Антарктида

Протокол об охране окружающей среды Антарктики, вступивший в силу в 1999 году, накладывает 50-летний мораторий на работы, напрямую связанные с поисками, разведкой и добычей полезных ископаемых, однако не запрещает проведения научных геологогеофизических исследований. Такие исследования интенсивно проводятся многими государствами участниками Договора об Антарктике. Несмотря на значительное сокращение в последние годы государственного финансирования, выделяемого для проведения работ в Антарктике, пока удается отстоять приоритет России в геологическом изучении региона и сохранить позиции, завоеванные в течение почти полувековой истории отечественных геологогеофизических исследований, выполняемых силами организаций МПР России (ранее – Мингео СССР), в том числе и ФГУ НПП ПМГРЭ. В значительной степени это обусловлено богатейшим опытом работ Министерства и отлаженными организационно-хозяйственными связями с Российской (ранее – Советской) антарктической экспедицией, в составе и под флагом которой осуществляется вся национальная деятельность в районе Договора об Антарктике. По характеру проводимых работ исторически сложились два главные направления – геологогеофизические исследования и аэросъемочные работы наземного базирования, и морские исследования в прилегающих к Антарктиде акваториях. В последнее десятилетие открылись новые направления – геофизические исследования подледникового озера Восток в Центральной Антарктиде, а также экологические и природоохранные работы.

Морские сейсмические исследования

Морские сейсмические исследования в окраинных морях Антарктиды занимают важное место в изучении строения ледового континента.

Впервые в Антарктиде сейсмические работы были выполнены Антарктической геофизической партией ПМГРЭ в составе 26 САЭ в 1980-1981 годах и с тех пор проводятся почти ежегодно по настоящее время (за исключением 38-й Советской и 42-й Российской Антарктических экспедиций).

Основными видами работ были и остаются исследования методом общей глубинной точки отраженных волн (МОГТ) и отстрел годографов методом преломленных волн (МПВ). Эти методы позволяют определить основные свойства изучаемой среды, а именно мощность осадочного чехла, характер фундамента и глубины его залегания, скоростные параметры среды; по результатам проведенных работ можно делать выводы о перспективности того или иного района на полезные ископаемые.

За время проведения работ менялись суда и техника работ. Работы в составе с 26 САЭ по 36 САЭ проводились с арендованных судов (д/э "Капитан Марков", д/э "Василий Федосеев", д/э "Капитан Мышевский", д/э "Капитан Готский", д/э "Витус Беринг", д/э "Владимир Арсеньев", д/э "Наварин"). Суда менялись ежегодно, оборудование для проведения работ размещалось в морских 20-футовых контейнерах и переносилось с одного судна на другое. Основной задачей экспедиционного судна являлось обеспечение береговых баз и станций всем необходимым, а в промежутках выполнения этих задач делались сейсмические работы. Ввиду того, что времени было очень мало, а работ по обеспечению очень много, объемы выполняемых исследований были незначительные.

Так продолжалось до 1991 года, когда в распоряжение ПМГРЭ поступило экспедиционное специально оборудованное судно "Академик Александр Карпинский". С его приходом резко увеличились объемы исследований.

За время работ в Антарктиде менялось техническое оснащение. Начиналось все с цифрового комплекса ССЦ-3, Град, НМЛ-67; на смену ему пришел комплекс "Прогресс-2", ЕС-5017.02 (это оборудование устанавливалось в контейнерах на арендованных судах). НИС "Академик Александр Карпинский" был уже стационарно оборудован комплексом ГАК-120, НМЛ. В 2002 на судне была установлена морская регистрирующая система MSX-6000 производства INPUT/OUTPUT Inc. (США). Менялось и приемное устройство - пьезосейсмографная коса. С 2002 года на НИС "Академик Александр Карпинский" установлена цифровая коса MSX6000М (INPUT/OUTPUT Inc.). При использовании старых систем информация регистрировалась в цифровом виде сначала на магнитные ленты, затем на ленты стримера EXABYTE, в настоящее время используется запись данных на ленты IBM 3590 Magstar регистрирующим комплексом MSX-6000, после чего данные для хранения переписываются на компакт-диски с помощью IBM-PC. В качестве излучателей сейсмических волн вначале использовались пневмоисточники ПИ-1В, позднее пневмоисточники 6ПИ20, а сейчас возбуждение упругих колебаний осуществляется с помощью двух линий источников SG-IIB фирмы INPUT/OUTPUT Inc.

За прошедшие годы изучено геологическое строение таких окраинных морей Антарктиды, как море Уэделла, море Содружества, море Рисер-Ларсена, море Космонавтов и море Дейвиса.

Подробные сведения о морских сейсмических исследованиях в Антарктиде представлены в базах данных "Antarctic" и "Antarctic-47”.

Наземные исследования

Станция Восток является единственной научной внутриконтинентальной станцией России, расположенной в центральном районе Восточной Антарктиды в районе полюса холода нашей планеты (минимальная температура -86.3°C) на высоте 3488 м над уровнем моря. Ее координаты: 78° 28’ ю.ш., 106° 48’ в.д. Ближайшее расстояние до побережья составляет 1260 км, до станции Мирный - 1420 км, до Южного полюса - 1253 км. Район работ относится к зоне развития обширного Восточно-Антарктического ледникового щита мощностью около 3750 м, со скоростью растекания около 3 м в год. В нем содержится 75% всего объема антарктического льда.

В результате обработки материалов спутниковой альтиметрии в начале 90-х годов было высказано предположение о наличие огромного по размерам подледникового озера. Оно получило название "Озеро Восток". Его площадь составляет приблизительно 10000 кв. км. при длине около 240 км и ширине около 50 км. Мощность ледового покрова над озером изменяется от 3700 до 4200 метров. В районе станции Восток она составляет 3750 метров. Максимальная толщина водного слоя оценивается в 700 метров.

На станции Восток расположена уникальная сверхглубокая ледовая скважина, пробуренная российскими исследователями. Ее глубина 3523 м. Начиная с 1995 г. Полярная морская геологоразведочная экспедиция проводит систематические геофизические исследования этого природного феномена. Опираясь на сейсмические данные, полученные сотрудниками экспедиции, бурение было остановлено в 130 метрах от поверхности озера для разработки новых совершенных методик проникновения в эту уникальную водную среду.

Северный Ледовитый океан

Исследования амеразийского и евразийского бассейнов Северного Ледовитого океана (СЛО) являются традиционными и проводятся около 40 лет в кооперации с ВНИИОкеангеология и ГУНиО ВМФ. Они выполнялись с дрейфующего льда (станции "Северный полюс") авиадесантным методом (высокоширотные экспедиции); проводились также аэрогеофизические и наледные работы по программам "Трансарктика" (1989-1992 г.г.) и "Арктика-2000".

В результате работ значительно уточнена морфология СЛО; получены данные, свидетельствующие о континентальной природе земной коры хр. Ломоносова и поднятия Менделеева. Получение этих данных позволило в конце 2001 года представить в комиссию ООН проект положения внешней границы континентального шельфа России в Северном Ледовитом океане, предусматривающего юридически обоснованное увеличение площади шельфа России более чем на 1,2 млн. кв. км.

Архипелаг Новая Земля

Федеральное государственное унитарное научно-производственное предприятие "Полярная морская геологоразведочная экспедиция" имеет на Новой Земле постоянно действующую базу в поселке Белушья губа, а также ряд полевых стационарных подбаз, что позволяет осуществлять геологические исследования и геологоразведочные работы в различных частях архипелага.

Геологические исследования Новой Земли имеют длительную историю. При этом, системное изучение островных территорий было начато в 1977 году и производится до настоящего времени. Весь этот период оно выполняется силами ФГУ НПП ПМГРЭ, которое является головным предриятием Мингео СССР - МПР РФ, осуществляющим планомерное комплексное геолого-геофизическое изучение архипелага.

В период 1977-1991 годов ПМГРЭ выполнила геологическую съемку масштаба 1:200 000 практически на всю территорию островов Новой Земли. Производство ГГС-200 сопровождались необходимым комплексом опережающих аэрогеофизических исследований. В результате составлены и подготовлены к изданию пять групп листов Госгеолкарты-200 (первая и пятая группы листов – изданы). В 1999 году, на основе обобщения материалов, накопленных к этому времени, составлен комплект карт геологического содержания на всю территорию архипелага, включающий: геологическую карту и карту полезных ископаемых (масштаба 1:500 000), геоморфологическую, тектоническую и прогнозно-металлогеническую карты (масштаба 1:1 000 000). В период 1998-2002 г.г, совместно с МАГЭ, составлены (и частично изданы) листы Госгеолкарты-1000 (новая серия) и объяснительные записки к ним (листы: S-38-40; R-38-40; S-41-43).

В результате этих работ в ПМГРЭ выполнены обощения по геотектонической позиции Вайгач - Новоземельского региона в обрамляющих структурах Баренцевого, Печорского и Карского морей. Выявлены, изучены и оконтурены важнейшие металлогенические таксоны Пайхойско-Новоземельской минерагенической провинции (металлогенические области, зоны, узлы и рудные поля), определены перспективные сырьевые объекты (месторождения) марганца, флюорита и горного хрусталя, оценены балансовые запасы месторождений серебросодержащих свинцово-цинковых руд.

В настоящее время ПМГРЭ продолжает исследования в перспективных районах архипелага проводя геологоразведочные работы на выявленных месторождениях свинца, цинка, марганца. В рамках работ по геологическому доизучению производится уточнение отдельных вопросов геологического строения и минерагенического потенциала региона в целом.

Мировой океан

	Почти с самого начала своего существования ПМГРЭ (в те годы называвшаяся Полярной Геофизической Экспедицией - ПГЭ) проводила геофизические, а затем и геологические исследования в Мировом океане. Первые океанские походы, целью которых была гидромагнитная съемка попутно с промерными работами, начали выполняться уже с 1964 года. Своими кораблями ПГЭ в те годы не располагала, и работы осуществлялись на гидрографических судах Главного управления навигации и океанографии (ГУНиО). В этот же период 1964-76 гг. ПГЭ в составе экспедиций «Север» (ГУНиО) проводила площадные мелкомасштабные аэромагнитные съемки в Северном Ледовитом океане (СЛО), позволившие, в дальнейшем сделать важные выводы о происхождении Центрально-Арктического бассейна. По-настоящему океанской Полярная экспедиция стала с середины 70-х годов, когда буквально в течение трёх лет (1976-78 гг.) она приступила к работам в Мировом океане сразу по трём новым важнейшим направлениям: - 1976 год – начало работ на поиски залежей железомарганцевых конкреций в Мировом океане (ЖМК); - 1978 год – начало проведения региональных геолого-геофизических исследований по проблеме «Глубоководные полиметаллические сульфиды» (ГПС); - 1978 год – начало работ по программе «Мировая гравиметрическая съемка» (МГС). Сначала работы велись на арендованных судах, а начиная с 1984 года, у Полярной экспедиции появляются собственные научно-исследовательские суда, оборудованные необходимой аппаратурой (1984 год – «Академик Александр Карпинский», 1985 год – «Геолог Ферсман», 1991 год – «Профессор Логачев»). По всем указанным направлениям ПМГРЭ удалось добиться ощутимых положительных результатов. По программе МГС экспедиция выполнила 15 рейсов (1978-1992). Съемкой были охвачены большие районы в Тихом и Атлантическом океанах, а также в Беринговом море. В комплексе с гравиметрическими наблюдениями проводились также гидромагнитные измерения и сейсмоакустическое профилирование. Эта съемка, помимо решения специальных задач, позволила существенно уточнить наши представления о геологическом строении отдельных районов Мирового океана. По этой же программе была выполнена съемка Ладожского и Онежского озер.
По проблеме ЖМК геологи ПМГРЭ приняли активное участие в изучении полей распространения железомарганцевых конкреций (1976-1989). Было проведено крупнообъемное опробование, и на основе анализа собранной информации подана заявка в Международный организацию по морскому дну (МОМД) при ООН на два участка для разработки ЖМК в рудной провинции Кларион-Клиппертон (Тихий океан): один для России, другой для СО «Интерокеанметалл». 16 мая 1988 года МОМД удовлетворил поданную Россией заявку и закрепил за нашей страной право на разведку и разработку минеральных ресурсов, локализованных в пределах участка дна Тихого океана площадью 75 000 км2. Особенно больших успехов Полярной экспедиции удалось добиться в работах по проблеме ГПС, которая на сегодняшний день является главным направлением исследований ПМГРЭ в Мировом океане и одним из двух основных направлений деятельности самой организации. Активная фаза геолого-геофизических исследований по проблеме ГПС началась с 1985 года. Работы были сосредоточены в районе осевой зоны Срединно-Атлантического хребта. В этих исследованиях принимали участие многие организации, но именно на долю ПМГРЭ пришёлся основной объём собственно поисковых работ, и эти работы носили наиболее систематический и результативный характер. С 1991 года для поиска ГПС в океане ПМГРЭ использует специально оснащенное научно-исследовательское судно – «Профессор Логачев».
НИС «Профессор Логачев»		Рабочая палуба
НИС «Профессор Логачев» - специализированное научно-исследовательское судно, оборудованное для ведения поисково-разведочных работ на ГПС		С 1991 по 2011 год «Профессор Логачёв» выполнил более 20 рейсов в Мировой океан.
На сегодня в Северной Атлантике выявлено пятнадцать крупных гидротермальных полей, приоритет открытия семи из них принадлежит геологам ПМГРЭ: - «Логачёв» (14°45´ с.ш. – 1994 год); - «Ашадзе» (12°58´ с.ш. – 2003 год); - «Краснов» (16°38´ с.ш. – 2004 год); - «Семёнов» (13°31´ с.ш. – 2007 год); - «Зенит-Виктория» (20°08´ с.ш. –   2008 год); - «Петербургское» (19°52´ с.ш. – 2010  год); - «Ириновское» (13°19´ с.ш. – 2011 год).   В основе этого успеха – огромный объем региональных и опытно-методических работ, выполненных Полярной экспедицией. В результате была разработана оптимальная методика поисков гидротермальных сульфидных руд на океанском дне.  – то есть совокупность наиболее результативных методов в сочетании с определенной последовательностью и поэтапностью работ.
		Основные гидротермальные рудопроявления на Срединно-Атлантическом хребте (0 – 400 с.ш.). (красным цветом обозначены рудопроявления, открытые  ПМГРЭ )
К наиболее эффективным методам относятся:   -гидрологические исследования; -придонная электроразведка методом естественного поля (ЕП).; -гидролокация бокового обзора; -батиметрия; -подводное телевидение; -подводная навигация; -различные виды донного пробоотбора -последовательность работ;
Поиск месторождений ГПС на дне океана осуществляется не только из чисто научных интересов, но имеет очень большую экономическую перспективу. Главные полезные компоненты сульфидных руд океана - медь и (в меньшей мере) цинк, попутные – золото и серебро, кроме того эти руды обогащены целым рядом редких элементов, широко востребованных высокотехнологичными отраслями экономики. На суше имеются месторождения колчеданных руд, подобные месторождениям ГПС, но концентрации полезных компонентов в них в несколько раз ниже. Так, на суше богатыми считаются руды с 2% содержанием меди, в океанских же рудах содержание меди иногда достигает 30% и более. Первый мировой опыт промышленной добычи ГПС должен появиться уже в 2012 году: в районе острова Новая Гвинея должна начать добычу глубоководных сульфидных руд канадская горнодобывающая компания «Nautilus Minerals». Россия также сделала первые шаги в этом направлении, подав в декабре 2010 года официальную заявку в Международный орган по морскому дну при ООН (МОМД) на утверждение плана работы по разведке глубоководных полиметаллических сульфидов в Атлантическом океане. Заявочный  участок сформирован главным образом с учетом открытых ПМГРЭ крупных объектов ГПС.  В июле 2011 года российская заявка была рассмотрена и одобрена. Подписание контракта с МОМД, согласно которому Россия на 15 лет получит право на проведение разведочных работ, ожидается в самое ближайшее время.

Архипелаг Земля Франца-Иосифа (ЗФИ)

ФГУ НПП ПМГРЭ с 1993 по 2001 г.г. проводила комплексные геолого-геофизические исследования с целью составления Государственной геологической карты масштаба 1:1000000 островов архипелага и прилегающего шельфа (листы U-37-40; U-41-44). Комплекс работ включал в себя:

- аэрогеофизическую съемку м-бов 1:500000 – 1:1000000 (магнитометрия, гравиметрия, радиолокация ледников);

- авиадесантные геологические маршруты по всем островам архипелага;

- морские комплексные геолого-геофизические работы на шельфе архипелага с научно-исследовательских судов (сейсмоакустика, эхолотирование, сейсморазведка, донное опробование – ударные трубки и ковши).

Основные результаты проведенных работ:

- на северной группе островов архипелага (о-ва Райнера, Гофмана, Ева-Лив) установлены фаунистически охарактеризованные осадочные отложения среднего и нижнего триаса. Ранее эти отложения на архипелаге были установлены только по скважинам параметрического бурения (скв. Натурская, Хейса, Северная) на глубинах 1.0 – 3.0 км;

- на островах и шельфе архипелага широко развиты магматические образования трапповой формации, представленные дайками, силами и штоками габбро и габбро-диоритов, некками микродолеритов и гиалобазальтов, покровами базальтов и андезибазальтов, а также их туфами и туфолавами;

- на предварительном этапе исследований выделяются три вулканно-плутонические ассоциации, сформированные, предположительно, в разных термодинамических условиях, но из общей исходной магмы, имевшей состав оливинового толеита;

- на о-вах Солсбери, Галля, Циглера выявлены вулканические постройки стромболианского типа мезозойского возраста;

- повышенная битуминозность всех типов пород архипелага, а также наличие включений жидко-капельной нефти в брекчированных породах вдоль зон глубинных разломов, указывают на перспективность района в поисках углеводородного сырья;

- для поисков редкоземельных элементов представляют интерес позднетриасовые-раннеюрские коры выветривания, с формированием которых связано накопление иттрия (с содержаниями 100 – 500 г/т в отдельных пробах);

- геоэкологическое опробование показало присутствие Cs-137 в почвах (до 352 Бк/кг) и мхах (до 350 Бк/кг) практически по всей площади архипелага.

В итоге десятилетних работ Полярной экспедиции геологическое строение арх. Земля Франца-Иосифа впервые исследовано всесторонне и собран представительный материал для составления геологической карты масштаба 1:1000000. Комплект карт Госгеолкарты-1000 включает в себя:

- геологическую карту дочетвертичных образований;

- карту четвертичных образований;

- карту полезных ископаемых и закономерностей их размещения;

- литологическую карту поверхности дна;

- карты и схемы масштаба 1:2000000 (геоморфологическая, тектонические, геоэкологическая).

Литература

Шпицберген

Архипелаг Шпицберген расположен на северо-западной окраине Евразии и представляет собой краевое поднятие Баренцево-Карской плиты. Относительно хорошая обнаженность и наличие разновозрастных формаций определяют ключевую роль Шпицбергена для понимания истории развития Атлантического сектора Арктики.

Благодаря неослабевающему интересу к этому относительно легко доступному полярному архипелагу и его особому международному статусу Шпицберген стал не только одним из наиболее изученных районов Арктики, но и своего рода научным полигоном, природа и ресурсы которого изучаются многочисленными специалистами разных стран и организаций.

Советский Союз присоединился к Парижскому договору о Шпицбергене в 1935 году. Однако до начала 60-х годов работы, проводимые Трестом "Арктикуголь" (ТАУ), были сосредоточены на ограниченных участках вблизи угольных рудников Баренцбург, Пирамида и Грумант и имели главным образом прикладное значение. Отечественные региональные геолого-геофизические исследования на Шпицбергене были начаты в 1962 г. НИИГА (ВНИИОкеангеология ) и в настоящее время продолжаются, в основном, Полярной Морской Геологоразведочной Экспедицией.

За эти годы в результате проведения комплексных геолого-геофизических работ, а также бурения организациями Министерства геологии трех параметрических скважин выявлены основные закономерности геологического строения архипелага, дана общая оценка его нефтегазоносности, угленосности и металлоносности. В 80-е и 90-е годы завершены обобщающие отчеты по геологическому строению и оценке перспектив нефтегазоносности архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа, по геологии и металлоносности западного побережья Шпицбергена, изданы на русском и английском языках "Стратиграфический словарь Шпицбергена" и сборник "Российские геологические исследования на Шпицбергене, 1962-1992 г.г." (расширенные рефераты отчетов), подготовлены карты дочетвертичных образований, четвертичных отложений, геоморфологическая карта и карта полезных ископаемых архипелага масштаба 1:1 000 000 в ГИС-технологии (ARC/VIEW 3.0) с объяснительной запиской и сопутствующими базами данных.

В рамках государственной норвежской программы Норвежский Полярный Институт (НПИ ) проводит среднемасштабное геологическое картирование на норвежских топоосновах с последующим изданием геологических карт масштаба 1:100 000. К выполнению этой программы привлекаются геологи разных стран. Специальное двустороннее соглашение об участии в геологическом картировании Шпицбергена было заключено между НПИ и ПГО "Севморгеология" в 1989 г. и пролонгировано Полярной Экспедицией в 1994 и 2001 гг. За это время подготовлено к изданию около 20 листов карт. Треть из них с авторством российских геологов.

В результате международного сотрудничества со Шведской программой "Сведарктик" (факультет наук о Земле Университета г. Уппсала и Музей естественной истории, Стокгольм ) и НПИ при проведении специализированных стратиграфических и геохронологических исследований существенно дополнились наши знания о докаледонской истории архипелага. Впервые надежно установлено существование карельских и гренвильских комплексов в составе фундамента Шпицбергена.

Единственным обоснованием хозяйственно-экономического присутствия России на архипелаге в настоящее время является разработка угольных месторождений. Поиски альтернативного сырья являются одной из важнейших задач прикладных геологических исследований. Уже на первом этапе региональных работ были обнаружены отдельные проявления и зоны минерализации меди, железа, свинца, цинка, редких и радиоактивных металлов. В 80-е годы прошлого столетия специально изучалась металлогения, главным образом, западного побережья Шпицбергена. Составлены кадастры рудопроявлений и схема металлогенического районирования, карта угле- и битумопроявлений масштаба 1:1 000 000, сопровождаемая схемой размещения пунктов рудной минерализации и проявлений камнесамоцветного сырья.

К наиболее перспективным относятся месторождения барита, гипса, фосфоритов, расположенные вблизи российских поселков. Прогнозная оценка запасов для барита составляет 300 000 т, гипса - 1100 млн. т, фосфоритов (на участках, близких к российским) - более 60 млн. т. Дальнейшая разведка и возможное использование этих полезных ископаемых тесно связаны с сохранением инфраструктуры поселков.

В ходе углепоискового и параметрического бурения, эксплуатации шахт на Шпицбергене были выявлены проявления нефти и газа. Для дальнейшей оценки перспектив углеводородного сырья необходимо проведение комплекса подготовительных работ, включая сейсморазведочные (МОВ ОГТ модификации 3D), составление структурных карт районов, оценка прогнозных ресурсов и выбор места заложения разведочных скважин.

В соответствии с Горным уставом, действующим на Шпицбергене, обнаруженные проявления полезных ископаемых закрепляются за первооткрывателем на 5 лет. По состоянию на 01.08.1999 за Россией (в лице треста "Арктикуголь") закреплено 50 участков: на нефть и газ - 19, уголь - 26, строительные материалы - 2, барит - 2, гипс - 1.

Дальнейшие перспективы поисков полезных ископаемых на архипелаге, в первую очередь нефти и газа, связаны с изучением геологического строения прилегающего шельфа.

Литература