Б.А. Клубов, Е.А. Рогозина (ВНИГРИ), Е.П. Шкатов (ПМГРЭ)

Одним из самых слабоизученных в геологическом плане районов Арктики остается экваториальная часть архипелага Земля Франца-Иосифа. В свете проблемы ее возможной нефтегазоносности наиболее интересны донные опробования, проведенные в 1974 г. на НИС "В. Альбанов" и "Дм. Овцын", в 1977 г. на НИС "И. Киреев", в 1978 г. на НИС "П. Пахтусов", а также в 1994 г. на НИС "Проф. Логачев". В частности, было установлено, что в акваториях внутри и вблизи архипелага довольно много проявлений УВ-газов, а также ОВ в осадках смешанного генетического типа, битумов и битумоидов (ХБА), вероятно, мигрировавших с глубины [2, 4]. Материалы исследований на НИС "Проф. Логачев", полученные сотрудниками Полярной морской геологоразведочной экспедиции (ПМГРЭ), были проанализированы во ВНИГРИ с привлечением микробиологических методов.

Две пробы с повышенными концентрациями тяжелых УВ-газов отобраны в желобе Франц-Виктория со станций 43 и 44 на НИС "И.Киреев" (рисунок). В них пропан и пропилен в общей сложности достигали содержания 0,0252 см³/кг пробы, изобутан – 0,05 см³/кг пробы, н-бутан – 0,1234 см³/кг пробы.

В пробах станций 19 и 30 из пролива Кембридж также было выявлено повышенное содержание УВ-газов. В первой пробе обнаружено, n-10^-4 см³/кг породы: СН₄ – 50,0; С₂Н₆ - 28,2; С₃Н₈ + С₃Н₆ -46,5; (изо-С₄Н₁₀ – 67,6; н-С₄Н₁₀ – 150,6; изо-С₅Н₁₂ - 187,3; н-С₅Н₁₂ -216,7. Из пробы станции 30, отобранной в интервале донных осадков 10-50 см, извлечено максимальное количество СН₄ – 1,414 см³/ кг пробы.

В сезон 1994 г. с НИС "Проф. Логачев" опробование района желоба Франц-Виктория удалось провести только на двух станциях - 51 и 52 – до глубины осадков 1,85 м (см. рисунок). Здесь, преимущественно в глинистых осадках, зафиксированы УВ- и пентанокисляющие бактерии. Из УВ-газов установлен метан с максимальным содержанием на станции 52 - 0,0062 %. В незначительном объеме из проб с обеих станций извлечены этан и этилен, а также пропан по 0,0001 %. К сожалению, микробиально-газогеохимического опробования на желобе Франц-Виктория и на западе архипелага Земля Франца-Иосифа более детально не велось, поэтому каких-либо выводов по данному вопросу сделать пока нельзя.

Большей степенью изученности характеризуется район желоба Св. Анны. В 1994 г. с НИС "Проф. Логачев" геохимическое опробование проведено здесь на 33 станциях в интервалах от поверхности дна до 2,85 м на глубине моря 634 м (станция 11). Опробован разрез верхнеплейстоцен-голоценовых отложений. Большая часть проб была подвергнута микробиальному (45 образцов), газовому (78 образцов) и битуминологическому (79 образцов) анализам. В первом случае особое внимание уделялось бактериям, окисляющим пропан, бутан и частично пентан, во втором – наличию пропана, бутана, пентана, а также гелия. По современным представлениям повышенный выход гелия свидетельствует о наличии глубоких разрывных нарушений.

Во всех изученных пробах обнаружены сапрофиты от 10³ до 10⁸ бактериальных клеток в 1 г влажного осадка. Денитрифицирующие бактерии также присутствовали во всех пробах численностью 10²-10⁶ клеток/г. Сульфатредуцирующие бактерии выявлены во многих образцах от единичных клеток до 10³ клеток/г, за исключением проб со станций 6, 7, 42 и 47 (см. рисунок). Водородобразующие бактерии зафиксированы в незначительном количестве (единичные клетки в 1 г осадка) в пробах со станций 2, 6, 9, 18, 35, 37, 40, 47. Углеводородокисляющие микроорганизмы обнаружены во всех образцах и во всех горизонтах отбора от единичных клеток до 10⁶ клеток/г. Пентанокисля-ющие бактерии присутствовали во всех образцах, за исключением проб со станций 34 и 47, при этом активный рост пентанокисляющих микроорганизмов отмечен в пробах со станций 1, 7, 9, 24, 29, 33 и 37 (см. рисунок).

Повышенное содержание гелия пришлось на пробы со станций 9, 10, 20, 28, 30, расположенных главных образом в желобе Св. Анны (см. рисунок). Скорее всего, это свидетельствует о наличии в данном районе глубоких разрывных нарушений, что в свою очередь способствует поступлению с глубины гомологов метана, а также активизации жизнедеятельности УВ-окисляющих бактерий (пробы со станций 8, 12, 16, 30, 39, 40 и 47). Представляют интерес также пробы со станций 16-18. Присутствие в них УВ-окисляющих бактерий (включая пентанокисляющие), гомологов метана, а также гелия подтверждает возможность эпигенетической природы сопутствующих битумоидов в этих пробах. Кроме того, в пробах со станций 5, 7 обнаружен и этилен (см. рисунок).

В битуминологическом плане внимания заслуживают пробы со станций 16, 30, 39, 46 и 58 из коллекции 1974 г. (см. рисунок). Три пробы (со станций 30, 39 и 46), отобранные на 80° с.ш. вблизи южной части о-ва Гукера в интервале глубин 0,40-4,98 м, содержали ХБА до 0,01 %. По результатам группового и хроматографического анализов они оказались соответствующими сильно осмоленным асфальтам и асфальтитам метанонафтенового состава (содержание масел 14,5-33,9 %, в которых до 64,2 % метанонафтеновых УВ). В пробе со станции 58, отобранной вблизи западного берега о-ва Сальм в интервале осадков 0,40-3,77 м, также установлены осмоленные ХБА типа асфальтов с повышенным количеством асфальтенов (среднее содержание масел 28,2-29,4%, асфальтенов 19,4-21,1%), однако в маслах этих ХБА преобладают ароматические УВ (61,2-63,0% на УВ-часть масел). Со станции 16, расположенной в 110-120 км южнее архипелага Земля Франца-Иосифа (см. рисунок), в интервале осадков 0,40-0,70 м была отобрана проба глинистого алевролита с С_орг = 1,68 %, содержащая 0,02 % ХБА типа асфальтов (масел 35,7 %) метанонафтенового состава. Все ХБА со станций 30, 39, 46 и 16 оказались близки битумоидам и битумам островов архипелага Земля Франца-Иосифа (Клубов Б.А., Острой А.С., 1995: Клубов Б.А., Винокуров И.Ю., Гарибьян Е.В., 1997; Клубов Б.А., Винокуров И.Ю., 1998; Клубов Б.А., Безруков В.М., Гарибьян Е.В. и др., 1998; [1]), а также битумоидам со станций 40, 47, отобранным в 1994 г. с НИС "Проф. Логачев" (таблица).

В экспедиционных рейсах 1977 и 1978 гг. битумоиды из донных осадков определялись только люминесцентно-капиллярным методом, без какой-либо детализации, поэтому особого интереса они не представляют. Из всех анализов особого внимания заслуживает лишь образец туфоподобного мандельштейна, отобранный со дна Северной бухты о-ва Земля Александры. Из него был извлечен битум общей массой 0,248 г, состоящий, %: из масел – 3,2, смол – 51,0, асфальтенов – 1,3 и асфальтогеновых кислот – 41,5. Такой состав соответствует растворимой части керитов и оксикеритов (Клубов Б.А., 1983).

Большой интерес вызвали битуминологические данные по пробам со станций 51 и 52, отобранным в 1994 г. с НИС "Проф. Логачев" из желоба Франц-Виктория (см. рисунок). В пробе со станции 52 преобладали неокатанные обломки черных сланцеватых битуминозных аргиллитов с фауной верхов ладинского яруса среднего триаса. Они содержали, %: С_орг - 2,68 и ХБА -0,019-0,074. Последний по составу соответствовал нормальным метано-нафтеновым мальтам – масел 53,2 % (см. таблицу). Проба со станции 51 в принципе напоминает пробу со станции 52, однако здесь донные осадки представлены глинами с содержанием С_орг 0,93-1,10 % и выходом ХБА 0,012-0,019 %. По составу битумоид соответствовал метано-нафтеновым асфальтам – масел 26,8 % (см. таблицу). Битумоиды из проб с этих станций в генетическом плане очень близки первично-миграционным битумам некоторых материнских толщ. Таковым полностью соответствуют аргиллиты со станции 52, по многим признакам похожие на среднетриасовые сланцеватые аргиллиты Восточного Шпицбергена (Клубов Б.А., 1983, 1995).

Влияние коренных пород оказалось весьма ощутимым в пробе со станции 9, расположенной в поле развития верхнетриасовых и юрских отложений (см. рисунок). Первые отличаются повышенным содержанием на востоке архипелага Земля Франца-Иосифа асфальтов и асфальтитов в песчаниках, вторые – ОВ сапропелевого типа. В этой пробе также обнаружено повышенное содержание С_орг (1,15-1,49 %) и ХБА (0,015-0,060 %), соответствующих по составу асфальтитам (см. таблицу). Не исключено, что в районе этой станции находится и разлом, о чем свидетельствует повышенный выход гелия (0,039 %).

Интересны и пробы со станций 16 и 17 с поднятия Ушакова (см. рисунок). Здесь в области преимущественного развития верхнетриас-юрских отложений также наблюдается их влияние. В пробе со станции 16, отобранной с глубины 147 м из интервала осадков 1,9-2,0 м, развиты глины с С_орг = 2,01 % и выходом ХБА = 0,060 %. Как видно, глина обладает повышенным битумоматеринским потенциалом, а извлеченный из нее ХБА, скорее, сингенетичен. Не исключено, что на данном участке дна широко развиты битуминозные аргиллиты типа баженовитов Западной Сибири. Вблизи станции ощущается также влияние разрывного нарушения, о чем свидетельствуют не только присутствие гелия (до 0,007 %), но и наличие пропана (0,0012 %) и этана (0,0002 %).

Примечательна и проба со станции 35 из района поднятия Визе (см. рисунок), в которой также заметно влияние коренных пород. Отобранный здесь глинистый алеврит с содержанием С_орг = 1,13-1,32 % дал повышенный выход ХБА (0,013 %), очень похожего по составу на ХБА со станции 9. Не исключено, что в придонном слое здесь развиты те же породы, что и в районе станции 9.

Среди проб, отобранных со станций, расположенных в поле вероятного развития коренных пород, особого внимания заслуживают пробы со станций 39, 40, 42 и особенно 47 (см. рисунок). Несмотря на преобладание в пробах глинистых алевритов, влияние базальтоидов в них ощущается достаточно явно. Это проявляется, прежде всего, в отсутствии зависимости выходов ХБА от С_орг. В долеритах, долерито-базальтах и базальтах архипелага Земля Франца-Иосифа Сорг всегда связан с присутствием в трещинах и кавернах битумов. И всегда количество извлекаемых битумоидов зависит от содержания в таких породах битумов. Например, в пробе со станции 40 при С_орг =0,74% выход ХБА составил 0,022 %, а сам ХБА по составу оказался близким асфальтитам – масел 19,5 % (см. таблицу). В пробах со станций 39 и 40 присутствовали также пропан и этан, что вполне может указывать на наличие здесь разрывных нарушений. ХБА по составу типа асфальта – асфальтита обнаружен и в пробе со станции 47, отобранной вблизи базальтовых обрывов о-ва Сальм. В этой же пробе установлены пропан и этан (по 0,0001 %) (см. рисунок и таблицу).

1. Безруков В.М. Природные битумы о-ва Греэм-Белл Земли Франца-Иосифа и их значение для оценки перспектив нефтегазоносности арктической окраины баренцево-северокарского шельфа //Геология нефти и газа. - 1997. - № 2. - С. 20-25.
2. Данюшевская А.И., Яшин Д.С., Кириллов О.В. Геохимические закономерности распределения органического углерода в донных осадках арктических морей //Океанология. – 1980. –Т.ХХ, вып. 2. - С.281-289.
3. Кембрийские газы, нефти и конденсаты на Сибирской платформе в районах интенсивного развития траппового магматизма /А.Э. Конторович, Ю.А. Филиппов, А.К. Битнер и др. //Геохимия. – 1996. –№ 9. - С.875-883.
4. Комплексные геохимические исследования донных отложений на арктическом шельфе / А.И. Данюшевская, В.Д. Дибнер, Е.П. Шкатов и др.//Океанология. - 1978. - Т. XVIII,вып. 1. - С.70-78.

МОРФОСТРУКТУРНАЯ КАРТА И СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ СТАНЦИЙ ДОННОГО ОПРОБОВАНИЯ АРХИПЕЛАГА ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА (по Б.А. Клубову)

1 – усредненная граница желобов (ЖФВ – Франц-Виктория, ЖСА – Св. Анны); 2 – границы поднятий (ПВК – Виктория, ПВ – Визе, ПЗФИ – Земля Франца-Иосифа, ПУ – Ушакова); 3 – крупные разрывные нарушения: а – захватывающие кристаллический фундамент, 6 – в толще осадочного чехла; 4 – внутренние проливы на архипелаге Земля Франца-Иосифа, где ожидается повышенное тепловое поле и где желательно осуществить тщательное опробование дна; 5 – опорно-параметрические скважины (7 – Нагурская, 2 –о-в Хейса, 3 – Северная); 6 – участок с наиболее активными жидкофазными нефтепроявлениями на юго-западе о-ва Земля Вильчека; 7 – станции, с которых отобраны донные пробы: а – в 1974 г., б – в 1977 г., в – в 1978 г., г – в 1994 г.; СБД – Северо-Баренцевская депрессия