Аномальные поля метана в Охотском море и их связь с геологическими структурами

Шакиров, Ренат Белалович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Аномальные поля метана в Охотском море и их связь с геологическими структурами
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Аномальные поля метана в Охотском море и их связь с геологическими структурами"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК 1 ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

1 ТИХООКЕАНСКИЙ ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. В.И. Ильичева

На правах рукописи

Шакиров Ренат Белалович

АНОМАЛЬНЫЕ ПОЛЯ МЕТАНА В ОХОТСКОМ МОРЕ И ИХ СВЯЗЬ С ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ

Специальность: 25.00.28 — океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Владивосток 2003

Работа выполнена в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук

Обжиров Анатолий Иванович (ТОЙ ДВО РАН)

Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук,

профессор

Аблаев Альберт Гарифович (ТОЙ ДВО РАН)

доктор геолого-минералогических наук Чудаев Олег Васильевич (ДВГИ ДВО РАН)

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский

институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана (ВНИИОкеангеология)

Защита состоится « 24 » октября 2003 г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д 005.017.02 при Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН.

Адрес: 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН по тому же адресу.

Автореферат разослан « 23 » сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Ц^у^^-^ " кандидат географических наук /^"^¡^ Ф.Ф. Храпченков

^»оЗ-Д

Актуальность темы

Известно, что Охотское море является одним из самых активных в северных широтах районом подводной разгрузки метана (Авдейко и др., 1984; Обжиров, 1993; Гинсбург, Соловьев, 1994). Обнаруженные здесь высокие концентрации этого газа сигнализируют о наличии его аномальных полей, характер распределения которых в толще вод данного бассейна мало исследован.

Закономерности формирования фоновых и аномальных углеводородных газогеохимических полей хорошо изучены для условий суши. Знание этих закономерностей позволили разработать эффективные методы определения фоновых и аномальных полей концентраций газообразных углеводородных соединений, которые широко используются для прогнозирования и поисков залежей углеводородных полезных ископаемых (Старобинец и др., 1993). Однако в доступной нам литературе не обнаружены работы, освещающие процессы формирования фоновых и аномальных полей метана в толще вод морских бассейнов. Вероятно, это обусловлено сложностью разделения фоновых и аномальных полей в условиях высоко подвижной водной среды, а также трудностями постановки систематических наблюдений в морских условиях. Таким образом, исследование распределения фонового и аномального полей метана в толще вод Охотского моря является важным направлением региональных газогеохимических исследований.

Генетическая связь подводных выходов метана с залежами нефти и газа, скоплениями газогидратов, глубинными разломами, поверхностными разрывами и складками установлена для многих морей северо-западной части Тихого океана (Обжиров и др., 1985; АЬгатз, 1992; Кулинич, Обжиров, 1993).

Однако вопросы изучения сложных геолого-структурных условий образования подводных выходов метана в Охотском море остаются по-прежнему дискуссионными, что требует дополнительных исследований.

ТТл г»» туч МАЛ прплванип оп ггпатлп щ шппапна ООУЛИЛ»ЮПИАЛТАГ» ПЛШМАПАПАПНЛ

аномальных полей метана в Охотском море и изучение геолого-структурных факторов, определяющих его поступление в водную толщу.

Задачи исследования:

1. Анализ фактического материала с использованием Географической Информационной Системы (ГИС).

2. Обоснование подхода и расчет фоновых концентраций метана в водной толще Охотского моря.

3. Изучение распределения фонового (ФГПСМ) и аномальных полей концентраций метана (АПКМ) в водной толще Охотского моря.

4. Классифицирование аномальных полей концентраций метана Охотского моря.

5. Изучение геолого-структурных особенностей участков выходов метана в Охотском море.

Научная новизна

- Впервые создана полная база данных по измерениям концентраций метана в водах Охотского моря за период 1984-2002 гг. с помощью ГИС. В нее включены сопутствующие данные СТО-наблюдений 1998-2002 гг., а также доступные материалы по геологии дна данного бассейна.

- Впервые рассчитано фоновое распределение метана по вертикали в толще вод Охотского моря, которое хорошо согласуется с таковым распределением метана в прикурильской части Тихого океана и наиболее распространенной типовой формой распределения метана в Мировом океане (Геодекян и др., 1979).

- Впервые предложена классификация вертикальных типов аномальных полей метана на примере Охотского моря.

- Впервые с использованием созданной классификации выявлены закономерности распределения аномальных полей метана в водной толще Охотского моря.

Практическая значимость

- Созданная база газогеохимических и др. данных на основе ГИС-технологии для Охотского моря может быть использована для решения ряда геологических и др. теоретических и практических задач в связи с возможностью быстрого анализа как картографических, так и табличных данных.

- Предложенный метод расчета фонового распределения метана позволяет выявить даже слабые аномальные поля в толще вод, что в итоге может быть использовано в качестве рекомендаций при поисках подводных источников углеводородных газов.

- Предложенная классификация аномальных полей метана позволяет выявить закономерности их распределения, а также влияние гидрологических и динамических факторов на распределение этого газа в толще вод. Полученные результаты могут быть использованы для практических целей при поисках залежей углеводородов, и для экологических задач, например, для расчетов потоков метана на границе океан-атмосфера. Использование аналогичной классификации возможно и в других водных бассейнах с учетом местных условий.

- Полученные результаты используются в курсе лекций по газогеохимии на кафедре геофизики и геоэкологии ДВГТУ.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы были представлены на: Международной студенческой конференции стран АТР (Владивосток, 1999); Четвертой интернациональной конференции «Морская геология Азии» (Циндао, 1999); Ежегодном научном совещании по Северной Пацифике (Владивосток, 1999); VI Интернациональной конференции «Газ в морских осадках» (Санкт-Петербург, 2000); V Международном симпозиуме студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2001); Российско-Китайском симпозиуме «Проблемы коммерциализации научных разработок», (Владивосток, 2001); Международной междисциплинарной конференции «Человек в прибрежной зоне: опыт веков» (Петропавловск-Камчатский, 2001); Международном симпозиуме «Климатические процессы Севера» (Киль, 2002); Международном научном симпозиуме «Строение, геодинамика и металлогения Охотского региона и прилегающих частей северозападной Тихоокеанской плиты» (Южно-Сахалинск, 2002); VII Интернациональной конференции «Газ в морских осадках» (Баку, 2002); Международной конференции «Морская экология - 2002» (Владивосток, 2002); Международной конференции «Нефть и Газ Арктического шельфа - 2002» (Мурманск, 2002).

По теме данной работы опубликовано 5 статей (2 в сборнике трудов, 2 в центральной периодической печати, 1 в региональной), 18 тезисов, 1 статья принята к печати в международном журнале.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения и 4-х глав, включающих обзор литературы и собственные исследования, заключения, а также списка литературы. Работа изложена на 175 страницах, иллюстрирована 30 рисунками, 3 таблицами и 1 приложением. Список литературы включает 190 источников.

Положения, выносимые на защиту:

1. Собственно фоновое поле метана в Охотском море существует в толще вод центральных и южных глубоководных районов. При этом максимальные фоновые концентрации метана приурочены к холодному промежуточному слою.

2. Все аномальные поля метана в толще вод Охотского моря обусловлены поступлением природного газа из углеводородных скоплений осадочных толщ в ряде тектонических прогибов (Северо-Сахалинского, Пограничного, Терпения и др.).

3. Узлы пересечений разрывных нарушений в пределах субмеридиональных разломных зон являются основными структурами, которые определяют положение локальных выходов метана на северо-восточном шельфе и склоне о. Сахалин, впадине Дерюгина, а также сахалинских грязевых вулканов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Геолого-геофизическая изученность дна Охотского моря

На основе анализа литературных данных показано, что наиболее благоприятная обстановка для современной разгрузки метана существует в западной части Охотского моря, что в целом обусловлено особенностями геологического развития Охотоморского региона.

Глава 2. Фактический материал и методы исследования

Фактический материал

Работа выполнена по результатам газогеохимических исследований лаборатории газогеохимии ТОЙ ДВО РАН с участием автора, проведенных в рамках комплексного Российско-Германского проекта КОМЭКС - 1 (Курило -Охотский Морской Эксперимент) на акватории Охотского моря в период 1998-2000 гг. Основным использованным в работе материалом являются результаты четырех экспедиций на НИС «Профессор Гагаринский» (рейс 25, конец октября 1998 г.), вертолете МИ-8 («ледовая экспедиция», конец марта 1999 г.), МБ «Утес» (19 мая-14 июня 1999 г.), НИС «Профессор Гагаринский» (рейс 28, 6-13 июня 2000 г.). Основные работы были проведены на акваториях северо-восточного, восточного и южного шельфа и склона о. Сахалин, впадины Дерюгина и Курильской котловины. В экспедициях было выполнено 116 станций. Дополнительно были использованы данные отчетов морских экспедиций по той же программе на НИС «Академик М.А. Лаврентьев» (рейс 28, август-сентябрь 1998 г. и рейс 29, июль-сентябрь 2002 г.), а также на ГС «Маршалл Геловани» (сентябрь 1999 г.). Кроме того, в работу были включены результаты газогеохимических исследований автора в рамках береговой экспедиции на о. Сахалин (июль 2001 г.) по изучению флюидодинамических характеристик грязевых вулканов. Дополнительно привлечены материалы исследований лаборатории газогеохимии ТОЙ ДВО РАН полученные в период 1984-1996 гг. Карта района работ представлена на рис. 1.

Методы исследования

Для изучения полей концентраций метана (КМ) в Охотском море была применена оригинальная методика газогеохимических исследований на море (Обжиров, 1993) и выполнен мониторинг в течение 1998-2000 гг. На содержание метана проанализировано 1132 пробы морской воды, из них лично и при участии автора 566. На содержание СН4, тяжелых углеводородов (до пентана), СО2, О2 и N2 автором проанализировано 55 проб спонтанного газа из грязевых вулканов о. Сахалин.

Отбор проб

Отбор проб проводился на отдельных горизонтах с учетом вертикального распределения температуры, солености и др. гидрологических параметров в ходе CTD-зондирования. Стандартными горизонтами для опробования являлись 5, 10, 25,50, 100, 150, 200-250, 500, 700, 800, 900, 1000 метров от

2UWMM

I5 Ыф

I3S*R l«1

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

НИС "Ак. М.А. Лаврентьев", рейс 28 Q . МБ "Утес", 19 мая - 6 июня 1999 г.

1 ..»«а.ИкшггаК« lOM г W

1 августа-12сеитября 1998 г -ф-- НИС "Профессор Гагарннский'

рейс 25, октябрь-ноябрь 1998 г. «■ Ледовая экспедиция, вертолет "МИ-8", 22-29 марта 1999 г.

Ф 29/160( - станция, ее номер / концентр, метана _в придонном слое (нл/л)

^ ГС "Маршалл Геловани", ^ 29 августа - 21 сентября 1999 г. М - НИС "Профессор Гагаринский"

_ рейс 28,29 мая -13 июня 2000 г.

| | - врезка

станции (а) 1989 г.,

а б с • ® ▼

(б) 1993 г., (с) 1996 г.

Рис. 1. Расположение станций газогеохимических исследований (батиметрия — A.C. Сваричевский (2001))

поверхности акватории и придонный слой. При отборе проб воды с борта использовался комплекс «Rosette» (США) с входящим в нее CTD-зондом и батометрами системы NISKIN. Вода из батометра отбиралась с помощью мягких полиэтиленовых пробоотборников. Предварительно вакуумированные, они герметично подсоединялись к выходному клапану батометра, и в пробоотборники перетекало 0,5 л воды без контакта с атмосферой. Из проб воды газ извлекался на вакуумной дегазационной установке (Обжиров, 1993). При опробовании наземных грязевых вулканов газ отбирался в стеклянные пробирки без контакта с атмосферой для последующего анализа в стационарных условиях.

Анализ газа

Определения газовых компонентов проводились на отечественных газовых хроматографах непосредственно после дегазации пробы воды. Углеводородные газы анализировались на пламенно-ионизационном детекторе (чувствительность 10"4 %) хроматографа JIXM-80. Кислород, азот и углекислый газ определялись на катарометре того же прибора. Чувствительность анализа этих компонентов составляет 10"2 %. Для калибровки прибора применялись сертифицированные поверочные газовые смеси (США, «Altech»).

Компьютерная обработка данных

Для анализа всего фактического табличного и картографического материала использована ГИС Mapinfo 6.5.

Глава 3. Фоновое н аномальные поля метана в Охотском море

Необходимым условием для правильной интерпретации полученных газогеохимических данных является установление величин фоновых концентраций метана (ФКМ). Для анализа распределения метана в водной толще Охотского моря были выбраны вертикальные интервалы в соответствии с общей схемой вертикальной структуры вод (Морошкин, 1966; Гидрометеорология, 1998).

Выбор расчета ФКМ для каждой вертикальной структурной зоны водной толщи обусловлен тем, что водные массы имеют отличные друг от друга гидрологические характеристики (температура, соленость, плотность и др.) (Гидрометеорология, 1998), что, теоретически, должно влиять на распределение метана, как постоянного газового микрокомпонента морской среды. Использованные вертикальные интервалы, соответствующие структурным зонам водной толщи, представлены в таб. 1. Отдельно была выделена подповерхностная зона в связи с повышенными концентрациями метана в слое минимальных температур. Также рассчитано две точки для глубинного слоя (интервалы 1000-1500 м и 1500 от поверхности - 100 м от дна), в связи со значительным изменением давления в нем по вертикали.

Фон определялся статистическим анализом результатов измерений для каждой вертикальной структурной зоны глубоководных районов Охотского моря (от 700 до 3500 м), при этом явно аномальные значения (>400 нл/л) в

расчет не принимались. Генеральная выборка составила 955 проб. В связи с тем, что концентрации метана являются случайно изменяющейся величиной, а объем генеральной выборки приближается к тысячи, для статистической обработки полученных данных нами использован закон нормального распределения.

Таблица 1

Вертикальные интервалы водной толщи Охотского моря, используемые для расчета

фоновых концентраций метана

\ Глубина Верт. \ струк. \ зона (слой) \ / Верт. тип \ АПКМ \ Районы

Шельф о. Сахалин Склон о. Сахалин Глубоководные районы (центральная часть моря, впадины, котловины)

до 100 м до 200 м до 700 м до 1000 м до 2000 м до 3500 м

Поверхностная (поверхностный слой) Поверхностный тип АПКМ 0-5 от поверхн. моря 0-5 от поверхн. моря 0-Юот поверхн. иоря 0-50 от поверхн. моря 0-50 от поверхн. моря 0-50 от поверхн. моря

Подповерхностная (подповерхностный слой пониженных температур) Подповерхностный тип АПКМ 5-50 от поверхн. моря 10-100 от поверхн. моря 50 - 200 от поверхн. моря 50-200 от поверхн. моря 50-200 от поверхн. моря

Промежуточная (промежуточны й слой) Промежуточный тип АПКМ 100 от поверхн. моря — 50 от дна 200 мот поверхн. моря — 100 мот дна 200 — 1000 от поверхн. моря 200 — 1000 от поверхн. моря

Глубинная (глубинный слой) Глубинный тип АПКМ 1000 от поверхн. моря - 100 от дна 1000 от поверхн. моря - 100 от дна

Придонная (придонный слой) Придонный тип АПКМ 0-5 от дна 0-5 от дна 0-50 от дна 0-100 сп-дна 0-100 от дна 0-100 от дна

Для каждой вертикальной структуры построены гауссовы гистограммы, показывающие частоту встречаемости различных концентраций метана в определенном слое водной толщи (рис. 2 а-е). За фоновую концентрацию метана в каждой вертикальной структурной зоне было принято среднее значение содержания метана, рассчитанное в интервале наиболее часто встречаемых в данной водной структуре концентраций.

Проведенные расчеты позволили получить вертикальное строение ФПКМ в Охотском море, представленное на рис. За. Максимальные фоновые значения обнаружены в пределах холодного промежуточного слоя в интервале 50-200 м

от поверхности акватории (слой скачка градиента плотности, рис. 36). По-видимому, это обусловлено тем, что здесь обнаруживаются наиболее низкие температуры вод, которые сохраняются в Охотском море на протяжении всего года. Дополнительной причиной повышенных КМ в подповерхностных водах акваторий может быть его биологическое продуцирование (Геодекян и др., 1979), однако данная гипотеза еще не подтверждена.

Аналогичным образом было рассчитано вертикальное распределение ФКМ в прикурильской части Тихого океана (рис. Зс). В этом случае были использованные результаты экспедиции на НИС «Акад. Несмеянов», 1993 г. Следует отметить, что статистический анализ 113 проб выявил практически одинаковое с охотоморским вертикальное строение фонового поля метана до глубины 1000 м. Отбор проб ниже этого горизонта, к сожалению, не проводился.

пойломриюстаый спой g

i 40" ■

| 20-

i ■ 1 1 1__ш

0-25 26- 51- 76- 101. 125- 151- 175-

50 75 100 125 150 175 200

метам (нл/л)

промежуточный слой

0-25 25- 51- 75- 101- 125- 151- 17550 75 100 125 150 175 200 U*TW (мл/л)

х <0

§ I 20

f I - 10

глубинный слой (1500 • 100 м от дна)

0-25 2«-50

7в- 101- 120- 151- 17«-100 125 150 175 200 (нл/л)

о i

Чг

глубинный слой (1000-1500 м)

0-25 20-50 51-75 75- 101- 126100 125 150 метан (нл/л)

прмдомиый слой

•X so

i 40

g 20

* 0

0-25 2»- 51- 75- 101- 125- 151- 17*50 75 100 125 150 175 200

1*«Т«М (нл/л)

Рис. 2 Гистограммы распределения числа наблюдений для каждого интервала концентраций метана по вертикали толщи вод Охотского моря

метан (нл/л)

50 100

температура, °С 4 8 12

сентябрь, 1999 Курильская котловина

метан, нл/л

100

500

_ 1000 X

Т 1500

1.2000 u 2500 3000 3500 J

метан (нл/л) 0 50 100

Рис. 3. Вертикальное распределение ФКМ по вертикали: а — в глубоководных районах Охотского моря; б - пример фонового распределения метана и вертикального распределения температуры в Охотском море; с - в прикурнльской части Тихого океана

Кроме того, полученные кривые вертикального распределения ФКМ оказались идентичны первой типовой форме распределения метана, приводимой A.A. Геодекяном с соавторами (1979) и хорошо согласуются с общей закономерностью распределения метана в Дальневосточных морях (Обжиров и др., 1999). По-видимому, рассчитанное нами фоновое вертикальное распределение метана в водной толще главным образом определяется физическими параметрами морской воды (соленость, температура, плотность и др.). Следовательно, именно сходство указанных параметров в аналогичных вертикальных структурных зонах водной толщи прикурнльской части Тихого океана и глубоководной части Охотского моря объясняет идентичность фоновых кривых. Превышение фоновых значений указывает на появление аномального поля метана, обусловленного дополнительными источниками.

Анализ выявленных особенностей распределения ФПКМ и АПКМ позволил классифицировать вертикальные типы аномальных полей метана.

В случае обнаружения аномалии метана в одной вертикальной структурной зоне АПКМ получает название, соответствующее названию данной вертикальной структурной зоны (таб. 1). В случае обнаружения аномальных концентраций метана на всех опробуемых горизонтах водной толщи выделяется сквозной тип АПКМ. Обнаружение аномалий метана в нескольких, но не во всех структурных зонах толщи вод определяет появление комбинированного типа АПКМ, в котором первое слово обозначает наибольшую аномалию, далее по убыванию.

Учитывая временную изменчивость обнаруженных вертикальных типов АПКМ, были выделены три основных вида: устойчивое АПКМ — обнаруженное в течение всего мониторинга, неустойчивое АПКМ — подтвержденное не во всех экспедициях и АПКМ - впервые обнаруженное (не проверенное повторными измерениями). Сочетание вертикального типа и

временного вида определяет конечный тип аномального поля метана в водной толще Охотского моря. Основные вертикальные типы АПКМ представлены в таб. 2.

Таблица 2

Примеры основных вертикальных типов АПКМ в Охотском море: 1 — Сквозной устойчивый тип; 2 - Придонный устойчивый тип; 3 - Подповерхностный устойчивый тип; 4 -Комбинированный тип (промежуточно-придонный)._

метан, нл/п 5000

10000

200

1 С-В, В и Ю-В шельф о. Сахалин

метан, нл/л 1500

3000

«о г

450-

900

1350

>5700

-х

1800

2 С-В борт впадины Дерюгина (участок «Баритовых Холмов»)_

метан, нл/л 100 200

300

температура, *С -2 0 2 4 6

0 • 1 1 '_' »

10/98

100 • О

200 - •

2 о

я 300 ■ у

X \ /

1.400 ■ Е 1 06/99

500 - 0 \

600 - 16/98

9 9

700 -

1000 метан, нл/л

2000

3 В и Ю-В подножие склона о. Сахалин

4 Восточный склон о. Сахалин (51° с.ш.)

С помощью созданной классификации вертикальных типов АПКМ и анализа их распределения были выявлены следующие особенности и закономерности распределения полей метана в водной толще Охотского моря:

1. На протяжении всего восточного шельфа о. Сахалин, включая залив Терпения, существует сквозное устойчивое аномальное поле метана с концентрациями порядка 1000-4000 нл/л (таб. 2-1). При этом общей закономерностью является незначительное, но плавное снижение концентраций метана в придонном слое мелководного шельфа в направлении от пол-ва Шмидта к мысу Терпения с локальными увеличениями значений АПКМ над нефтегазовыми месторождениями.

2. Максимальные концентрации метана в нижних горизонтах водной толщи восточного присахалинского шельфа возрастают в восточном направлении от мелководья к бровке шельфа. На глубинах до 70-100 м чаще встречаются КМ порядка 500-1000 нл/л, а на глубинах 100-200 м — 3000-4000 нл/л (таб. 2-1).

3. На восточном и юго-восточном склоне о. Сахалин сквозной тип АПКМ переходит в комбинированный тип. Далее, к востоку от о. Сахалин у подножия его склона, на фоне общего снижения КМ вплоть до фоновых значений наблюдаются устойчивые подповерхностные АПКМ (таб. 2-3), наблюдаемые в подповерхностном слое наиболее низких температур. Так в толще вод может проявляться аддитивный характер аномального поля метана.

4. Максимальные АКМ в промежуточных горизонтах толщи вод восточно-сахалинского склона варьируют в зависимости от сезона года. Так, АКМ весной (май, 1999) значительно превышают таковые осенью (таб. 2-4), что, по-видимому, обусловлено сезонными особенностями гидрологического режима и динамики вод этой области Охотского моря.

5. Аномальное поле КМ плавно переходит в фоновое в центральной глубоководной области Охотского моря и в южной и восточной частях Курильской котловины. При этом в западной глубоководной части Охотского моря, у подножия юго-восточного склона о. Сахалин, и в северо-западной части Курильской котловины сохраняется устойчивое подповерхностное АПКМ со значениями 150-300 нл/л, что, по-видимому, объясняется сносом метана из области восточного шельфа и склона о. Сахалин Восточно-Сахалинским течением.

Глава 4. Геолого-структурная характеристика участков с выходами метана в Охотском море и на о. Сахалин

Выходы метана в Охотском море условно можно разделить на три вида: 1) локальные выходы метана; 2) площадное поступление метана над нефтегазоносными структурами по разломам; 3) эмиссия метана в зоне размыва складчатых структур. Для сравнения структурного положения подводных и наземных выходов метана были рассмотрены грязевые вулканы о. Сахалин.

Локальные выходы метана

В Охотском море существуют два основных вида локальных выходов метана: с образованием «факелов» и без них. Локальные выходы могут быть

также единичными или образовывать скопления. Большинство факелов, согласно тектонической карте Охотоморского региона В.В. Харахинова (1998), расположено в пределах тектонических прогибов (рис. 4): СевероСахалинского (факелы «Николь», «Миллениум»), Дерюгинской котловины (факелы «Гизелла», «Эрвин» и др.) и прогиба Терпения (факелы бровки шельфа).

Выход метана без факела на участке «Баритовых Холмов» (Biebow & Hutten, 1999; Деркачев и др., 2002) находится в западной части Восточно-Дерюгинского грабена. Характерно, что границами тектонических прогибов в западной части Охотского моря являются, как правило, субмеридиональные разломные зоны (Харахинов, 2002). В осадочных толщах, выполняющих упомянутые прогибы, сосредоточены основные открытые и прогнозируемые скопления углеводородов: нефтегазовые залежи, газогидраты, а также свободный газ осадков.

Лерюгинская котловина (факелы «Гизелла». «Эрвин» и др.}

Наиболее многочисленные выходы метана (около 200 к 2002 г., высота факелов до 300 м) обнаружены в Дерюгинской котловине вблизи пересечений неглубоких взбросов С-СЗ или С-3 простирания и предполагаемых сдвигов С-СВ простирания, закартированных (Baranov et al., 1999) между Западно - и Восточно-Дерюгинской разломными зонами (рис. 4). Убедительным доказательством того, что эти структуры контролируют расположение долгоживущих выходов метана, является обнаружение над ними сквозных АПКМ с максимумами до 10000-20000 нл/л в нижних горизонтах.

В плане скопление активных выходов метана здесь вытянуто в С-СВ направлении и совпадает с простиранием сдвигов, занимающих секущее положение по отношению к глубинным границам котловины. Заметны более мелкие скопления (рис. 46), которые приурочены к пересечениям вышеуказанных разнонаправленных разломов. При этом группы наиболее активных выходов расположены в узких (1,2-1,6 км) зонах между взбросами (рис. 4 б). Метан, по-видимому, мигрирует вместе с флюидами по отдельным каналам (разрывным нарушениям) из зоны газонасыщения под осадками, сцементированными газогидратами, обнаруженными здесь неоднократно (Гинсбург, Соловьев, 1994; Biebow et al., 1999). Газогидраты в этом случае могут быть своеобразным флюидоупором, экранирующим площадную эмиссию метана. Обнаружение здесь самых высоких для района исследований АПКМ на всем протяжении изучения полей метана характеризует высокую активность его выходов на дне. Это, вероятно, обусловлено современным компрессионным геодинамическим режимом (Biebow & Hutten, 1999) и высокой сейсмической активностью этой части дна Охотского моря (Карп, Бессонова, 2002).

При сравнении геолого-струюурных условий распределения подводных и наземных выходов метана в западной части Охотского моря выяснилось, что позиция и тех и других не случайна: они локализованы в узлах пересечений разнонаправленных разломов. Например, Южно-Сахалинский (ЮСГВ) и

Пугачевский (111 В) грязевые вулканы расположены в южной части субмеридионального плиоцен-четвертичного Центрально-Сахалинского разлома, где он имеет характер взбросо-надвига (Мельников и др., 1989) в местах пересечения его субширотными разломами (рис. 4в). Качественный состав газа, поступающего из ЮСГВ и 111 И, схожий (таб. 3), что указывает на общность их генезиса. Одновременно выявляется различие в составе газа мигрирующего через наземные грязевые вулканы и подводные выходы газа на С-В шельфе и склоне о. Сахалин. В толще вод этих районов «тяжелые» газообразные гомологи метана обнаруживались крайне редко и лишь в следовых количествах. Причина такого расхождения до конца не ясна и требует дальнейшего исследования. Возможно, это обусловлено разным газовым составом углеводородных залежей, питающих упомянутые источники.

Таб.3

Состав спонтанного газа грязевых вулканов о. Сахалин (и.о. - не определено)

Точка опробования СО, | О, | N, | СН, C2H4 | С,Н, | С4Н10 1 С$Нц

Чоб. ppmv, (10"%o6.)

ЮСГВ

Грифон 94,6 0,9 2,8 1,7 371 70 11 22

Грифон 92 1,4 5,2 1,6 278 8 15 н.о.

Газоводяная ванна 42,9 7,4 27,7 22 1624 241 27 15

Крупный грифон 65,6 0,3 2,4 32 3758 401 109 17

Грифон 76 0,2 2 22 2204 276 76 н.о.

Крупный грифон 76,1 4,72 18,1 315 79 55 12

пгв

Крупный грифон 8,6 18,4 60 12,6 92,8 и.о. 3 1

ДГВ

Газоводяная ванна 0,5 0,3 7,3 91,8 н.о. н.о. н.о. н.о.

Северо-Сахалинский прогиб (мелководные Факелы)

Более слабые единичные факелы «Миллениум» (глубина 25 м) и «Николь» (глубина 40 м) обнаружены в Северо-Сахалинском прогибе, где они также регистрировались вблизи локальных разрывных нарушений (рис. 4). Факел «Николь» закартирован в пределах Лунской антиклинальной структуры (амплитуда поднятия 200-500 м, рис. 4а). Здесь же, в течение мониторинга, фиксировался сквозной устойчивый тип АПКМ порядка 500-3000 нл/л. Структура Луне кого газоконденсатного месторождения представляет собой антиклинальную складку, разбитую разломами на блоки, что создает благоприятные условия для дегазации залежи. Еще один факел зафиксирован в пределах Восточно-Сахалинской разломной зоны непосредственно над нефтегазоносной структурой (рис. 5а).

Восточно-Дерюгинский грабен (участок «Баритовых Холмов») Выход метана здесь не образует факела, однако был закартирован благодаря обнаружению придонного устойчивого АПКМ (до 5700 нл/л) в течение нескольких экспедиций на небольшом участке в районе северовосточного борта впадины Дерюгина. Наблюдения на соседних станциях

выявили фоновое распределение метана. Участок контролируется пересечениями разнонаправленных разломов, из которых выделяются взбросы с крутыми углами падения, занимающие секущее положение к сдвиговым дислокациям (Вагапоу й а1., 2000). Эти разломы контролируют на этом же участке образование в осадках аутогенного барита (Деркачев и др. 2002), постройки которого на дне достигают здесь высоты 15 м. Вышеназванные разломы активны, так как достигают поверхности дна, а места их пересечений являются наиболее благоприятными зонами миграции метан-барий содержащего флюида (Кулинич, Обжиров, в печати).

Площадное поступление метана над нефтегазоносными структурами

Северо-Сахапинский прогиб

Обнаружение в водах мелководного северо-восточного шельфа о. Сахалин сквозного устойчивого АПКМ порядка 1000-4000 нл/л на протяжении 1998-2000 годов объясняется потоком метана из мощных осадочных отложений над многочисленными нефтегазоносными и возможно нефтегазоносными структурами. Поступление метана со дна широкой площади северо-восточного и восточного шельфа о. Сахалин обусловлено наличием здесь многочисленных разрывных нарушений, осложняющих локальные структуры (рис. 4а).

В пределах рассматриваемого прогиба на С-В побережье о. Сахалин расположен Дагинский грязевой вулкан (ДГВ, Мельников и др., 1989). Он контролируется субмеридиональной Хоккайдо-Сахалинской разломной зоной и не формирует характерных для грязевых вулканов построек. Однако, во время широкого отлива, на дне нами были обнаружены многочисленные выходы природного газа в виде пузырей. Пузыри непрерывно пробулькивали из небольших мелких ванн (до 1,5-3 м в диаметре), равномерно рассеянных по дну. Газ пузырей состоял в основном из метана: 92 % об. (таб. 3), что хорошо согласуется с существованием сквозных устойчивых АПКМ в толще вод С-В мелководного шельфа о. Сахалин. Изложенное выше позволяет предположить, что аномалии метана на шельфе могут формироваться благодаря выходам природного газа, аналогичных Дагинским. Это предположение подкрепляется наличием на С-В шельфе о. Сахалин мелководного грязевого вулкана (Обжиров, 1993) расположенного в 80 км на С-СВ от Дагинского газопроявления.

Прогиб залива Терпения

Основным источником метана, по-видимому, здесь являются нефтегазоносные структуры. В открытой части залива закартированы локальные структуры, контуры которых расположены среди надвигов, взбросов и сбросов (рис. 5). Наблюдаемое нами устойчивое сквозное АПКМ в мелководной части залива наиболее естественно объясняется миграцией метана по зонам разломов из нефтегазоносных и предположительно нефтегазоносных пород. Вывод подтверждается обнаружением в районе бровки шельфа залива нескольких акустических аномалий типа «факел» (рис. 5).

Анивский прогиб

В этом районе сеть разломов не является частой, и здесь известно всего около десятка локальных структур (рис. 5). Слои осадочных пород без размыва

140*Е 142^ 144-Е 146'Е 148*Е

к„„ V ...

/ /

к*. /

„о/ 1 -

/ J X . , яо if I / ^ Пугачеве J 1

& ■

„ \

1 . V ■

Пуг»ч. Г». ГВ. ЛГВ -П^т ryn. 9ftm МС Ммм* CnwfM*. ЧЛО • Мми* 1 м

[ ■>——р^П-«—-

■-—-•■--к—™™. ■ •—•

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

. n WVVWVVV

10 'WWSwWw I С- \iwwuvwj

WVW^VA

Проекция: Меркатор

Рис. 4. Расположение подводных выходов метана и грязевых вулканов в районе исследований на схеме тектонического районирования В.В. Харахинова (1998), тектоника и рельеф дна на врезке — B.V. Baranov with coathors (1999); 4а - расположение факелов на

морфо-тектонической схеме участка с приповерхностными скоплениями газогидратов в осадке; 46 - структурное положение Пугачевской группы грязевых вулканов. Условные обозначения. 1: а - грязевые вулканы, б - факелы (ФМ - «Миллениум», ФН — «Ннколь», ФГ - «Гизелла», ФЭ - «Эрвин»), с - локальный выход метана во вп. Дерюгина (участок «Баритовых Холмов»); 2: а, б - поверхностные нефте- и газопроявления (С.Н. Алексейчик, 1959); 3: а - нефтегазовые и газоконденсатные месторождения, б - локальные структуры; 4: а - глубинные разломы и разломные зоны (1 - Западно-Сахалинская РЗ, 2 -Центрально-Сахалинская, 3 - Хоккайдо-Сахалинская, 4 - Западно-Охотская, 5 - Восточно-Сахалинская, 6 - Запада о-Дерюгинская, 7 - Восточно-Дерюгинская, 8 - Пограничная (Пограничный надвиг), 9 - Вальзинская), б - разрывные нарушения; 5: а - системы взбросов и сбросов, б - сдвиги (предо.); 6 - Центрально-Охотский массив; 7 - Пограничный прогиб; 8

- континентальный склон; 9 - Анивский прогиб; 10 - Северо-Сахалинский прогиб; 11 -Дерюгинская котловина; 12 - Прогиб залива Терпения; 13 - поднятия; 14 - зоны абразии; 15

- Северо-Татарский прогиб; 16 - Южно-Татарский прогиб; 17 - прогиб Исикари; 18 -Восточно-Дерюгинский грабен; 19 - Шмидтовская складчато- сдвиговая зона.

слагают верхнюю часть осадочного разреза (Снеговской, 1997), что характеризует менее благоприятную обстановку для эмиссии метана в толщу вод. Однако обнаружение вблизи разрывных нарушений аномалий метана порядка 600 нл/л в придонном слое свидетельствует, что его подток из донных отложений, хоть и слабый, но сущесгвует. Согласно данным В.В. Куделькина с соавторами (1986) во внутренних частях и склоне Анивского прогиба в осадочных комплексах на глубинах от 300 м встречаются прослои и линзы углей. В этом случае уголь может быть дополнительным источником, а надвиги и сбросы (рис. 5) дополнительными каналами для эмиссии метана. Этим можно объяснить невысокое, но сквозное АПКМ порядка 200 нл/л, которое было обнаружено летом 1999 г. (ст. Ое99-3).

Эмиссия метана в зонах размыва складчатых структур

Пограничный прогиб

Субвертикальная миграция метана из осадков возможна на широкой площади абразионной террасы в Пограничном прогибе. В первую очередь это подтверждается наблюдениями на шельфе восточнее мыса Терпения придонных аномалий метана (1000-2000 нл/л). Здесь, в процессе тектонических движений западного борта кайнозойского бассейна седиментации, была сформирована флексура (Соловьев и др., 1979), в которой осадочные породы палеогенового возраста обнажаются на морском дне в западной части прогиба и образуют абразионную террасу (рис. 5). Южнее м. Белинсгаузена на поверхность дна выходит условный горизонт (Соловьев и др., 1979) возможно являющийся отражением кровли борской свиты (ранний миоцен), которая подстилается пиленгской свитой (олигоцен). В районе юго-восточного Сахалина в пределах Пограничного прогиба пиленгская и нижняя часть борской свиты нефтеносны (Окружное месторождение). При этом основной объем нефти сосредоточен в органогенно-кремнистых преимущественно кристобалитсодержащих породах. Благодаря обильной трещиноватости они являются хорошими коллекторами для углеводородов (Тектоника..., 1985).

Таким образом, слои осадочных пород, смятые в складки и срезанные волновой эрозией, могут быть каналом для субвертикальной миграции углеводородных газов, вероятно, формирующихся в основании осадочного

144°Е

Рис.5. Распределение аномалий метана в придонном слое юго-восточного шельфа о. Сахалин по результатам рейса НИС «Морской Геофизик», 1989 г., включая заливы Терпения и Анива (структурная схема прогибов Пограничного, залива Терпения и Анива составлена по данным

В.В. Харахинова (1983), В.В. Куделькнна с соавторами (1986) и С.С. Снеговского (1997)). Жирные зубчатые линии обозначают фронтальные части надвигов, тонкие зубчатые -сбросы.

чехла Пограничного прогиба. Мощность последнего достигает 2-3 км и достаточна для образования углеводородов.

Подобные геолого-сгруктурные условия, благоприятные для поступления метана, могут быть на шельфе и с восточной стороны Тонино-Анивского полуострова. Здесь на станции 311, 1989 г. (глубина 100 м) была обнаружена придонная аномалия метана 1320 нл/л также над зоной абразии (рис. 4, 5), подтверждаемой разрезами НСП (Снеговской, 1997).

Таким образом, крупные прогибы фундамента и ограничивающие их разломы являются основными факторами, определяющими геолого-структурное положение локальных выходов и площадных просачиваний метана в западной части Охотского моря и на о. Сахалин. Наземные поверхностные нефте- и газопроявления на о. Сахалин (Алексейчик, 1959) также расположены вдоль субмеридиональных разломов. Многочисленные выходы метана на С-В склоне о. Сахалин трассируют локальные разломы, занимающие секущее положение к крупным субмеридиональным разломным зонам. При этом основные скопления факелов, как и грязевые вулканы на о. Сахалин, расположены в узлах пересечений разнонаправленных разломов. Зоны абразии, в пределах которых слои пород складчатых нефтегазоносных или потенциально нефтегазоносных структур подвергнуты волновой эрозии в области шельфа, могут являться не менее, а возможно и более значимыми каналами для подводной разгрузки метана в Охотском море по сравнению с разрывными нарушениями.

В заключении сформулированы основные результаты проведенного исследования:

1. Предложенная классификация вертикальных типов аномальных полей метана позволила выявить закономерности их распределения в толще вод Охотского моря. При этом формирование промежуточных, подповерхностных и комбинированных вертикальных типов аномальных полей метана контролируется гидрологической структурой и динамикой вод моря.

2. Сквозные, придонные и, вероятно, глубинные аномальные поля метана непосредственно связаны с геологическими структурами, контролирующими размещение углеводородных залежей. Аномальные поля с максимальными концентрациями метана (10000-20000 нл/л) формируются над участками с приповерхностными скоплениями газогидратов в осадках С-В склона о. Сахалин. Наиболее вероятный источник метана здесь — скопления свободного газа ниже зоны стабильности газогидратов. Основными источниками метана на северо-восточном, восточном и юго-восточном шельфе о. Сахалин являются нефтегазовые залежи и газоносные слои осадочных пород.

4. Анализ распределения аномалий метана на шельфе на юго-восточном шельфе о. Сахалин и геологического строения Пограничного прогиба показывает, что здесь каналами для миграции метана являются срезанные в процессе эрозии складчатые структуры.

5. Проведенное исследование выявило, что положение локальных долгоживущих подводных выходов метана в западной части Охотского моря и грязевых вулканов на о. Сахалин определяют узлы пересечений разнонаправленных разрывных нарушений, как правило составляющих структурный план субмеридиональных разломных зон.

6. Созданная база табличных и картографических данных на основе ГИС является гибким и многофункциональным инструментом для анализа результатов газогеохимических, геологических и др. исследований в Охотском море с возможностью развития системы и на другие районы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шакиров Р.Б., Об жиров А.И. Газогеохимические критерии геологического картирования // Тезисы докладов Региональной молодежной конференции. - Владивосток, 1998. - С. 101.

2. Обжиров А.И., Шакиров Р.Б., Дружинин В.В. Мишукова Г.И. Югай И.Г. Аномальные поля углеводородных газов в Приморье // Тезисы докладов научно-практической конференции. - Хабаровск, 1998. - С. 59.

3. Obzhirov A.I., Shakirov R.B., Druginin V.V. Leakages of methane are associated with geological activizations in the Far-Eastern Seas // Fourth international conference of Asian marine geology: Abstracts. - Qingdao, 1999. - P. 107.

4. Obzhirov A.I., Suess E., Biebow N., Vereshchagina O., Voronin A., Salyuk A., Sosnin V., Shakirov R., Lammers S. Spring methane maximum in water of the north-eastern Sakhalin shelf of the Sea of Okhotsk // North Pacific Science Organization (PICES) Eighth Annual Meeting: Abstracts. - Vladivostok, 1999. - P. 112.

5. Shakirov R.B., Obzhirov A.I., Druginin V.V. Gasogeochemical and geological reasons of hydrocarbon deposits in Primorsky region // Материалы III Международного студенческого конгресса стран ATP. - Владивосток, 1999. - С. 150-151. Англ.

6. Obzhirov A.I., Suess Е., Salyuk A., Biebow N., Lammers S., Shakirov R., Vereshchagina O., Druzhinin V. Methane flares of the Okhotsk Sea // VI International conference "Gas in marine sediments": Abstracts. - St.-Petersburg, 2000.-P. 104.

7. Шакиров Р.Б. Подводные выходы природного газа в Охотском море и их связь с тектоническим строением региона // Материалы международного

симпозиума Сознание и Наука: взгляд в будущее. - Владивосток, 2000. - С. 142146.

8. Обжиров А.И., Дружинин В.В., Шакиров Р.Б., Верещагина О.Ф. Природные газы и нефтегазоносность юго-западного Приморья // Материалы международного симпозиума Сознание и Наука: взгляд в будущее. -Владивосток, 2000. - С. 128-138.

9. Шакиров Р.Б. Субмаринная разгрузка метана в Охотском море // V Международный симпозиум студентов и молодых ученых: Тез. докл. - Томск, 2001.-С. 356-357.

10. Sosnin V., Tishchenko P., Biebow N., Winckler G., Lammers S., Obzhirov A., Salyuk A., Vereshchagina O., Shakirov R. and Dmitrieva E. Renewal of Okhotsk Sea waters at intermediate depths near the Sakhalin continental slope // North Pacific Science Organization (PICES) Tenth Annual Meeting: Abstracts. -Victoria, 2001.-P. 198.

11. Шакиров Р.Б., Обжиров А.И., Бибоу H. Классификация аномалий метана (на примере Охотского моря) // Материалы международной конференции «Нефть и Газ Арктического шельфа — 2002». - Мурманск, 2002.

12. Шакиров Р.Б., Обжиров А.И., Бибоу Н. Классификация аномальных полей метана в Охотском море Н Материалы международной конференции «Морская экология - 2002». - Владивосток. - 2002. - С. 132-138.

13. Обжиров А.И., Верещагина О.Ф., Соснин В.А., Шакиров Р.Б. и др. Мониторинг метана на восточном шельфе и склоне о. Сахалин, Охотское море // Геология и геофизика. - 2002. - Т.43. - С. 605-612.

14. Обжиров А.И., Верещагина О.Ф., Зюсс Э., Ламмерс Ш., Винклер Г., Бибоу Н., Шакиров Р.Б., Дружинин В.В. Распределение метана в водных колонках восточного шельфа и склона Сахалина в Охотском море в различные сезоны 1998-2000 годов // Мониторинг метана в Охотском море / Под ред. А.И.Обжирова и др. - Владивосток: Дальнаука, 2002. - С. 8-38.

15. Верещагина О.Ф., Соснин В.А., Бибоу Н., Винклер Г., Ламмерс Ш., Обжиров А.И., Салюк А.Н., Верещагина О.Ф., Шакиров Р.Б. Сезонная изменчивость океанографических условий на северо-восточном шельфе и склоне Сахалина в охотском море (1998-2000 годы) // Мониторинг метана в Охотском море / Под ред. А.И. Обжирова и др. - Владивосток: Дальнаука, 2002. - С. 38-59.

16. Астахов A.C., Сергеев К.Ф., Мельников O.A., Присяжнюк A.B., Шакиров Р.Б., Бровко П.Ф., Кисилев В.И. Динамика процессов дефлюидизации Центрально-Сахалинского глубинного разлома при сейсмической активизации (по результатам мониторинга Южно-Сахалинского грязевого вулкана в июле-августе 2001 г.) // Доклады Академии Наук. - 2002. - Т. 386. -№2. - С. 223-228.

17. Лучшева Л.Н., Обжиров А.И., Шакиров Р.Б., Астахов A.C. Ртутные поля в воде шельфа и газа грязевых вулканов побережья Восточного Сахалина и их связь с землетрясениями // Материалы международного научного симпозиума «Строение, геодинамика и металлогения Охотского региона и

прилегающих частей северо-западной Тихоокеанской плиты». - Южно-Сахалинск, 24-28 сентября 2002 г. - С. 264-266.

18. Обжиров А.И., Шакиров Р.Б. Сейсмотектонический контроль распределения метана в водных колонках Охотского моря // Материалы международного научного симпозиума «Строение, геодинамика и металлогения Охотского региона и прилегающих частей северо-западной Тихоокеанской плиты». - Южно-Сахалинск, 2002. - С. 269.

19. Shakirov R.B., Obzhirov A.I., Prisyazhnyuk A.V. Gasgeochemical research of mud volcanoes on Sakhalin Island // Abstracts of International conference: Climate drivers of the north. - Kiel, 2002. - P. 99.

20. Obzhirov A.I., Vereshchagina O.F., Shakirov R.B., Salyuk A., Suess E., Beybow N., Lobanov V. Methane distribution in the water column of the Okhotsk and Japan Seas // Abstracts of International conference: Climate drivers of the North. -Kiel, 2002.-P. 84.

21. Shakirov R., Obzhirov A., Suess E. Mud volcanic activity within the Okhotsk Sea // 7th International Conference Gas in Marine Sediments: Abstracts. -Baku, 2002.-P. 175.

22. Обжиров А.И., Шакиров Р.Б., Мишукова Г.И., Дружинин В.В., Лучшева Л.Н., Агеев А.А., Пестрикова Н.Л., Обжирова Н.П. Изучение газогеохимических полей в водной среде Охотского моря // Вестник ДВО РАН. - 2003. - №3. - С. 118-125.

23. Обжиров А.И. Шакиров Р.Б. Дружинин В.В. Агеев А.А. Газогеохимический метод поисков нефти и газа и перспективы нефтегазоносности Приморья // Генезис нефти и газа. - М.: Геос, 2003. - С. 228230.

24. Shakirov R., Obzhirov A., Suess Е., Salyuk A., Biebow N. Mud volcanoes and gas vents in the Okhotsk Sea area // Geo Mar. Letters. In print.

Отпечатано в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева

Подписано к печати 11.07.2003 Тираж 100 экз.

Формат 60*84/16 Заказ 35. Уч.-изд. л. 1.1

» 155 9 1 i

I I

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шакиров, Ренат Белалович

Введение.

Глава 1. Геолого-геофизическая изученность дна Охотского моря.

1.1. Краткая физико-географическая характеристика Охотского моря.

1.2. Геоморфология.

1.3. Глубинное строение.

1.4. Тектоника.

1.5. Геологическая характеристика фундамента.

1.6. Геологическая характеристика осадочного чехла.

1.7. Нефть, газ и газогидраты.

Глава 2. Фактический материал и методы исследования.

2.1. Фактический материал.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Отбор проб.

2.2.2. Дегазация проб воды.

2.2.3. Анализ газа.

2.2.4. Компьютерная обработка данных.

Глава 3. Фоновое и аномальные поля метана в Охотском море.

3.1. Изученность распределения метана в морской среде.

3.2. Изученность распределения метана в Охотском море.

3.3. Фоновое поле концентраций метана (ФПКМ) в Охотском море.

3.4. Аномальные поля концентраций метана (АПКМ) в Охотском море.

3.4.1. Северо-восточный шельф и склон о. Сахалин (Профиль 1).

3.4.2. Северо-восточный склон о. Сахалин (Профиль 2).

3.4.3. Северо-восточный шельф и склон о. Сахалин, впадина Дерюгина (Профиль 3).

3.4.4. Центральная часть Охотского моря (Профили 4 и 5).

3.4.5. Залив Терпения, юго-восточный склон о. Сахалин (Профиль 6).

3.4.6. Курильская котловина (Профиль 7).

3.5. Классификация аномальных полей метана в Охотском море.

3.5.1. Сквозные типы АПКМ.

3.5.2. Придонные типы АПКМ.

3.5.3. Глубинный тип АПКМ.

3.5.4. Промежуточный тип АПКМ.

3.5.5. Подповерхностные типы АПКМ.

3.5.6. Поверхностный тип АПКМ.

3.5.7. Комбинированые типы АПКМ.

3.6. Закономерности распределения АПКМ в толще вод Охотского моря.

Глава 4. Геолого-структурная характеристика участков с выходами метана в Охотском море и на о. Сахалин.

4.1. Изученность распространения выходов метана в Мировом океане.

4.2. Геолого-структурная характеристика участков с выходами метана в Охотском море и на о. Сахалин.

4.2.1. Северо-Сахалинский прогиб.

4.2.2. Дерюгинская котловина (факелы «Эрвин», «Гизелла» и др.).

4.2.3. Восточно-Дерюгинский грабен (участок «Баритовых Холмов»).

4.2.4. Пограничный прогиб.

4.2.5. Прогиб залива Терпения.

4.2.6. Анивский прогиб.

4.2.7. Курильская котловина.

4.2.8. Грязевые вулканы о. Сахалин.

4.3. Геолого-структурные факторы образования выходов метана в

Охотском море и на о. Сахалин.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Аномальные поля метана в Охотском море и их связь с геологическими структурами"

Известно, что Охотское море является одним из самых активных в северных широтах районом подводной разгрузки метана [Авдейко и др., 1984; Демина и др., 1989; Обжиров, 1993; Аникиев, Обжиров, 1993; Гинсбург, Соловьев, 1994]. Обнаруженные здесь высокие концентрации этого газа сигнализируют о наличии его аномальных полей, характер распределения и изменчивости которых в толще вод данного бассейна до сих пор остается мало исследованным.

Закономерности формирования фоновых и аномальных углеводородных газогеохимических полей хорошо изучены для условий суши. Знание этих закономерностей позволили разработать эффективные методы определения фоновых и аномальных полей концентраций газообразных углеводородных соединений, которые широко используются для прогнозирования и поисков залежей углеводородных полезных ископаемых [Соколов, 1971; Физико-химические., 1986; Старобинец и др., 1993]. Однако в доступной нам литературе не обнаружены работы, освещающие процессы формирования фоновых и аномальных полей метана в толще вод морских бассейнов. Вероятно, это обусловлено сложностью разделения фоновых и аномальных полей в условиях высоко подвижной водной среды, а также трудностями постановки систематических наблюдений в морских условиях. Таким образом, исследование распределения фонового и аномального полей метана в толще вод Охотского моря является важным направлением региональных газогеохимических исследований.

Обнаружение повышенных концентраций метана в водной толще окраинных морей, как правило, обусловлено активными подводными выходами данного газа [Авенариус, Обжиров, 1987; Lammers et al., 1995; Heggland, 1998; Hagen, Vogt, 1999; Vogt et al., 1999; Etiope et al., 2000; Lorenson et al., 2002]. Генетическая связь подводных выходов метана с залежами нефти и газа, скоплениями газогидратов, глубинными разломами, поверхностными разрывами и складками установлена для многих морей северо-западной части Тихого океана [Обжиров, Ильичев, Кулинич, 1985; Кулинич, Обжиров, 1985; Обжиров, 1989; Кулинич, Обжиров, 1993; Обжиров, Попова, 1986; Abrams, 1992; Hovland et al., 1994].

Целью исследования является выявление закономерностей распределения аномальных полей метана в Охотском море и изучение геолого-структурных факторов, определяющих его поступление в водную толщу.

Задачи исследования:

1. Анализ фактического материала с использованием Географической Информационной Системы (ГИС).

2. Обоснование подхода и расчет фоновых концентраций метана в водной толще Охотского моря.

3. Изучение распределения фонового (ФПКМ) и аномальных полей концентраций метана (АПКМ) в водной толще Охотского моря.

4. Классифицирование аномальных полей концентраций метана Охотского моря.

5. Изучение геолого-структурных особенностей участков выходов метана в Охотском море.

Научная новизна

- Впервые создана полная база данных по измерениям концентраций метана в водах Охотского моря за период 1984-2002 гг. с помощью ГИС. В нее включены сопутствующие данные CTD-наблюдений 1998-2002 гг., а также доступные материалы по геологии дна данного бассейна.

- Впервые предложена классификация вертикальных типов аномальных полей метана на примере Охотского моря.

Практическая значимость

Апробация работы

Материалы диссертационной работы были представлены на: Международной студенческой конференции стран АТР (Владивосток, 1999); Четвертой интернациональной конференции «Морская геология Азии» (Циндао, 1999); Ежегодном научном совещании по Северной Пацифике (Владивосток, 1999); VI Интернациональной конференции «Газ в морских осадках» (Санкт-Петербург, 2000); Международном симпозиуме «Сознание и Наука: взгляд в будущее» (Владивосток, 2000); V Международном симпозиуме Р студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2001); Российско-Китайском симпозиуме «Проблемы коммерциализации научных разработок», (Владивосток, 2001); Международной междисциплинарной конференции «Человек в прибрежной зоне: опыт веков» (Петропавловск-Камчатский, 2001); Международном симпозиуме «Климатические процессы Севера» (Киль, 2002); Международном научном симпозиуме «Строение, геодинамика и металлогения Охотского региона и прилегающих частей северо-западной Тихоокеанской плиты» (Южно-Сахалинск, 2002); VII Интернациональной конференции «Газ в морских осадках» (Баку, 2002); Международной конференции «Морская экология -2002» (Владивосток, 2002); Международной конференции «Нефть и Газ Арктического шельфа - 2002» (Мурманск, 2002).

Структура и объем диссертации

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Шакиров, Ренат Белалович

Основные результаты исследования:

1. Предложенная классификация распределения аномальных полей метана по вертикали позволила выявить закономерности их распределения в толще вод Охотского моря. При этом формирование промежуточных, подповерхностных и комбинированных вертикальных типов аномальных полей метана контролируется гидрологической структурой и динамикой вод моря.

2. Сквозные, придонные и, вероятно, глубинные аномальные поля метана непосредственно связаны с геологическими структурами, контролирующими углеводородные залежи. Аномальные поля с максимальными концентрациями метана (10000-20000 нл/л) формируются над участками с приповерхностными скоплениями газогидратов в осадках С-В склона о. Сахалин. Источником метана здесь являются скопления свободного газа в осадках ниже зоны стабильности газогидратов. Основными источниками метана на северовосточном, восточном и юго-восточном шельфе о. Сахалин являются нефтегазовые залежи и газоносные слои осадочных пород.

3. Строение фонового поля метана по вертикали вод Охотского моря определяется гидрологическими условиями бассейна. Максимум фоновых концентраций метана в интервале 50-200 м от поверхности совпадает с наиболее низкими температурами и скачком плотности в холодном промежуточном слое. Предложенная методика расчета фоновых концентраций метана позволяет выявить слабые возмущения фонового поля, вызванные дополнительными источниками, как правило, подводной эмиссией метана.

4. Анализ распределения аномалий метана на шельфе с восточной стороны мыса Терпения и геологического строения Пограничного прогиба показал, что дополнительными и возможно, более значимыми структурами по сравнению с разломами, и через которые происходит поступление метана в толщу вод на площади юго-восточного шельфа Сахалина, включая заливы Терпения и Анива, являются слои предположительно газоносных осадочных пород, выведенных на поверхность дна и «срезанных» в процессе волновой эрозии.

5. Проведенный анализ показывает, что позицию локальных долгоживущих подводных выходов метана в западной части Охотского моря и грязевых вулканов на о. Сахалин определяют узлы пересечений разнонаправленных разрывных нарушений, составляющих структурный план субмеридиональных разломных зон. Источник метана на северо-восточном борте впадины Дерюгина также контролируется пересечениями разнонаправленных разрывных нарушений. Крупные прогибы фундамента и ограничивающих их крупные разломы являются основными тектоническими факторами, обуславливающими места всех газопроявлений в районе исследований.

6. Созданная база табличных и картографических данных по Охотскому морю на основе технологии ГИС является гибким и многофункциональным инструментом для анализа результатов газогеохимических, геологических и др. исследований в Охотском море с возможностью ее постоянного совершенствования.

Заключение

Обобщая результаты, приведенные выше, можно сделать вывод, что аномальные поля метана Охотского моря закономерно отражают в толще вод процессы дегазации осадочных толщ, содержащих различные виды углеводородных залежей, а при наличии благоприятных геолого-структурных и геодинамических условий могут существовать длительное время.

Выполненное исследование показало, что наиболее общие свойства геохимического поля: непрерывность в пространстве и во времени, случайный и аддитивный характер [Старобинец и др., 1993] не в меньшей, а еще в большей степени проявляются при изучении полей рассеянного метана в динамически активной водной среде.

Контролирующая роль узлов пересечений разнонаправленных разломов в формировании как гидротермальных систем, так и мест эмиссии глубинных газов, например гелия, хорошо известна. Наше исследование дополняет эти сведения тем, что локальные выходы метана, являющегося во многих случаях основным газовым компонентом осадочных толщ, могут быть гораздо более распространенным явлением в окраинных морях. В крупных прогибах, контролирующих размещение различных видов углеводородных залежей в осадочных толщах в условиях континентальных окраин можно ожидать возникновение множества локальных выходов метана. При этом структурами, определяющими их позицию, возможно, наиболее часто будут узлы пересечений разломов.

Анализ распределения метана с помощью предложенной классификации можно использовать как метод для оценки влияние подводных выходов метана на газовый состав морской среды и, в конечном итоге^'для формирования представления о характере взаимодействия фонового и аномального полей метана в различных водных бассейнах. Выявленные закономерности формирования различных вертикальных типов аномальных полей с разным временем существования в толще вод можно использовать для решения ряда актуальных проблем — изучения климатических и геологических факторов глобального роста концентрации метана в атмосфере, его экологическим последствиям и оценке вклада в этот процесс Охотского моря.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Шакиров, Ренат Белалович, Владивосток

1. Авилов В.И. Разработка технических средств и методов газово-геохимических исследований в акваториях. М.: ИО им. П.П. Ширшова АН СССР, 1985.-52 с.

2. Алексейчик С.Н. Геологическое строение и газонефтеносность севернойчасти Сахалина // Тр. Всесоюз. нефт. научно-исследоват. геологоразведоч. института. 1959. - Вып. 135. - 233 с.

3. Аникиев В.В., Обжиров А.И. Влияние низкотемпературных гидротерм на газовый состав придонной воды в Охотском море // Океанология. 1993. - Т. 33. -№3. - С. 360-366.

4. Аргентов В.В., Жигулев В.В. и др. Опыт применения малоглубинной сейсморазведки для изучения строения Южно-Сахалинского грязевого вулкана // Тихоокеанская геология. 2001. - Т. 20. - № 5. - С. 3-11.

5. Астахова Н.В., Липкина М.И., Мельниченко Ю.И. Гидротермальная баритовая минерализация во впадине Дерюгина Охотского моря // Докл. АН СССР. 1987. - Т. 295. - С. 242-245.

6. Астахова Н.В., Обжиров А.И., Астахов А.С., Горбаренко С.А. Аутогенные карбонаты в зонах газовых аномалий окраинных морей востока Азии // Тихоокеанская геология. 1993. - №4. - С. 34-40.

7. Астахова Н.В., Нарнов Г.А., Якушева И.Н. Карбонат-баритовая минерализация во впадине Дерюгина (Охотское море) // Тихоокеанская геология. 1993. - № 3. - С. 37-42.

8. Атлас по океанографии Берингова, Охотского и Японского морей Электрон, ресурс. / И.Д. Ростов, Г.И. Юрасов, Н.И. Рудых и др. Электр, текст, дан. - Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2001. - Т. 3. - Версия 1.-1 опт. диск (CD-ROM).

9. Багиров В.И., Зубайраев СЛ., Царев В.П. Влияние геодинамической активности регионов на онтогенез залежей нефти и газа И Дегазация Земли и геотектоника. Тез. докладов 2 Всесоюзного совещания. М.: ГИ АН СССР, 1985.-С. 170-171.

10. Васильев Б.И., Путинцев В.К., Марковский Б.А. и др. Результаты драгирования дна Охотского моря // Сов. геология. 1984. - №12. - С. 100107.

11. Васильев Б.И., Сигова К.И., Обжиров А.И., Югов И.В. Геология и нефтегазоносность окраинных морей северо-западной части Тихого океана. Владивосток: Дальнаука, 2001. - С. 70-173.

12. Виноградов А.В. Введение в геохимию океана. М.: Наука, 1969.- С. 10-44.

13. Галимов Э.М. Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. М.: Недра, 1973.-С. 308-317.

14. Гальченко В.Ф. Бактериальный цикл метана в морских экосистемах // Природа. 1995. - №6. - С. 35-44.

15. Геодекян А.А., Удинцев Г.Б., Берсенев А.Ф., Троцкж В.Я. Геолого-геофизические и геохимические исследования в Охотском море // Советская геология. 1974. - С. 43-52.

16. Геодекян А.А., Троцкие В .Я., Верховская З.И. Углеводородные газы донных осадков Охотского моря // Докл. АН СССР. 1976. - Т. 226. - №6. - С. 14291432.

17. Геодекян А.А., Мирлин Е.Г., Троцюк В.Я. О возможных грязевулканических проявлениях в глубоководной котловине Охотского моря // Генетические предпосылки нефтегазоносности Мирового океана. Тр. ин-та. М.: ИО АН СССР им. П.П. Ширшова, 1979. - С. 90-97.

18. Геодекян А.А., Троцюк В.Я., Авилов В.И., Верховская З.И. Углеводородные газы // Химия вод океана. Под ред. O.K. Бордовского. М.: Океанология, 1979.-С. 164-176.

19. Геологический словарь. В двух томах. 2-е изд. - М: Недра, 1978. - Т.2. -С.365.

20. Геологическое строение и гидротермальные образования хребта Хуан-де-Фука. М.: Наука, 1990. - С. 52-56.

21. Геология СССР. Том XXXI11. Остров Сахалин / Гл. ред. Сидоренко А.В. -М.: Недра, 1970. С. 355-367.

22. Гидрометеорология и гидрохимия морей / Отв. ред. Терзиев Ф.С. Санкт-Петербург: Гидрометиздат, 1998. - 342 с.

23. Гинсбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. Л., 1994. -186 с.

24. Гнибиденко Г.С. Тектоника дна окраинных морей Дальнего Востока. М.: Наука, 1979. - 161 с.

25. Гнибиденко Г.С. Тектоника С-3 части Тихого Океана. М., 1983. - 117 с.

26. Горяинов И.Н., Казакова В.Е., Смекалов А.С. Проецирование на поверхность океана выходов подводных гидротерм // Отечественная геология. 1996. - №2. - С. 50-54.

27. Горяинов Н.И., Грамберг И.С. и др. О возможной зависимости глобального роста концентраций метана в тропосфере от числа слабых землетрясений // Геология и геофизика. 2000. - Т.41. - №8. - С.1187-1194.

28. Грецкая Е.В. Исходный нефтегазоматеринский потенциал органического вещества осадков (На примере впадин Охотского моря). Владивосток, 1990.- 111 с.

29. Грецкая Е.В., Ильев А.Я., Гнибиденко Г.С. Углеводородный потенциал осадочно-породных бассейнов Охотского моря. Южно-Сахалинск, 1992. -44 С.

30. Губкин И.М. Тектоника юго-восточного Кавказа в связи с нефтяным потенциалом региона // Л.-М., Грозный, Новосибирск, 1934. С.44.

31. Гурьева З.И., Шарков В.В. Изучение грязевых вулканов о. Сахалин с применением аэрофотосъемки // Тихоокеанская геология. 1987. - №4. - С. 58-65.

32. Дадашев Ф.Г., Гусейнов Р.А., Зыков Ю.С., Мурадов Ч.С. Углеводородные газы в водах Каспийского моря // Тез. докладов 8 Международного конгресса по органической геохимии. М., 1977. - Т. 2. - С. 42.

33. Демина Л.Л., Пашкина В.И., Давыдов М.П. Поведение металлов в иловых водах в районе выхода газового источника (северо-западный склон о. Парамушир, Охотское море) //Геохимия. 1989. - №6. - С.816-822.

34. Деркачев А.Н., Борман Г., Грайнерт Й., Можеровский А.В. Аутигенная карбонатная и баритовая минерализация в осадках впадины Дерюгина (Охотское море) // Литология и полезные ископаемые. 2000. - №6. - С. 568585.

35. Доронин Ю.П. Региональная океанография. Ленинград: Гидрометиздат, 1986. - 303 с.

36. Дэвис Д.С. Статистический анализ данных в геологии. Пер. с англ. В.А. Голубевой. Книга 1. М.: Недра, 1990. - 120 с.

37. Журавлев А.В. Особенности тектонического режима и складчато-блоковых деформаций в кайнозойских отложениях Охотоморского региона // Тихоокеанская геология. 1984. - №3. - С. 16-25.

38. Затоков В.Н., Мельников О.А., Федорченко В.И. Извержение ЮжноСахалинского грязевого вулкана // Геология и геофизика. 1982. - №2. -С.127-130.

39. Захарков С.П., Бибоу Н., Обжиров А.И. Распределение метана и первичной продукции в водной толще Охотского моря // Международный симпозиум сознание и наука: Тез. докл. Владивосток, 2000. - С. 76-86.

40. Зоненшаин Л.П., Мурдмаа И.О., Баранов Б.В. и др. Подводный газовый источник в Охотском море к западу от острова Парамушир // Океанология. 1987. - Вып. 5. - С. 795-800.

41. Зубова М.А. Гидраты природных газов в недрах Мирового океана. М: ВИЭМС, 1988.-С. 21-35.

42. Зуенко Ю.И., Юрасов Ю.И. Структура прибрежных вод Охотского моря // Гидрология и Метеорология. 1997. - №3. - С.32-37.

43. Иванов М.В., Леин А.Ю., Гальченко В.Ф. Глобальный метановый цикл в океане И Геохимия. 1992. - №7. - С. 1035-1043.

44. Карп Б.Я., Бессонова Е.А. Сейсмичность районов Охотского и Японского морей. Строение фундамента дна Охотского моря / Б.Я. Карп, Е.А. Бессонова // Геология и полезные ископаемые шельфов России. Глав. ред. М.Н. Алексеев. М.: ГЕОС, 2002. - С. 320-323.

45. Карта локальных структур Охотского и Японского морей. Минтопэнерго РСФСР, АООТ «Сахморнефтегаз». Масштаб 1:2000000. Исполнитель: трест «Дальморнефтегеофизика». 1995 г.

46. Кириллова Г.Л., Изосов Л.А., Леликов Е.П. и др. Перспективы нефтегазоносности Япономорской провинции / Г.П. Кириллова и др. // Геология и полезные ископаемые шельфов России. Глав. ред. М.Н. Алексеев. -М.: ГЕОС, 2002. С. 123-128.

47. Корнев О.С., Неверов Ю.Л., Остапенко В.Ф. и др. Результаты геологического драгирования в Охотском море на НИС «Пегас» (21-й рейс) // Геологическое строение Охотоморского региона. Владивосток, 1982. - С. 36-51.

48. Куделькин В.В., Савицкий В.О., Карпей Т.И., Болдырева В.П. Структура и эволюция осадочного чехла присахалинского обрамления Южно-Охотской котловины // Тихоокеанская геология. 1986. - №4. - С. 3-13.

49. Кулинич Р.Г., Обжиров А.И. О структуре и современной активности зоны сочленения шельфа Сунда и котловины Южно-Китайского моря // Тихоокеанская геология. 1985. - № 3. - С. 102-106.

50. Кулинич Р.Г., Обжиров А.И. Барит-карбонатная минерализация, аномалии метана и геофизические поля во впадине Дерюгина (Охотское море) // Тихоокеанская геология. В печати.

51. Кучин Е.С. Об основных вопросах эндогенного рудообразования // Отечественная геология. 2001. - №1. - С.20-30.

52. Лаврушин В.Ю., Поляк Б.Г., и др. Источники вещества в продуктах грязевого вулканизма (по изотопным, гидрохимическим и геологическим данным) //Литология и полезные ископаемые. 1996. - №6. - С. 625-647.

53. Леин А.Ю., Гальченко В.Ф., Покровский Б.Г. и др. Морские карбонатные конкреции как результат процессов микробного окисления газогидратного метана в Охотском море // Геохимия. 1989. - № 10. - С. 1396-1406.

54. Леин А.Ю., Сагалевич А.М. Курильщики поля Рейнбоу район масштабного абиогенного синтеза метана // Природа. - 2000. - №8. - С. 44

55. Леликов Е.П. Метаморфические комплексы окраинных морей Тихого океана. Владивосток, 1992. - С. 93-115.

56. Леликов Е.П., Маляренко А.Н. Гранитоидный магматизм окраинных морей Тихого океана. Владивосток: Дальнаука, 1994. - 268 с.

57. Леликов Е.П., Емельянова Т.А. Строение фундамента дна Охотского моря / Е.П. Леликов, Е.А. Емельянова // Геология и полезные ископаемые шельфов России. Глав. ред. М.Н. Алексеев. -М.: ГЕОС, 2002. С. 314-320.

58. Леонов А.К. Региональная океанография. Л: Гидрометиздат, 1960. - 165 с.

59. Марков М.С., Аверьянова В.Н., Карташев И.П. и др. Мезо-кайнозойская история и строение земной коры Охотоморского региона. М.: Наука, 1967. - 224 С.

60. Мельников О.А., Ильев А.Я. О новых проявлениях грязевого вулканизма на Сахалине // Тихоокеанская геология. 1989. - №3. - С. 42-48.

61. Мельников О.А., Сабиров Р.Н. Новые данные о современном состоянии и былой активности газоводогрязевого вулкана (о. Сахалин) // М.: Тихоокеанская геология. 1999. - Т. 18. - №3. - С. 37-46.

62. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря. М.: Наука, 1966. - 65 с.

63. Мурадов Ч.С. Углеводородные газы в водах Каспийского моря и их поисковое значение. Автореферат канд. геол. минерал, наук. - Баку, 1985. -24 С.

64. Намиот А.Ю. Растворимость газов в воде. М.: Недра, 1991. - 167 с.

65. Немировская И.А. Углеводороды воды, взвеси и донных осадков Охотского моря (распределение, формы, миграции, генезис) // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 172-179.

66. Обжиров А. И., Ильичев В.И., Кулинич Р.Г. Аномалия природных газов в придонной воде Южно-Китайского моря // Доклады академии наук СССР. Геохимия. 1985. - Т. 281. -№ 5. - С. 1206-1209.

67. Обжиров А.И., Попова Г.В. Газовые и гидрохимические параметры водной толщи желоба Тонга // Океанология. 1986. - Т. 26. - Вып. 1. - С. 78-82.

68. Обжиров А.И., Казанский Б.А., Мельниченко Ю.И. Эффект звукорассеивания придонной воды в краевых частях Охотского моря // Тихоокеанская геология. 1989. - № 2. - С. 119-120.

69. Обжиров А.И., Советникова Л.Н. Исследования донных осадков и придонных вод северной части Охотского моря // Тихоокеанская геология. -1992.-№4.-С. 132-135.

70. Обжиров А.И. Газогеохимические поля придонного слоя морей и океанов. -М.: Наука, 1993. 139 С.

71. Обжиров А.И. Газогеохимические поля и прогноз нефтегазоносности морских акваторий: Дисс.д-ра геол.-минерал, наук. Владивосток, 1996. -266 С.

72. Обжиров А.И., Астахов А.С., Астахова Н.В. Генезис и условия формирования аутогенных карбонатов в четвертичном осадочном чехле района Сахалино-Дерюгинской газовой аномалии (Охотское море) // Океанология. 2000. - Т. 40. - №2. - С. 280-288.

73. Обжиров А.И. Сезонные поступления метана с поверхности Охотского моря в атмосферу // Материалы конф. «Геологическое и горное образование, геология нефти и газа». Томск, 2001. - С. 193-197.

74. Обжиров А.И. Природные газы и газогеохимические поля Охотского моря // Геология и полезные ископаемые шельфов России / Глав. ред. М.Н. Алексеев. М.: ГЕОС, 2002. - С. 114-122.

75. Обзорная карта сахалинской нефтегазоносной области. Масштаб 1:500000. Составитель: Харахинов В.В. Оха: СахНИПИнефтегаз, 1983 г.

76. Обзорная карта. Шельф северо-восточного Сахалина. Масштаб 1:200000. 1987 г.

77. Оборин А.А., Стадник Е.В. Нефтегазопоисковая микробиология. -Екатеринбург, 2001. С. 56-66, 213.

78. Объяснительная записка к тектонической карте Охотоморского региона / Отв. Ред. Н.А. Богданов, В.Е. Хаин. Москва, 2000. - 193 с.

79. Океанология. Химия вод океана / Гл. ред. Монин А.С. М.: Наука, 1979. - Т. 1.-С. 133-164.

80. Основы теории геохимических полей углеводородных скоплений / Под. ред. А.В. Петухова и И.С Старобинца. М., 1993. - 327 с.

81. Отчет по гелиевой съемке объектов ЯТЦ: Отчет о НИР / Мингео СССР, ВИМС. 1988. - С. 1-18.

82. Пинчот Г.Б. Морское фермерство // Наука об океане. М.: Прогресс, 1981. -С. 295-308.

83. Поплавская Л.Н., Оскорбин Л.С. Сейсмическая активность земной коры шельфовых зон Охотского моря // Сейсмическое районирование Курильских островов, Приморья и Приамурья. Сб. трудов,- 1977. С. 120127.

84. Проблемы морфотектоники западно-тихоокеанской переходной зоны / Отв. ред. к.г.н. Б.А. Казанский. Владивосток: Дальнаука, 2001. - 188 С.

85. Пропп Л.Н., Обжиров А.И., Пропп М.В. Газовые и гидрохимические аномалии в придонном слое воды в зоне активного вулканизма (залив Пленти, Новая Зеландия) // Океанология. 1992. - Т. 32. - № 4. - С. 680 -687.

86. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига. / Под ред. Н.А. Логачева. -Новосибирск: Наука, 1991. 262 с.

87. Рождественский B.C. Роль сдвигов в структуре Сахалина // Геотектоника. -1982,-№4.-С. 99-110.

88. Рождественский B.C. Структурные взаимоотношения неогеновых и четвертичных образований, активные разломы и сейсмичность на южном Сахалине // Тихоокеанская геология. 1999. - Т. 18. - №6. - С. 59-70.

89. Сапожников В.В., Грузевич А.К., Аржанова Н.В. и др. Основные закономерности пространственного распределения органических и неорганических соединений биогенных элементов в Охотском море // Океанология. 1999. - Т. 39. - №2. - С. 221-227.

90. Сваричевский А.С. Рельеф дна Охотского моря // Проблемыморфотектоники западно-тихоокеанской переходной зоны / Под ред. Б.А.

91. Казанского. Владивосток: Дальнаука, 20(jU. - С.82-98.

92. Сирык И.М. Нефтегазоносность восточных склонов Западно-Сахалинских гор. М.: Наука, 1968. - С. 8-14.

93. Снеговской С.С. Особенности осадконакопления и формирования шельфа юго-восточного Сахалина // Геодинамика тектоносферы зоны сочленения Тихого океана с Евразией. Южно-Сахалинск, 1997. - Т. 4. - С. 79-89.

94. Соколов В.А. Геохимия природных газов. М.: Недра, 1971. С. 293-320.

95. Сорокин Ю.И. Первичная продукция в Охотском море // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря / М.: Изд-во ВНИРО, 1997. С. 103-111.

96. Соснин В.А., Тищенко П.Я., Бибоу Н. Диапикническое проникновение шельфовых вод вдоль континентального склона о. Сахалин // Метеорология и Гидрология. 2002. - №5. - С.51-58.

97. Страхов Н.М. «Принцип соответствия» Л. А Зенкевича и его значение для теории океанского осадкообразования // Литология и полезные ископаемые. 1978.-№4.-С. 124-132.

98. Строение дна Охотского моря / Отв. редакторы В.В. Белоусов, Г.Б.Удинцев. М.: Наука, 1981. - 176 с.

99. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация как причина аномально высокой биогенной седиментации // Материалы к 1-му Всероссийскому л отологическому совещанию «Проблемы литологии, геохимии и рудогенеза осадочного процесса». М., 2000. - Т. 2. - С.275-280.

100. Удинцев Г.Б. Геоморфологическая карта дна Охотского моря // Тр. ин-та океанологии АН СССР. 1957. - Т. 44.

101. Физико-химические основы прямых поисков залежей нефти и газа / Кузнецов О.Л., Петухов А.В., Зорькин Л.М. и др.; под ред. Е.В. Каруса. -М.: Недра, 1986. С. 247-317.

102. Харахинов В.В. Тектоника Охотоморской нефтегазоносной провинции: Дисс. . д-ра геол. минерал, наук. Оха-на-Сахалине, 1998. - 77 с.

103. Холодов B.H. О природе грязевых вулканов // Природа. 2001. - № 11. -С. 47-58.

104. Чахмачев А.В., Сузуки М., Чахмачев В.А. Геохимия нефтей кремнистых отложений кайнозоя бассейнов Тихоокеанского пояса (на примере нефтегазоносных бассейнов России, Японии и США) // Геохимия. 1998. -№6. - С. 576-588.

105. Чернышевская З.А. О грязевых вулканах в южной части Сахалина // Сообщения СахКНИИ. Ю-Сахалинск, 1958. - Вып. 6. - С. 118-129.

106. Черткова JI.B. Геохимические исследования газов донных отложений Черного и Каспийского морей: Автореф. .канд. диссер. М., 1973. - 24 с.

107. Юрочко А.И., Кузнецова JI.B. Первичные коллекторы нефти, их особенности и схема классификации // Тихоокеанская геология. 1984. - С. 79-83.

108. Якубов А.А., Б.В. Григорьянц, А.А. Алиев и др. Грязевой вулканизм Советского Союза и его связь с нефтегазоносностью. Баку: Изд-во Элм, 1980. - 165 с.

109. Abrams М. Geophysical and geochemical evidence for subsurface hydrocarbon leakage in the Bering Sea, Alaska // Marine and Petrol. Geology. 1992. - V. 9. №2.-P. 208-221.

110. Bange H.W., Ramesh R., Rapsomanikis S. et al. Methane in surface waters of the Arabian Sea. // Geophysical Research Letters. 1998. - V. 25. - P. 3547-3550.

111. Baranov B.V., Karp B.Ya., Wong H.K. Areas of gas seepage // KOMEX Cruise Report I RV Professor Gagarinsky, Cruise 22. GEOMAR Report 82 INESSA. Kiel, 1999. - P. 45-52.

112. Baranov B.V., Dozorova K., Karp B. Tectonics of the Okhotsk Sea: extension vs compression // KOMEX Cruise Report V. RV Professor Gagarinsky, Cruise 26. GEOMAR Report 88. Kiel, 2000. - P. 67-80.

113. Baranov В., Кагр В., Karnaukh V. Western Okhotsk Sea: multifarious tectonic structure // Geomar Report 105 SERENADE. RV Professor Gagarinsky, Cruise 32.-Kiel, 2002.-P. 32-40.

114. Baranov B.V., Werner R., Hoernle K.A., Tsoy I.B. et al. Evidence for compressionally induced high subsidence rates in the Kurile Basin (Okhotsk Sea) // Tectonophysics. 2002. - V. 350. - P. 63- 97.

115. Baraza J., Ercilla G., Nelson C.H. Potential geologic hazards on the eastern Gulf of Cadiz slope (SW Spain) // Marine Geology. 1999. - V. 155. - P. 191215.

116. Biebow N. and Huetten E. (eds.) KOMEX Cruise Reports I & II RV Professor Gagarinsky, Cruise 22, RV Akademik M.A. Lavrentyev, Cruise 28. GEOMAR Report 82 INESSA. Kiel, 1999. - 188 pp and 85 Appendix.

117. Biebow N. Ludmann Т., Karp B. & Kulinich R. Cruise Report 88: KOMEX V and KOMEX VI, R/V Professor Gagarinsky cruise 26 and M/V Marshal Gelovany cruise 1. Kiel, 2000. - 296 pp.

118. Blair N. The 8,3C of biogenic methane in marine sediments: the influence of Corg. deposition rate // Chemical Geology. 1998. - V. 152. - P. 139-150.

119. Bohrmann G., Chin C., Petersen S. et al. Hydrothermal activity at Hook Ridge in the Central Bransfield Basin, Antarctica // Geo-Marine Letters. 1998. - №. 18.-P. 277-284.

120. Buffett B.A., Zatsepina O.Y. Methastability of GasHydrate // Geoph. Research Letters. 1999. - V. 26. - №19. - P. 2981-2984.

121. Bussman I., Suess E. Ground water seepage in Eckernford Bay (western Baltic Sea): Effect on methane and salinity distribution of the water column // Continental shelf research. 1998. - V. 18. - P. 1795-1806.

122. Callender W.R., Powell E.N. Why did ancient chemosynthetic seep and vent assemblages occurs in shallower water than they today? // Int. Jorn. Earth Sciences. 1999. - V. 88. - P. 377-391.

123. Cave R., German C., Thomson J., Nesbitt R. Fluxes to sediments underlying the Rainbow hydro thermal plume at 36°14Ъ1 on the Mid-Atlantic Ridge // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. - V. 66. - № 11. - P. 1905-1923.

124. Cramer В., Poelchau H., Gerling P., Lopatin N., Littke R. Methane released from groundwater: the source of natural gas accumulations in northern West Siberia // Marine and Petroleum Geology. 1999. - V. 16 - P. 225-244.

125. Cynar F.J., Yayanos A.A. The distribution of methane in upper waters of the Southern California Bight // Journal of Geophysical Research. 1992. - V. 97. -№. 7.-P. 11,269-11,285.

126. Dafher E., Obzhirov A., Vereshchagina O. Distribution of methane in waters of the Okhotsk and western Bering Seas, and the area of the Kuril Island // Hydrobilogia. 1998. - V. 362. - P. 93-101.

127. Dlugokencky E.J., Walter B.P., Masarie K.A., Lang P.M., Kasischke E.S. Measurements of an anomalous global methane increase duribg 1998 // Geophys. Research Letters. 2001. - V. 28. - №3. - P. 499-502.

128. Elverta M., Suess E., Greinert J., Whiticar M.J. Archaea mediating anaerobic methane oxidation in deep-sea sediments at cold seeps of the eastern Aleutian subduction zone // Organic Geochemistry. 2000. - V. 31 - № 11. - P. 11751187.

129. Etiope G., Italiano F., Fuda L., Favali P. et al. Deep Submarine Gas Vents in the Aeolian Offshore // Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans & Atmosphere. 2000. - V. 25 (1). - P. 25-28.

130. Etiope G. Methane emission from the mud volcanoes of Sicily (Italy) // Geophysical Research Letters. 2002. - V. 29. - № 8. - Doi: 10/1029-2001. - P. 56-1 - 56-2.

131. Field M.E., Jennings A.E. Seafloor gas seeps triggered by a northern California earthquake //Mar. Geol. 1987. - V. 77. -№ 1. - P. 39-51.

132. Gardner J.M., Shor A.N., Jung W.Y. Acoustic imagery evidence for methane hydrates in the Ulleung Basin // Marine geophysical researches. 1998. - V. 20. -P. 495-503.

133. Gas hydrates // Proceedings of the Ocean Drilling Program. Scientific results. Sites 679 688. Peru Continental Margin. Edited by W.E. Dean et al. - 1986. - V. 112.-P. 523-526.

134. Ginsburg G. D., Milkov A. V., Soloviev V. A. et al. Gas hydrate accumulation at the Haakon Mosby Mud Volcano // Geo-Marine Letters. 1999. - № 19. - P. 57-67.

135. Gnibidenko H.S. The rift system of Okhotsk Sea // Proceeding of the first international Conference on Asian Marine Geology. Beijing, 1990. - P. 73-81

136. Hagen R.A., Vogt P.R. Seasonal variability of shallow biogenic gas in Chesapeake Bay//Marine Geology. 1999. - V. 158. - P. 75-88.

137. Heeschen K.U., Trehu A.M., Collier R.W. et al. Distribution and heihtg of methane bubble plume on the Cascadia margin characterized by acoustic imaging // Geophysical Research Letters. 2003. - V. 30. - № 12. - P. 1643-1646.

138. Heggland R. Gas seepage is an indicator of deeper prospective reservoirs. A study based on exploration 3D seismic data // Marine and petroleum geology. -1998.-V. 15.-P. 1-9.

139. Hovland M., Croker P.F., Martin M. Fault associated seabed mounds (carbonate knolls?) off western Ireland and north-west Australia // Marine and Petroleum Geology. - 1994. - V. 11. - № 2. - P. 232-246.

140. Hovland M. Are the commercial deposits of methane hydrates in ocean sediments? // Methane hydrates: resources in the near future? / JNOC-TRC. Japan, 1998.-P. 17-21.

141. Jackett A.W. Use of hydrocarbons siffing in offshore exploration // Geochem. Explor. 1977. - V.7. - P. 243-254.

142. Jayakumar D.A., Naqvi S.W., Narvekar P.V., George M.D. Methane in coastal and offshore waters of the Arabian Sea // Marine Chemistry. V. 74. - 2001. - P. 1-13.

143. Jones R. D. Carbon monoxide and methane distribution and consuption the photic zone of the Sargasso Sea // Deep-Sea Research. 1991. - V. 38. - №6. - P. 625-635.

144. Kopf A. J. Significance of mud volcanism // Rev. Geophys. 2002. - V. 40(2).- doi: 10.1029/2000RG000093. P. 2-1 -2-52.

145. Kvenvolden K.A., Kastner M. Gas hydrates of the Peruvian outer continental margin // Proceedings of the Ocean Drilling Program. Scientific results. Sites 679- 688. Peru Continental Margin. Edited by Dean W.E. et al. 1986. - V. 112. - P. 517-526.

146. Kvenvolden K.A. Methane hydrate a major reservoir of carbon in the shallow geosphere // Chem. Geol. - 1988. - V. 71. - P. 41-51.

147. Kvenvolden K.A. A primer on the geological occurrence of gas hydrate // Gas Hydrates: Relevance to World Margin stability and Climate Change / Henriet J. P. and Mienert J. (eds). London: Geological Society, 1998. - P. 9-30, 137.

148. Lammers S., Suess E., Mansurov M.N., Anikiev V.V. Variations of atmospheric methane supply from the Sea of Okhotsk induced by seasonal ice cover // Global biogeochemical cycle. 1995. - V. 9. - №3. - P. 351-358.

149. Lorenson T. D., Kvenvolden K. A., Hostettler F. D. Hydrocarbon geochemistry of cold seeps in the Monterey Bay // Marine Geology. 2002. - V. 181. - P. 285304.

150. Luckge A., Kastner M., Littke R., Cramer B. Hydrocarbon gas in the Costa Rica subduction zone: primary composition and post-genetic alteration // Organic• Geochemistry. 2002. - № 33. - P. 933-943.

151. Luedmann Th., Baranov В., Karp B. Geomar Report 105 SERENADE. RV Professor Gagarinsky, Cruise 32. Kiel, 2002. - 42 p.

152. Max M. D., Dillon W. P., Nishimura C., Hurdle B. G. Sea-floor methane blowout and global firestorm at the K+T boundary // Geo-Marine Letters. 1999. - № 18.-P. 285-291.

153. Mienert J., Posewang J. Evidence of shallow- and deep-water gas hydrate destabilizations in North Atlantic polar continental margin sediments // Geo-Marine Letters. 1999. - № 19. - P. 143 - 149.

154. Milkov A.V. Worldwide distribution of submarine mud volcanoes and associated gas hydrates // Marine Geology. 2000. - V. 167. - P. 29-42.

155. Nelson C.H., Thor D.R., Sandstrom M.V., Kvenvolden K.A. Modern biogenic gas-generated craters (sea-floor 'pockmarks') on the Bering Shelf, Alyaska // Geol. Soc. Amer. Bull. 1979. -V. 90 (1). - P. 1144-1152.

156. Nurnberg D., Baranov В., Karp B. Geomar Report 60, RV Akademik M.A. Lavrentiev Cruise 27, Cruise Report Gregory. Kiel, 1997. - 188 p.

157. Obzhirov A.I. Gasgeochemical manifestation of gashydrates in the sea of Okhotsk // Alaska Geology. 1992. - V.21. - P. 1-7.

158. Proceedings of the Ocean Drilling Program. Scientific results. Part 2. Japan Sea. 1989. - V. 127/128.-P. 1138-1141.

159. Rehder G., Keir R.S., Suess E., РоЫтап Th. The multiple sources and patterns of methane in North Sea waters // Aquatic Geochemistry, Kluwer Academic

160. Publishers. V. 4. - 1998. - P. 403-427.

161. Rehder G., Keir R.S., Suess E and Rhein M. Methane in the northern Atlantic controlled by microbial oxidation and atmospheric history // Geophysical Research Letters. 1999. - V. 26. - № 5. - P. 587-590.

162. Rehder G., Suess E. Methane and pC02 in the Kuroshio and the South China Sea during maximum summer surface temperatures // Marine Chemistry. V. 75. -2001.-P. 89-108.

163. Robert J., Rosenbauer A., Daniel L. et al. Southward current off east coast of Sakhalin in the Sea of Okhotsk observed from 1998 to 2000 // The 16-th International Simposium on Okhotsk Sea and Sea ice: Abstracts. Mombetsu, 2001.-P. 198-205.

164. Sarano F., Murphy R.C., Houghton B.F., Hedenquist J.W. Preliminary observations of submarine geothermal activity in the vicinity of the White Island

165. Volcano, Taupo volcanic zone, New Zeland // J. Roy. Soc. N.Z. 1989. - V. 19. -№4.-P. 449-459.

166. Sasaki M., Endo N. et al. Dissociation of Methane Hydrate in the Sea of Okhotsk-Survey of dissolved Methane Concentration in Sea Water and Sea Ice // The 16-th International Simposium on Okhotsk Sea and Sea ice: Abstracts. -Mombetsu, 2001.-P. 191-194.

167. Savostin L.A., Zonenshain L.P., Baranov B.V. Geology and plate tectonics of the Sea of Okhotsk // In Hilde, T.W.C. Uyeda, S. (eds.), Geodinamics of the Western Pacific-Indonesian Region. Geodinamic Series AGU. 1983. - P. 189222.

168. Schubert C. J., D. Nurnberg, N. Scheele et al. 13C isotope depletion in ikaite crystals: evidence for methane release from the Siberian shelves? // Geo-Marine Letters. 1997. -№ 17. - P. 169-174.

169. Suess E, Bohrmann G., Von Huene R., Linke P., Wallmann K., Lammers S., Sahling H., Winkler G., Lutz R.A, Orange D. Fluid venting in the eastern• Aleutian subduction zone // J. Geophys. Res. 1998. - V. 103 (B2). - P. 25972614.

170. Suess E. Fluid venting and barite-carbonate-mineralization in the Derugin Basin // Cruise Reports: KOMEX I and II RV Professor Gagarinsky Cruise 22 and RV «Akademik M. A. Lavrentyev» Cruise 28. GEOMAR Report 82. 1999. -P. 132-134.

171. Trehu A.M., Torres M.E., Moore G.F. et al. Temporal and spatial evolution of a gas hydrate-bearing acretionary ridge on the Oregon continental margin // Geology. 1999. - V. 27. - № 10. - P. 939-942.n,

172. Tsunogai U., Ishibashi J., Wakita H., Gamo T. Methane-rich plumes in the Suruga Trough (Japan) and their carbon isotopic characterization // Earth and Planetary Science Letters. 1998. - V. 160. - P. 97-105.

173. Tsurushima N., Nojiri Y., Imai K. et al. Surface methane production in the open ocean and its seasonal variation // Ocean Sciences Meet. Suppl.: Abstract. -2002. Eos. Trans. AGU. 83(4). - Abstract OS11B-23.

174. Ulrich von Rad, Heinrich Rosh et al. Authigenic carbonates derived from oxidized methane vented from the Makran accretionary prism of Pakistan // Marine Geology. 1996. - V. 136. - P. 55-57.

175. Vogt P. R., Gardner J., Crane K. The Norwegian Barents Svalbard (NBS) continental margin: Introducing a natural laboratory of mass wasting, hydrates,and ascent of sediment, pore water, and methane // Geo-Marine Letters. 1999. 1. V19.-P. 2-21.

176. Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange over the Ocean // Journal of Geoph. Research. 1992. - V. 97. - № C5. - P. 7373-7382.

177. Wiesenburg D. A., Guinasso N. L. Equilibrium solubilities of methane, carbon monoxide and hydrogen in water and sea water // Journal of chemical and engineering data. 1979. - V. 24. - № 4. - P. 356-360.

178. Yamamoto S., Alcauskas J. В., Crozier Т. E. Solubility of methane in distilled water and sea water // Journal of chemical and engineering data. 1976. - V. 21. №1.-P. 78-80.

179. Yoshida J. Origin of gases and chemical equilibrium among them in steams from Matukava geothermal area, NorthEarst Japan // Geochemistry 1989. -№18.-P. 195-202.

180. Yun J. W., Orange D. L., Field M. E. Subsurface gas offshore of northern California and its link to submarine geomorphology // Marine geology. 1997. -V. 154.-P. 357-367.

Информация о работе

Шакиров, Ренат Белалович
кандидата геолого-минералогических наук
Владивосток, 2003
ВАК 25.00.28

Диссертация

Аномальные поля метана в Охотском море и их связь с геологическими структурами - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы