ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с «Основами государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу», разграничение морских пространств Северного Ледовитого океана (СЛО) наряду с защитой государственной границы включено в число важнейших задач стратегического плана социальноэкономического развития Арктической зоны Российской Федерации и укрепления национальной безопасности. Аналогичные цели обозначены и в Стратегии развития морской деятельности России до 2030 г. В качестве первоочередной задачи было предусмотрено проведение геолого-геофизических, гидрографических, картографических и других работ по подготовке материалов для обоснования внешних границ континентального шельфа (ВГКШ) Арктической зоны РФ. Решению именно этой задачи и были посвящены работы, выполненные в текущем году ОАО «Севморгео» в рамках проекта «Арктика-2012».

В предшествующие годы (2010-2011) ОАО «ГНИНГИ» при сотрудничестве с рядом организаций, включая ОАО «Севморгео», был выполнен значительный объем дополнительных гидрографических и комплексных геофизических работ. Полученные результаты, отраженные в публикациях [Алексеев и др., 2010; 2010а; Ледовских и др., 2011; Glumov et al., 2012], оказались весьма информативными, однако они, как это нередко бывает в геологической науке, поставили новые вопросы, которые потребовали проведения дальнейших детальных исследований. Для убедительных доказательств континентальной природы хребта Ломоносова и поднятия Менделеева требовались прямые геологические результаты, в виде образцов коренных пород. Тогда, сделанные по геофизическим материалам выводы и заключения приобретают убедительность установленного факта.

В настоящее время ни одна организация в России не способна выполнить весь объем подобных работ самостоятельно. В связи с этим, был создан альянс квалифицированных организацийсоисполнителей, координация которых была поручена ОАО «Севморгео», как головному предприятию, накопившему в ходе выполнения работ на опорных профилях в арктических и дальневосточных морях РФ и по обоснованию ВГКШ в СЛО значительный опыт успешного руководства коллективным выполнением комплексных проектов [Шкатов и Иванов, 2011].

Главной задачей «Арктика-2012», отличающей эту экспедицию от всех предыдущих, являлось обследование с помощью подводных аппаратов наиболее крутых склонов морского дна на поднятии Менделеева с целью обнаружения там выходов коренных пород и выполнение бурения и пробоотбора на выявленных скальных участках.

МЕТОДИКА РАБОТ

Работы были выполнены в августе-сентябре 2012 г. на дизельно-электрических ледоколах (ДЭЛ), специально переоборудованных для выполнения геолого-геофизических работ, - «Диксон» и «Капитан Драницын» Кроме того, впервые в практике российских и советских геологических исследований в Арктике была задействована научноисследовательская подводная лодка (НИПЛ) ВМФ РФ «Оренбург», вместе с находящимся в ней глубоководным подводным обитаемым аппаратом (ГПОА), который мог отделяться от НИПЛ и совершать автономное плавание.

ДЭЛ «Диксон» выполнял сейсмические работы методом отраженных волн общей глубиной точки (МОВ ОГТ) и МОВ МПВ с косой 4000 м по чистой воде и 600 м в колотом льду. ДЭЛ «Капитан Драницын» использовался в качестве вспомогательного ледокола при проведении сейсмических работ МОВ ОГТ и в качестве базового судна при проведении бурения и пробоотбора. НИПЛ «Оренбург» выполняла поиск и обследование океанского дна в районах эскарпов (обрывов), выявленных предыдущими исследованиями с помощью фототелеметрии и высокочастотного геоакустического профилирования. Геологические работы проводились с использованием модернизированной глубоководной буровой установки ледового класса ГБУ-2/4000Л, телегрейфера ДГ-1 ТВ, трубки гидростатической ПГП, разработанных в ОАО «Севморгео» [Рождественский и др., 2011].

В целом, объемы выполненных работ составили: МОВ ОГТ-МОВ МПВ - 5300 пог. км, глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ КПМВ) - 400 км, геологический пробоотбор: трубки - 7, дночерпатели - 7, драги - 10, скважины бурения - 3. Карта фактического материала представлена на рисунке.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Участки дна Северного Ледовитого океана в районе поднятия Менделеева, предположительно включающих выходы на дне коренных пород (эскарпов), не перекрытых современными отложениями, были выбраны в итоге предварительных тематических работ по сбору, анализу и обработке геолого-геофизических и гидрографических данных по исследуемой акватории [Алексеев и др., 2010; 2010а; Ледовских и др., 2011; Glumov et al., 2012]. Одновременно были проработаны организационно-технические вопросы взаимодействия НИПЛ с ледоколом. Особое внимание было уделено придонной системе навигации и обмену информацией с ледоколом и схеме обследования объектов и определению ключевых признаков пригодности участков дна для бурения. Для этой цели НИПЛ была дооборудована транспондерами системы подводной навигации GAPS, а ледокол - прибором системы подводной навигации с радиальной среднеквадратической погрешностью определения места НИПЛ 25 м и дальностью действия не менее 4000 м.

Пробоотбору предшествовало телевизионное обследование дна, профилирование с помощью локатора бокового обзора и высокочастотного профилографа. Обследование полигонов осуществлялось параллельными галсами, на расстоянии 150-200 м от дна, полоса обзора составила 300 м. Далее в местах обнаруженных гидроакустическими средствами интересных объектов (эскарпов) с помощью телевизионнооптических средств уточнялись параметры эскарпа путем маневрирования ГПОА на расстоянии 10-15 м от дна. После выбора оптимального места заложения скважины определялись его координаты, которые передавались на борт ледокола. Затем на основе анализа всех гидрометеорологических данных (скорости ветра, дрейфа судна, направления и скорости дрейфа льда и поверхностных течений) ледокол выводился в точку бурения и в подготовленную «майну» опускался буровой станок. Не доходя до дна 2-3 м, выполнялась корректировка вывода станка в точку бурения, после чего станок опускался на дно. С помощью гидравлических упоров выполнялось выравнивание станка, после чего начиналось бурение.

Из десяти предварительно выбранных участков после детальных обследований с помощью НИПЛ были оставлены только три, на которых и выполнялось бурение, в результате чего были получены три керна коренных пород. Максимальная длина керна составила 60 см в интервале 130-190 см ниже поверхности дна. Верхний фрагмент керна был представлен рыхлыми пелитовыми осадками, а коренные породы - седиментационной брекчией. В составе обломков присутствуют миндалекаменные базальты, песчаники, окремненные фрагменты и фрагменты ЖМК. Изредка встречены обломки и целые раковины остракод и фораминифер.

Помимо бурения, производилось драгирование и пробоотбор телеуправляемым грейфером. Было поднято на борт 21 731 образцов донного каменного материала (ДКМ), что на 2 порядка больше, чем за все предыдущие российские и зарубежных экспедиции. При этом необходимо отметить наиболее любопытные находки, впервые поднятые со дна Северного Ледовитого океана: два трилобита (палеозой), панцирь древней рыбы (палеозой), обломки древнего моллюска. Все полученные образцы переданы в депозитарий, специально построенный во ВСЕГЕИ для детальных стратиграфических, петрографо-минералогических и изотопно-хронологических исследований.

В заключение необходимо подчеркнуть, что впервые в центральной глубоководной части арктического шельфа пробурена первая российская скважина с использованием разработанного в ОАО «Севморгео» глубоководного оборудования донного базирования и получен керн коренных пород. Первые предварительные данные, полученные с помощью прямых геологических методов, подтверждают осадочный генезис палеозойских отложений хребта Менделеева.

Впервые в истории российских геолого-геофизических исследований в состав комплексной экспедиции была включена научноисследовательская подводная лодка Главного управления глубоководных исследований МО РФ с автономным подводным аппаратом, сыгравшая ключевую роль в поиске, обследовании, выборе места бурения и выводе донной буровой установки в точку бурения.

Авторы благодарны капитанам и членам экипажей ледоколов «Капитан Драницын» и «Диксон», НИПЛ МО РФ за качественное обеспечение опробования геологических объектов, а также научному составу комплексной экспедиции «Арктика-2012» во главе с начальником экспедиции О.Ю. Корнеевым за отлично выполненные работы и высокую точность постановки бурового станка. Особо хотелось бы поблагодарить и буровой отряд во главе с В.Х. Рождественским, благодаря самоотверженной работе которых удалось пробурить первую российскую скважину в коренных породах хребта Менделеева.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев С.П., Зеньков А.Ф., Курсин С.Б., Ставров К.Г. Батиметрические исследования ОАО «ГНИНГИ» в центральной части Арктики // Навигация и гидрография. 2010. № 30. C. 9-17.

2. Алексеев С.П., Глумов И.Ф., Ледовских А.А. и др. Гидрографические исследования в Центральном Арктическом бассейне на надводном судне в интересах обоснования внешней границы континентального шельфа России // Труды Научной конференции XIV Съезда Российского географического общества. 11-14 декабря 2010 г., Санкт-Петербург. СПб.: Изд. РГО, 2010. С. 101-110.

3. Ледовских А.А., Глумов И.Ф., Алексеев С.П. и др. Комплексные исследования для обоснования внешней границы континентального шельфа Российской Федерации на Северном Ледовитом океане // Труды 10-й Международной конференции и выставки по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ. СПб.: Химиздат, 2011. С. 291-297.

4. Рождественский В.Х., Васильев Ю.А., Желудев А.В., Сорокин В.В. Новые глубоководные буровые установки донного базирования // Разведка и охрана недр. 2011. № 10. С. 56-59.

5. Шкатов М.Ю., Иванов Г.И. 20 лет инноваций на арктическом шельфе // Разведка и охрана недр. 2011. № 10. С. 3-6.

6. Glumov I.F., Zenkov A.F., Zhilin D.M. A challenge in the Arctic. Bathymetric Survey for delineation of the extended continental shelf of the Russian Federation // Hydro international. 2012. № 1. P. 27-30.

Ссылка на статью:

Шкатов М.Ю., Иванов Г.И. Первая российская скважина на дне Северного Ледовитого океана // Океанология. 2013. Т. 53. №4. С. 569-572.