Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Нами проведено два «этапа» геотермического моделирования вдоль сети геотраверсов в Баренцевом и Карском морях с целью определения глубинных температур в земной коре, для оценки глубины залегания температурного интервала катагенетического преобразования органического вещества, а также для исследования характерных проявлений геотемпературного поля, контролирующих локализацию известных месторождений газа и газоконденсата.

На первом этапе нами использованы 123 сейсмических геотраверса, на которых строение геологического разреза определено только по геофизическим данным, т. е. на основе интерпретации положения отражающих (МОВ-ОГТ) и преломляющих (ГСЗ) границ. На втором этапе у нас была возможность по тому же региону построить термотомографическую модель по семи геотраверсам, на которых учтены не только сейсмические данные, но и результаты бурения глубоких поисково-разведочных скважин.

Геотермические исследования на шельфе Евразийского бассейна Арктики начались в 70-е годы с измерений погружными зондами ПТГ-3М в Баренцевом море ( Методические…, 1983 ). Однако эти измерения были сделаны на шельфе при глубинах моря до 300 м и глубине внедрения одноканального зонда в осадки максимально на два метра. Полученные результаты продемонстрировали ожидаемое очень мощное влияние экзогенных термических полей на глубинный тепловой поток – сказывалось воздействие сезонных периодических колебаний температуры дна моря за счет инсоляции, а также придонных течений с большим дебитом, приносящих массы воды с контрастной относительно фоновой температурой. Особенно этот фактор заметен в южной и западной частях моря, где проявляется влияние Гольфстрима и его ответвления – Нордкапского теплого течения. В связи с этим зондовые измерения не позволяли получить кондиционные оценки фонового глубинного теплового потока, т. к. диапазон измеренных значений был очень велик – от 0 до более 500 мВт/м 2, и не адекватно отражал распределение глубинных термических источников.

Начавшаяся в 80-е годы интенсивная разведка нефтегазовых месторождений на шельфе сопровождалась бурением на акватории и на островах глубоких скважин, в которых проводились каротажные исследования, в том числе и термокаротаж. К этому времени относятся и первые скважинные измерения теплового потока в южной части Карского моря. Обработка термических измерений позволила оценить значения градиентов температуры, а теплофизические исследования керна скважин – теплопроводность пород. Таким образом были получены первые кондиционные измерения теплового потока в регионе ( Цыбуля, Левашкевич, 1992 ), которые после применения методики учета сезонных колебаний температуры были уточнены ( Левашкевич, 2005 ) (рис. 1).

Рис. 1. Геотермическая изученность Баренцевского региона.

Тем не менее, скважинные геотермические измерения для такой обширной территории были редки и не позволяли составить картину распределения температур и тепловых потоков, а тем более рассчитать глубинные температуры в литосфере региона.

Обобщение имеющихся скважинных и зондовых измерений тем не менее позволяет говорить о тенденции повышения теплового потока в северо-восточном и северо-западном направлениях. Так, в зоне сочленения Кольской микроплиты и Балтийского щита среднее значение теплового потока составляет 54 мВт/м 2, а в районах Северо-Баренцевской впадины и Центрально-Баренцевского поднятия – 70 мВт/м 2. В первом приближении такую тенденцию тренда теплового потока можно объяснить приближением к Северо-Атлантическому центру спрединга, в котором возрастает термическая активность астеносферы. Однако полученные нами в 25-м рейсе НИС «Академик Николай Страхов» данные (подробное описание которых приведено в нашей другой статье) позволяют говорить о новейших геодинамических проявлениях в земной коре Баренцевской плиты. Мы ранее уже высказывали предположение о рифтогенном характере геодинамической активности на основании интерпретации геотермических данных ( Хуторской и др., 2000 ).

Теплофизическая среда, т. е. конфигурация контрастных теплофизических слоев и значения тепло– и температуропроводностей, задавалась на основе соответствующей оцифровки выделенных по сейсмическим данным структурных комплексов вдоль 123 геотраверсов.