрешность определения глубины составила 7,6 м, места антенны МЛЭ - 3,4 м. Полученные погрешности значительно меньше, чем аналогичные допустимые погрешности в соответствии со Стандартом S-44 (2008) Международной гидрографической организации.

Батиметрические данные, полученные в ходе исследований 2010–2014 гг., свидетельствуют в пользу наличия естественного морфологического продолжения с шельфа всех компонентов Центрально-Арктических поднятий, включая хребет Ломоносова, котловину Подводников, поднятие Менделеева, Чукотскую котловину и Чукотское плато. Никаких признаков сбросо-сдвиговой границы вдоль края или внутри мелководных шельфов Восточно-Сибирского и Чукотского морей, как предполагается в некоторых тектонических моделях, не было обнаружено.

Зарубежные исследователи получили большой объем батиметрических данных, которые были использованы при составлении батиметрической модели всего Арктического бассейна (грид IBCAO v. 3 [Jakobsson et al., 2012]). Эти данные были подтверждены сравнением с российскими данными по многолучевому эхолотированию 2010 г. и батиметрическими параметрами российских сейсмических профилей 2011–2012 гг. Грид IBCAO v. 3 дает детальное отображение рельефа дна Арктического бассейна с высокими формами рельефа и депрессиями. На данной версии карты можно увидеть, что все элементы Центрально-Арктического подводного поднятия являются «находящимся под водой продолжением континентального массива», а именно - шельфа морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского.

Батиметрические материалы, полученные в результате работ, были использованы для подготовки частичного пересмотренного Представления и уточнения батиметрической карты Северного Ледовитого океана.

Сейсмические работы МОВ ОГТ. Материалы, полученные в результате сейсмических работ МОВ ОГТ, являются основным источником информации о морфологии и геологии Амеразийского бассейна и его геотектонической позиции в общей конфигурации Арктики (см. рис. 2).

В 2007 г. ОАО «МАГЭ» на НИС «Профессор Куренцов» были проведены работы МОВ ОГТ на профиле А-7 длиной 832 км, который прошел вдоль гребня хребта Ломоносова до Новосибирских островов (см. рис. 2).

При проведении сейсмических исследований использовалась цифровая сейсмическая коса Sercel Seal с длиной активной части 8100 м, длинна канала - 12,5 м. Для заглубления сейсмокосы применялись 29 заглубителей модели Digicourse 5011E/5010. Сейсмокоса буксировалась на глубине 9 м. В качестве источника возбуждения упругих колебаний использовались две линии пневмоисточников SLEEVE GUN, суммарным объемом 3480 куб. дюймов, при давлении воздуха 2000 psi. Контроль и обработка сейсмических данных выполнялись программным комплексом ProMAX.

В 2009 г. ОАО «МАГЭ» на НИС «Геолог Дмитрий Наливкин» выполнило наблюдения МОВ ОГТ вдоль профиля 5-АР (см. рис. 2). Длина профиля от побережья Чукотки до начала профиля «Арктика-2005» составила 540 км. В качестве приемного устройства использовалась цифровая сейсмическая коса SEAL SentinelSolki с длиной рабочей части 8100 м. Для возбуждения сейсмических волн применялась группа пневмоисточников Sleeve guns с общим объемом камер 4640 куб. дюймов (давление 2000 Па).

В 2011 г. ОАО «ГНИНГИ» выполнило сейсмические работы МОВ ОГТ в районе котловин Нансена и Амундсена Евразийского бассейна и в котловине Подводников (см. рис. 2). Основная цель проекта заключалась в определении мощности осадков. Работы проводились с НЭС «Академик Федоров» под проводкой атомного ледокола «Россия». Для регистрации данных использовалась комплексная сейсмическая регистрирующая система DigiStreamer и твердонаполненная сейсмическая коса длиной 600 м.

В связи с тем что при наблюдениях МОВ ОГТ использовалась короткая сейсмическая коса, на каждом профиле проводилось от трех до семи зондирований МОВ МПВ для получения данных о скоростных параметрах разреза (рис. 3).

В 2012 г. ФГУНПП «Севморгео» совместно с ФГБУ «ВНИИОкеангеология» и ФГБУ «ВСЕГЕИ» выполнены профильные комплексные геологогеофизические исследования в районе котловины Подводников, поднятия Менделеева, Чукотской котловины и плато Де-Лонга на восточносибирском шельфе. Сейсмические работы по методике МОВ ОГТ 2D выполнены на девяти профилях (см. рис. 2).

Для производства работ использовались дизель-электрический ледокол (ДЭЛ) «Капитан Драницын» и ДЭЛ «Диксон». Ледокол «Диксон» был переоборудован под сейсмическое судно, оснащенное аппаратурным комплексом для выполнения работ по методикам МОВ ОГТ 2D, МОВ МПВ и ГСЗ.

Работы МОВ ОГТ в зависимости от ледовой обстановки выполнялись как с короткой косой (600 м) и кратностью наблюдений 6, так и с длинной косой (4500 м) и кратностью - 45. Использование длинной косы позволило изучить скоростные параметры разреза в пределах осадочного чехла. Для изучения скоростных параметров разреза на профилях, где применялись короткие сейсмокосы, проводились зондирования МОВ МПВ (см. рис. 3).

В 2014 г. ОАО «МАГЭ» выполнены профильные сейсмические работы МОВ ОГТ в районе котловин Нансена и Амундсена в Евразийском бассейне, в котловине Подводников, котловине Макарова, через хребет Ломоносова и на окраине морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (см. рис. 2).

Основной целью работ МОВ ОГТ было изучение структуры осадочного чехла поднятий и котловин Евразийского и Амеразийского бассейнов и прилегающих шельфов и увязка данных сейсмической стратиграфии в пределах основных морфологических структур региона.

Работы проводились с НЭС «Академик Федоров» под проводкой атомного ледокола «Ямал». Для регистрации данных использовалась комплексная сейсмическая регистрирующая система DigiStreamer и твердонаполненная сейсмическая коса длиной 600 и 4500 м (в зависимости от ледовой обстановки).

В качестве источников сейсмических волн использованы пневмоисточники общим объемом 1025 и 2050 куб. дюймов при рабочем давлении 2050 psi. Расстояние между пунктами взрыва составляло 50 м.

Для получения данных о скоростях сейсмических волн на участках с использованием короткой сейсмической косы проводились зондирования МОВ МПВ (см. рис. 3). Возбуждения сейсмического сигнала выполнялись групповым пневмоисточником Bolt APG с рабочим давлением 135–145 атм.

В 2011–2013 гг. Российская академия наук выполнила профильные исследования МОВ ОГТ в пределах мелководного континентального шельфа.

Сейсмические работы МПВ ГСЗ. Строение земной коры в районах главных структур области Центрально-Арктических поднятий Амеразийского бассейна Северного Ледовитого океана (хребет Ломоносова, система поднятий Менделеева - Альфа, Чукотское плато, котловины Подводников и Макарова) с выходом на прилегающий шельф Северо-Восточной Евразии определялось по данным широкоугольных глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ), выполненных вдоль региональных профилей в 2005–2014 гг. (рис. 4) [Российские…, 2011].

В 2005 г. в рамках решения задачи по обоснованию ВГКШ России в СЛО вдоль гребня поднятия Менделеева и в районе его сочленения с прилегающим шельфом Восточно-Сибирского моря ФГУП «ВНИИОкеангеология» выполнены комплексные геолого-геофизические работы по профилю «Арктика-2005» (см. рис. 4). В состав комплекса вошли: авиадесантные наледные сейсмические наблюдения ГСЗ с длиной годографа до 250 км вдоль опорного профиля протяженностью 600 км; МПВ (длина годографа до 90 км) вдоль секущего профиля протяженностью 120 км; наледные гравиметрические измерения; донное опробование с борта НЭС «Академик Федоров»; аэрогеофизическая съемка масштаба 1 : 1 000 000.

Региональный профиль «Арктика-2007», отработанный по аналогичной методике авиадесантных наледных сейсмических наблюдений с использованием атомного ледокола «Арктика», прошел вдоль присибирской части хребта Ломоносова и вышел на внешний шельф моря Лаптевых севернее острова Котельный (см. рис. 4).

В 2008–2010 гг. выполнены работы по созданию опорного геолого-геофизического профиля 5-АР по линии, соединяющей северное окончание сухопутного профиля 2-ДВ (мыс Биллингса) и южное окончание арктического профиля «Арктика-2005» (см. рис. 4). Комплексом геофизических методов (МОВ ОГТ, ГСЗ, грави- и магнитометрические наблюдения, непрерывное сейсмоакустическое профилирование) освещено глубинное строение региона, что позволило проследить структуры шельфа на континентальный склон и далее в глубоководную область СЛО.

В 2012 г. сейсмические работы ГСЗ выполнены с автономными донными самовсплывающими станциями на профиле между поднятием Менделеева и Чукотским плато (см. рис. 4). Профиль был отработан по системе зондирований МПВ ГСЗ с использованием 4-компонентных донных станций. Были получены сейсмические записи (3 компоненты - X, Y, Z и гидрофон H) в 27 точках постановки регистрирующих станций. Наиболее информативными с позиций максимальных удалений «источник - приемник» и соотношения сигнал/помеха оказались сейсмические записи геофона, на которых целевые волны прослеживаются в среднем до 170–240 км.

Профиль Dream Line протяженностью 925 км выполнен ФГУНПП «Севморгео» в 2009 г. в Восточно-Сибирском море по заказу компании British Petroleum. Полевые сейсмические наблюдения были выполнены методом МПВ ГСЗ с донными станциями АДСС.

Глубинное строение зоны сочленения шельфа Восточно-Сибирского моря с котловиной Подводников было исследовано в 2014 г. ОАО «МАГЭ» выполнило 2 профиля ГСЗ «Арктика-2014-1» и «Арктика-2014-2». Для выполнения сейсмических работ ГСЗ был использован модернизированный аппаратурный комплекс, состоящий из самовсплывающих автономных донных сейсмических станций с многокомпонентной цифровой регистрацией сейсмического сигнала и бортовых устройств управления (см. рис. 4).

Основные результаты комплексных геофизических исследований по обоснованию юридического шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане

Российские комплексные наблюдения в 2005–2014 гг. позволили проанализировать состав и структуру основных элементов морского дна Евразийского и Амеразийского бассейнов.

Созданный взаимоувязанный каркас профилей обеспечивает возможность непрерывного изучения зон сочленения всех основных структур Арктического глубоководного бассейна и его обрамления. Это помогает понять морфологическую и тектоническую обстановку подводных возвышенностей и депрессий в Амеразийской части СЛО. Батиметрические и сейсмические профили позволили установить, что хребет Ломоносова, поднятие Менделеева и Чукотское плато, котловина Подводников и Чукотская впадина состоят из единого консолидированного блока континентальной земной коры. Они являются естественным продолжением Сибирских и Гренландских/Канадских континентальных масс.

Основные результаты батиметрических исследований. Полученные в экспедициях 2010-2014 гг. высококачественные батиметрические данные свидетельствуют о естественном морфологическом продолжении структур шельфа на хребет Ломоносова, поднятие Менделеева и Чукотское плато, а также в котловину Подводников, Чукотскую абиссальную равнину без какого-либо прерывания. В результате обработки полученных данных не обнаружено признаков сбросо-сдвиговой границы вдоль края или внутри мелководных шельфов Восточно-Сибирского и Чукотского морей, как предполагается в некоторых тектонических моделях.

Основные морфологические особенности рельефа дна СЛО показаны на геоморфологической карте масштаба 1 : 5 000 000 (рис. 5). На карте главное внимание уделено наиболее существенным элементам рельефа подводного продолжения арктической материковой суши и глубоководной акватории в категориях, предусмотренных статьей 76 Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. и Научно-техническим руководством Комиссии по границам континентального шельфа. Геоморфологическая карта построена преимущественно на материале грида IBCAO v. 3.0 (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/bathymetry/arctic/) с уточнениями по тем районам, где в последние годы строение дна было детализировано при проведении отечественных промерных работ с использованием многолучевых эхолотов. Границы картографируемых объектов проведены главным образом по максимальным градиентам изменения профиля поверхности дна вне зависимости от абсолютной величины уклонов. В соответствии с терминологией, применяемой в статье 76 Конвенции и НТР, легенда карты разделена на два крупных блока - континентальная окраина и океанское дно, из которых первый включает шельф, склон и подъем, а второй - абиссальные равнины и срединно-океанический хребет.

В пределах шельфовых равнин в обобщенном виде показаны основные положительные и отрицательные формы рельефа: под поднятиями подразумеваются плато, банки, возвышенности и прочее, а депрессии объединяют впадины и желоба. Также выделены наклонные и ступенчатые равнины внешнего шельфа, отражающие специфику зоны сочленения поднятий Амеразийского бассейна с шельфом Восточно-Сибирского и Чукотского морей, и обозначены наиболее крупные речные палеодолины.

Особое внимание на карте уделено наиболее значимым для определения внешней границы шельфа компонентам континентальной окраины: склону и подъему. Различаются два типа склонов: простого и сложного строения (рис. 6).

Склоны простого строения (рис. 6А) развиты вдоль бровки шельфов морей Баренцева, Карского и Лаптевых, а также по периферии Канадской котловины со стороны шельфов США и отчасти - Канады. Они начинаются от бровки шельфа и без существенных осложняющих форм рельефа прослеживаются вниз до подъема, а в случае его отсутствия - до абиссальных равнин. Углы наклона склонов простого строения, как правило, превышают 0,7°, но в ряде случаев могут иметь и меньшие значения. На склонах простого строения могут наблюдаться выпуклости конусов выноса осадков из устьев раскрывающихся на склон подводных долин или шельфовых желобов. Ширина склонов простого строения относительно невелика и составляет обычно 70–150 км, редко - более.

Склоны сложного строения (рис. 6Б) распространяются между противолежащими Гренландско-Канадским и Восточно-Сибирско-Чукотским шельфами. Они характеризуются разнообразием осложняющих форм рельефа и могут быть одиночными, множественными, положительными, отрицательными (плато, террасы, возвышенности, гряды, седловины, долины, троги, проходы).

Наклонные поверхности этих форм, обращенные в сторону возрастания глубин, имеют различную высоту и крутизну. Они рассматриваются как индивидуальные (промежуточные) отрезки расчлененного склона, охватывающего всю совокупность морфоструктур между бровкой шельфа, ограничивающей сверху внутренний склон, и основанием внешнего склона, которое опирается на подъем или непосредственно граничит с абиссальной равниной океанского дна [Зинченко, 2004; Symonds, 2000].

Среди разнообразных компонентов склонов сложного строения наиболее распространены плато, террасы и седловины (рис. 7).

На карте террасы разделены на два вида в зависимости от их расположения на поднятиях или во впадинах. Террасы во впадинах имеют более выровненную поверхность, лишь изредка осложненную мелкими формами. В некоторых случаях протяженные террасы по простиранию без резких границ переходят в плато или седловины.

Таким образом, показано, что котловина Подводников является склоном сложного строения и является естественным продолжением восточно-сибирского шельфа.

Основные результаты сейсмических исследований. Сейсмические исследования МОВ ОГТ (рис. 8) послужили основой для составления сейсмостратиграфической модели расчленения осадочного чехла (рис. 9). Данная схема практически совпадает с аналогичными схемами, разработанными российскими и западными исследователями для Арктического бассейна [Hegewald, Jokat, 2013; Bruvoll et al., 2012; Backman et al., 2006; Jokat et al., 2015; Poselov et al., 2014].

Сейсмостратиграфические модели осадочного чехла Центрально-Арктических поднятий базировались:

– на привязке основных несогласий на сейсмических разрезах в кайнозойской части осадочного чехла к перерывам в разрезе скважины ACEX IODP 302 на хребте Ломоносова. Надежная интерпретация кайнозойской части осадочного чехла комплекса Центрально-Арктических подводных поднятий стала возможной после бурения скважины ACEX [Backman et al., 2006]. В работах [Буценко, 2006; Butsenko, Poselov, 2006; Poselov et al., 2014] убедительно показано, что два главных кайнозойских несогласия в рассматриваемом осадочном бассейне соответствуют двум главным перерывам в разрезе скважины — посткампанскому (несогласие pCU) и предмиоценовому (региональное несогласие RU);

– на данных по возрасту докайнозойских комплексов осадочного чехла Чукотского моря, увязанных со скважинами и сейсмическими данными США на шельфе Аляски;

– на данных результатов геологического опробования, включая бурение на поднятии Менделеева.

Основные трудности в построении сейсмостратиграфической модели возникают при интерпретации докайнозойского осадочного разреза, что нередко является темой для спекуляций, в которых датировка докайнозойских комплексов подгоняется под ту или иную тектоническую модель.

Вопрос интерпретации докайнозойского осадочного разреза котловины Подводников сводится к датировке отложений в Северо-Чукотском прогибе (СЧП). Следовательно, необходимо привязать основные несогласия в осадочном бассейне СЧП к данным многочисленных скважин США на шельфе Аляски [Klemperer et al., 2002] (рис. 10). Густая сеть профилей МОВ ОГТ вроде бы позволяет выполнить такую привязку. Но все попытки дали сомнительные результаты. Наиболее информативные скважины пробурены либо на побережье Аляски, либо в пределах поднятия, разделяющего СЧП и трог Ханна (см. рис. 10). Это поднятие осложнено тектоникой, дробящей волновое поле МОВ ОГТ, что исключает возможность непрерывного прослеживания основных несогласий от скважин в СЧП (более или менее надежно можно проследить только кайнозойские несогласия от единственной скважины POPCORN). Поэтому возникает необходимость поиска заверенных бурением региональных сейсмостратиграфических реперов для их проецирования в СЧП.

Сопоставление разрезов МОВ ОГТ на побережье Аляски (профили R13, R8, R14) и в комплексе Центрально-Арктических подводных поднятий показано на рис. 11.

Скоростные модели земной коры в районах СЛО, имеющих отношение к Представлению, определялись по данным ГСЗ, выполненных вдоль региональных профилей через главные структуры области Центрально-Арктических поднятий Амеразийского бассейна (хребет Ломоносова, система поднятий Менделеева - Альфа, Чукотское плато, котловина Подводников, котловина Макарова) с выходом на прилегающий шельф Северо-Восточной Евразии. Для построения скоростных моделей осадочного чехла вдоль профилей МОВ ОГТ, отработанных с короткой косой, было отработано 150 зондов МОВ МПВ (см. рис. 3).

Скоростные модели земной коры, рассчитанные по российским данным, сопоставлялись с опубликованными моделями иностранных специалистов вдоль зарубежных профилей ГСЗ в Центрально-Арктической области.

В рассматриваемый период арктические государства Канада, Дания, США проводили всесторонние геофизические и геологические исследования в Амеразийском бассейне по программам внешней границы континентального шельфа в соответствии со статьей 76 Конвенции. Зарубежные сейсмические исследования СЛО особенно активизировались в последнее время. Только в период с 2006 по 2010 г. в пределах Канадской котловины канадскими и американскими исследователями было выполнено 14 030 км профилей и 144 зондирования с использованием акустических буев [Funck et al., 2011]. Все сейсмические исследования МОВ ОГТ выполнялись с короткой косой (до 600 м). Для определения скоростных параметров осадочной толщи наблюдения МОВ ОГТ, как и при российских исследованиях, сопровождались широкоугольными сейсмическими зондированиями МОВ МПВ с использованием акустических буев.

На основе доступных российских и зарубежных сейсмических данных составлена карта мощности осадочного чехла (рис. 12).

В структуре осадочного чехла вырисовывается пояс глубоких шельфовых и окраинно-шельфовых прогибов (Баренцево - Северо-Карского, Вилькицкого - Северо-Чукотского, бассейнов Нувук, Кавтолак, моря Бофорта - дельты Маккензи, шельфа Канадских Арктических островов, моря Линкольна и др.). Мощность осадочного чехла в этих прогибах достигает 18–20 км; при этом, как предполагается, главную или весьма значительную роль (до половины общей мощности осадочного разреза) в нем играют палеозойско-мезозойские отложения, перекрываемые, в свою очередь, достаточно мощными (до 10–11 км) позднемезозойско-кайнозойскими толщами.

Кроме того, выделяется система разделяющих впадины поднятий (Ломоносовско-Новосибирского, Менделеева - Альфа - Врангеля, Чукотское) с сокращенной (до 1 км и менее) мощностью осадочного чехла и выходами фундамента. В связи с этим основные морфоструктуры комплекса Центрально-Арктических поднятий (ЦАП - хребет Ломоносова, поднятия Менделеева - Альфа и Чукотское и разделяющие их впадины Подводников, Менделеева, Чукотская) и их шельфовые продолжения отчетливо проявлены на карте мощности осадочного чехла.

В глубоководном Евразийском бассейне господствующее простирание структур, параллельное оси хребта Гаккеля, на котором осадки имеют минимальную мощность, вплоть до их отсутствия на поднятиях хребта. В примыкающую к хребту котловину Нансена осадки сносились в основном с архипелагов Баренцево-Карского шельфа. В котловину Амундсена осадки могли сноситься со стороны Амеразийского бассейна. Мощность осадков в западной и восточной частях котловин редко превышает 4 км. Как предполагается, центральная часть Евразийского бассейна сложена океанической корой кайнозойского возраста. Следовательно, выполняющие бассейн осадки имеют также кайнозойский возраст с тенденцией к омоложению к оси океанического рифта на хребте Гаккеля.

В Амеразийском бассейне на поднятиях установлен маломощный (до 1 км) осадочный чехол; в разделяющих впадинах его мощность возрастает до 4 км и более.

В зоне сочленения Амеразийского бассейна с шельфом Восточно-Арктических морей мощность чехла максимальна (до 10 км) на периферии шельфа моря Лаптевых в районе примыкания хребта Ломоносова (прогиб Вилькицкого). Ось регионального прогиба Вилькицкого пересекает склон и мигрирует из котловины Подводников, на востоке поднимается на склон и шельф, где переходит в сверхглубокий Северо-Чукотский прогиб с мощным осадочным чехлом (18–20 км), возраст которого оценивается как верхний палеозой (нижнеэлсмирский комплекс) - кайнозой (верхнебрукский комплекс).

Таким образом, результаты натурных исследований по проблеме ВГКШ свидетельствуют о прямой структурно-вещественной общности комплекса ЦАП с Восточно-Арктическим шельфом, которые по крайней мере с мезозоя существовали как единый ансамбль континентальных структур, а его разделение на глубоководный и шельфовый мегаблоки - это особый, не имеющий прямых аналогов эволюционный процесс, проявившийся по периферии Восточной Евразии. Здесь нет геологической границы «океан–континент» (нет нормальной океанической коры), а сама зона сочленения двух мегаблоков не носит флексурно-разломного характера [Поселов и др., 2012а, б; Poselov et al., 2014]. Не подтверждается и распространенная в литературе идея о сдвиговом перемещении мегаблока ЦАП относительно шельфа по так называемой Хатангско-Ломоносовской трансформной зоне: при ее пересечении сейсмопрофилями сохраняются непрерывность разреза и корреляция несогласий; на отсутствие существенных горизонтальных смещений указывает и единство протяженных «сквозных» (шельф–океан) морфоструктур и дизъюнктивов.

Расширение континентального шельфа потребовало оценки перспектив нефтегазоносности в пределах расширенной площади.

В качестве объекта для прогноза нефтегазоносности был выбран трансрегиональный Чукотско-Восточносибирский осадочный бассейн и, в частности, его океаническое звено - бассейн Вилькицкого, который обладает всем набором благоприятных общегеологических предпосылок:

– большая площадь бассейна и мощность чехла;

– прогнозируемые по геофизическим данным литологическое разнообразие разреза и достаточная степень катагенетического преобразования пород;

– сложная и контрастная структура, обеспечивающая существование всего возможного спектра ловушек;

– очевидное геоисторическое сходство с нефтегазоносными бассейнами Северного склона Аляски, бассейном Свердруп на шельфе и островах Канадского Арктического архипелага и др.

Задача решалась традиционным методом аналогий (сравнения с геологическим эталоном). В практике советских/российских официальных количественных оценок нефтегазоносности новых регионов такой подход реализуется через использование средних плотностей ресурсов углеводородов изученных эталонов - нефтегазоносных бассейнов или их частей, как внутренних (в пределах единой нефтегазоносной провинции), так и отдаленных.

«Отдаленным внешним эталоном» для нашего объекта служит нефтегазоносный бассейн Арктического склона Аляски, в строении которого обнаруживаются существенные черты сходства с Чукотско-Восточносибирским бассейном. По новейшим оценкам, начальные суммарные ресурсы аляскинского бассейна составляют 8,42 млрд тонн нефтяного эквивалента при соотношении «нефть : газ», равном 46:54, и средней плотности извлекаемых ресурсов около 18 тыс. т/км² [Каминский и др., 2012]. Текущие показатели нефтегазоносности бассейна Арктического склона Аляски были приняты в наших расчетах с понижающими поправками в связи с разным уровнем геолого-геофизической изученности и особенностями геологического строения. В частности, соотношение «нефть : газ» скорректировано в пользу газа до 15:85.

Основой для районирования площади по плотности ресурсов служит такой монокритерий, как мощность осадочного чехла.

К перспективным землям 1-й категории (5–10 тыс. т/км²) отнесена вся площадь глубоководной части шельфово-склонового Чукотско-Восточносибирского осадочного бассейна, где мощность чехла превышает 4,5–5,0 км, всего 312,4 тыс. км². При этом внутри данного подразделения выделены без отдельной количественной оценки максимально перспективные участки, отвечающие зонам сочленения (седловины, перегибы) крупных звеньев единого мегабассейна. Также повышенными перспективами должны обладать прибортовые области депрессий, где, по аналогии с Аляской, можно ожидать широкого развития неструктурных (стратиграфических, тектонически экранированных и т. п.) ловушек, а доля нефти будет повышенной за счет вытеснения газом, формирующимся в глубоких депоцентрах. Заслуживают внимания устьевые части депрессий второго порядка, оперяющих Чукотско-Восточносибирский мегапрогиб с севера и с юга, где возможны погребенные ловушки-каньоны, дельтовые фэны и т.д.

Площади с мощностью чехла менее 2 км отнесены к бесперспективным. В итоге начальные суммарные извлекаемые ресурсы углеводородов составляют 2638 млн тонн н. э., в том числе 396 млн тонн нефти и 2242 млрд м³ газа.

Заключение. Результаты построений и интерпретации большого объема новейшей информации, полученной после 2002 г., позволили прийти к следующим выводам.

1. Хребет Ломоносова, котловина Подводников и поднятие Менделеева в морфологическом отношении принадлежат континентальной окраине, для которой характерен «расчлененный» континентальный склон. Основание этого склона определяется на основании морфологических и батиметрических доказательств.

2. Хребет Ломоносова и поднятие Менделеева могут быть интерпретированы как подводные поднятия, являющиеся естественными компонентами континентальной окраины.

3. Данные МОВ ОГТ показывают естественное продолжение и непрерывность прослеживания юрско-меловых - кайнозойских осадочных комплексов при переходе от Северо-Чукотского прогиба через бассейн Вилькицкого - Подводников на хребет Ломоносова.

4. Все полученные материалы в разных сечениях демонстрируют геологическую целостность комплекса Центрально-Арктических поднятий, о чем свидетельствует непрерывность прослеживания меловых-кайнозойских комплексов осадочного чехла от хребта Ломоносова через впадины Подводников - Вилькицкого на поднятие Менделеева и Чукотские котловину и плато.

5. Все комплексы осадочного чехла непрерывно прослеживаются с шельфа моря Лаптевых на хребет Ломоносова. Свидетельства наличия сдвига в зоне сочленения не обнаружены. Анализ глубинных разрезов пересекающих зону сочленения между хребтом и прилегающим шельфом показал генетическую геологическую связь между этими структурами.

6. Доступные сейсмические данные доказывают, что хребет Ломоносова не перемещался по разлому вдоль шельфа Восточно-Сибирского моря, а естественное геологическое продолжение не было нарушено как в мел-кайнозойское время, так и недавнем прошлом.

7. Основным результатом многочисленных данных МОВ ОГТ и ГСЗ стало доказательство континентальной природы хребта Ломоносова, котловины Подводников, поднятия Менделеева - Альфа и Чукотского плато, а также доказательство их естественного продолжения с Евразийского мелководного шельфа. Доказательством является следующее: неразрывность осадочного чехла, фундамента, слоев коры, а также отсутствие сдвига между хребтом Ломоносова и Евразийским шельфом.

Список литературы

Буценко В.В. Сейсмостратиграфическая датировка главных тектонических событий в Арктическом океане // Геофизический вестник. 2006. № 11. С. 8–16.

Зинченко А.Г. Орографическое деление и общая характеристика рельефа дна // Геология и полезные ископаемые России. Т. 5. Кн. 1. Арктические моря / ред. И. С. Грамберг, В. Л. Иванов, Ю. Е. Погребицкий. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. С. 15–25.

Каминский В.Д., Супруненко О.И., Лазуркин Д.В., Поселов В.А. Проблемы изучения глубоководных нефтеперспективных осадочных бассейнов Евразийской континентальной окраины и ложа Северного Ледовитого океана // Горный журнал. 2012. № 3. С. 77–81.

Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву. 1982.

Научно-техническое руководство Комиссии по границам континентального шельфа [Текст]: [принято пятой сес. Конвенцией Организации Объединенных Наций по морскому праву CLCS 3–14 мая 1999 г., Нью-Йорк] / официальный перевод на рус. яз., 1999. 90 с.

Поселов В.А., Буценко В.В., Каминский В.Д., Сакулина Т.С. Поднятие Менделеева (Северный Ледовитый океан) как геологическое продолжение континентальной окраины Восточной Сибири // Доклады РАН. 2012. Т. 443. № 2. С. 232–235.

Поселов В.А., Аветисов Г.П., Буценко В.В. и др. Хребет Ломоносова как естественное продолжение материковой окраины Евразии в Арктический бассейн // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 12. С. 1662–1680.

Российские арктические геотраверсы // науч. ред. В.А. Поселов, Г.П. Аветисов, В.Д. Каминский. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2011. 172 с.

Backman J., Moran K., McInroy D.B., Mayer L.A. Sites M0001–M0004. Expedition 302 Scientists // Proc. Integrated Ocean Drilling Program. 2006. Vol. 302. P. 1–115.

Bruvoll V., Kristoffersen Y. et al. The nature of the acoustic basement on Mendeleev and northwestern Alpha ridges, Arctic Ocean // Tectonophysics. 2012. Vol. 514–517. P. 123–145.

Butsenko V. V., Poselov V.A. Regional paleotectonic interpretation of seismic data from the deep-water central Arctic. In: Proc. IV Intern. Conf. on Arctic Margins (ICAM IV). Anchorage: Depart. Interior, 2006. P. 125–131.

Funck T., Jackson H. et al. The crustal structure of the Alpha Ridge at the transition to the Canadian Polar Margin: Results from a seismic refraction experiment // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2011. Vol. B12101. DOI: 10.1029/2011JB008411.

Hegewald A., Jokat W. Tectonic and sedimentary structures in the northern Chukchi region, Arctic Ocean // Journal of geophysical research: Solid Earth. 2013. Vol. 118. P. 3285–3296.

Jakobsson M., Mayer L., Coakley B. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) Version 3.0 // Geophys. Res. Lett. 2012. Vol. 39. N. 12. P. L12609. DOI: 10.1029/2012GL052219.

Jokat W., Ickrath M. Structure of ridges and basins off East Siberia along 81°N, Arctic Ocean // Marine and Petroleum Geology. 2015. Vol. 64. P. 222–232.

Klemperer S.L., Miller E.L., Grantz A., Scholl D.W. Crustal Structure of the Bering and Chukchi Shelves: Deep Seismic Reflection Profles across the North American Continent between Alaska and Russia // Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 2002. Vol. 360. P. 1–24.

Poselov V., Butsenko V., Chernykh A. et al. The structural integrity of the Lomonosov Ridge with the North American and Siberian continental margins. In: D. B. Stone, G. E. Grikurov, J. G. Glough, G. N. Oakey and D. K. Thurston (ed.) // ICAM VI: Proceedings of the International Conference on Arctic Margins VI, Fairbanks, Alaska, May 2011. SPb.: Press VSEGEI, 2014. P. 233–258.

Symonds Ph.A., Eldholm O., Mascle J., Moore G.F. Characteristics of Continental Margins / In: P. J.Cook, Ch. M. Carleton (eds). Continental Shelf Limits: The Scientific and Legal Interface. Oxford University Press, 2000. Р. 25–63.

Ссылка на статью:

Поселов В.А., Каминский В.Д., Жолондз С.М., Буценко В.В., Фирсов Ю.Г., Зинченко А.Г., Супруненко О.И., Иванов М.В. Результаты комплексных геофизических исследований по обоснованию юридического шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане // 70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. Сборник научных трудов (под ред. В.Д. Каминского, Г.П. Аветисова, В.Л. Иванова). СПб.: ВНИИОкеангеология, 2018. C. 153-170.