Геохимия, 2022, T. 67, № 10, стр. 961-977

Геохимические исследования плейстоценовых отложений окраинно-шельфовой зоны Восточно-Сибирского моря и Северного Ледовитого океана

А. И. Гресов a*, А. В. Яцук a**, К. И. Аксентов a, В. В. Саттарова a, Д. А. Швалов a, Н. В. Зарубина b

a Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичёва ДВО РАН
690041 Владивосток, Балтийская, 43, Россия

b Дальневосточный геологический институт ДВО РАН
690022 Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159, Россия

* E-mail: gresov@poi.dvo.ru
** E-mail: yatsuk@poi.dvo.ru

Поступила в редакцию 08.12.2021
После доработки 22.01.2022
Принята к публикации 27.01.2022

Аннотация

Представлены данные геохимических исследований плейстоценовых отложений центральной части внешнего шельфа Восточно-Сибирского моря, континентального склона и котловины Подводников Северного Ледовитого океана. Изученные осадки внешнего шельфа и континентального склона относятся к алевритопелитовому типу осадков, бровки шельфа и котловины Подводников – пелитоалевритовому. Содержание псаммитовой фракции не превышает 10%, каменного материала – 1%. Данные особенности предопределяют распределение максимальных показателей плотности отложений и медианных диаметров в осадках внешнего шельфа, минимальных – котловины Подводников. Аналогичной изменчивостью характеризуется распределение в изученных осадках содержаний Сорг и Скарб. Средние значения влажности донных отложений района исследований закономерно возрастают в направлении “шельф–пелагиаль”. Изучение химического и газового состава донных осадков в этом же направлении позволило выделить четыре основные группы геохимических ассоциаций в плейстоценовых отложениях района исследований. Донные отложения внешнего шельфа характеризуются максимальными концентрациями первой группы химических элементов (Si, Sr, Ba) и метана (до 0.102 см3/кг), бровки шельфа – второй – (Cd, Hg, U, K, Ca) и минимальными – метана (до 0.002 см3/кг). В осадках континентального склона установлены максимальные концентрации третьей группы (Cu, Zn, Ti, Ве, Nb, Ag, Tl, Pb, Lu, Tm, Tb, Ho, Eu, Yb, Er, Dy), котловины Подводников – четвертой – (Mn, Fe, Al, Cr, Р, Mg, Мо, Ni, Sb, Sn, As, Th, Co, Ga, W, Hf, Rb, V, Cs, Sc, Li, Gd, Sm, Pr, Nd, La, Ce) и промежуточные – метана (до 0.051 см3/кг). Максимальными значениями суммарной концентрации гомологов метана (до С5 включительно – 0.006 см3/кг), δ13С-СН4 (до –36.0‰), δ13С-С2Н6 (до –17.2‰), молекулярной массы (до 27.5 г/моль), коэффициентов преобразованности и “влажности” углеводородной фракции характеризуются плейстоценовые отложения континентального склона и подножья котловины Подводников, минимальными – внешнего шельфа. Установленные значения изотопно-газогеохимических показателей указывают на доминирование в изученных осадках эпигенетических углеводородных газов различных газоматеринских источников. В результате исследований установлены прямые и обратные корреляционные связи геохимических и изотопно-газогеохимических показателей. На основе полученных данных выполнена оценка нефтегазоперспективности района исследований.

Ключевые слова: плейстоценовые донные отложения, органическое вещество, химический состав, углеводородные газы, изотопно-газогеохимические показатели, нефтегазоносность, Восточно-Сибирское море, Северный Ледовитый океан

Список литературы

  1. Алексеев А.Ф., Бодунов Е.И., Лебедев В.С., Захарова С.С., Томская Е.С., Безменова П.Н., Трущелева Г.С., Лебедев Вал. С. (1981) Изотопно-геохимическая характеристика нефтей и газов восточной части Сибирской платформы. Органическая геохимия нефтей, газов и органического вещества докембрия. (Под ред. Алексеева А.А.). М.: Наука, 164-175.

  2. Астахов А.С., Гусев Е.А., Колесник А.Н., Шакиров Р.Б. (2013) Условия накопления органического вещества и металлов в донных осадках Чукотского моря. Геология и геофизика. 54(9), 1348-1365.

  3. Атлас Арктики (1985) (Под ред. Трешникова А.Ф.). М.: Главное управление геодезии и картографии, 204 с.

  4. Велев В.Х. (1981) Молекулярная масса углеводородной фракции и весовое распределение компонентов С1–С5 в природных газах разных генетических типов. Органическая геохимия нефтей, газов и органического вещества докембрия. (Под ред. Алексеева А.А.). М.: Наука, 22-28.

  5. Ветров А.А., Семилетов И.П., Дударев О.В., Пересыпкин В.И., Чаркин А.Н. (2008) Исследование состава и генезиса органического вещества донных осадков Восточно-Сибирского моря. Геохимия. (2), 183-195.

  6. Vetrov A.A., Semiletov I.P., Dudarev O.V., Peresypkin V.I., Charkin A.N. (2008) Composition and genesis of the organic matter in the bottom sediments of the East Siberian Sea. Geochem. Int. 46(2), 156-167.

  7. Галимов Э.М. (1973) Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. М.: Недра, 384 с.

  8. Галимов Э.М., Кодина Л.А. (1982) Исследование органического вещества и газов в донных толщах дна Мирового океана. М.: Наука, 228 с.

  9. Галимов Э.М., Немченко-Ровенская А.С., Немченко Т.Н., Коробеник Г.С. (2013) Геолого-геохимические предпосылки нефтегазоносности Дальневосточного сектора российской Арктики. Недропользование 21 век. 41(4), 12-14.

  10. Геология и полезные ископаемые России. Арктические моря (2003) (Под ред. Алексеева М.Н.). СПб.: ВСЕГЕИ, 468 с.

  11. ГОСТ 31371.3-2008 (2009) Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. М.: Стандартинформ, 16 с.

  12. Государственная геологическая карта. Серия Лаптево-Сибироморская, Океанская (2015). Масштаб 1 : 1 000 000. Лист Т-57-60 – остров Генриетты. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 84 с.

  13. Государственная геологическая карта России и прилегающих акваторий (2016). Масштаб 1 : 2 500 000. СПб.: ВСЕГЕИ.

  14. Гресов А.И. (2011) Геохимическая классификация углеводородных газов угленефтегазоносных бассейнов Востока России. Тихоокеанская геология. 30(2), 87-103.

  15. Гресов А.И. (2012) Метаноресурсная база угольных бассейнов Дальнего Востока и перспективы её промышленного освоения. Углеметановые бассейны Республики Саха (Якутия) и Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука, 468 с.

  16. Гресов А.И., Шахова Н.Е., Сергиенко В.И., Семилетов И.П., Яцук А.В. (2016) Изотопно-геохимические показатели углеводородных газов донных осадков шельфа Восточно-Сибирского моря. ДАН. 469(6), 711-713.

  17. Гресов А.И., Сергиенко В.И., Яцук А.В., Зарубина Н.В., Калинчук В.В. (2020а) Газогеохимические показатели донных отложений северной части Восточно-Сибирского моря и котловины Подводников Северно-Ледовитого океана. ДАН. 492(1), 113-117.

  18. Гресов А.И., Яцук А.В. (2020б) Геохимия и генезис углеводородных газов Чаунской впадины и Айонского осадочного бассейна Восточно-Сибирского моря. Тихоокеанская геология. 39(1), 92-101.

  19. Гресов А.И., Яцук А.В. (2020в) Газогеохимические признаки нефтегазоносности юго-восточной части Восточно-Сибирского моря. Геология нефти и газа. (4), 83-95.

  20. Гусев Е.А., Зинченко А.Г., Бондаренко С.А., Аникина Н.Ю., Деревянко Л.Г., Максимов Ф.Е., Кузнецов В.Ю., Левченко С.Б., Жеребцов И.Е., Попов В.В. (2012) Новые данные о рельефе и четвертичных отложениях внешнего шельфа Восточно-Сибирского моря. Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. (4), М.: ГЕОС, 58-68.

  21. Гусев Е.А., Рекант П.В., Большиянов Д.Ю., Лукашенко Р.В., Попко А.О. (2013) Псевдогляциальные структуры подводных гор поднятия Менделеева (Северный Ледовитый океан) и континентальной окраины Восточно-Сибирского моря. Проблемы Арктики и Антарктики. 98(4), 43-55.

  22. Данюшевская А.И., Петрова В.И., Яшин Д.С., Батова Г.И., Артемьев В.Е. (1990) Органическое вещество донных осадков полярных зон Мирового океана. Л.: Недра, 280 с.

  23. Дегтяренко Ю.П., Пуминов А.П., Благовещенский М.Г. (1982) Береговые линии восточно-арктических морей в позднем плейстоцене и голоцене. Колебания уровня морей и океанов за 15 000 лет. М.: Наука, 179-185.

  24. Казанин Г.С., Барабанова Ю.Б., Кириллова-Покровская Т.А., Черников С.Ф., Павлов С.П., Иванов Г.И. (2017) Континентальная окраина Восточно-Сибирского моря: геологическое строение и перспективы нефтегазоносности. Разведка и охрана недр. (10), 51-55.

  25. Ким Б.И., Евдокимова Н.К., Харитонова Л.Я. (2016) Структура, нефтегазовый потенциал и нефтегеологическое районирование восточно-арктического шельфа России. Геология нефти и газа. (3), 2-15.

  26. Кошелева В.А., Яшин Д.А. (1999) Донные осадки арктических морей России. СПб.: ВНИИОкеангеология, 286 с.

  27. Павлидис Ю.А., Щербаков Ф.А. (2000) Современные донные осадки арктических морей Евразии. Океанология. 40(1), 137-147.

  28. Петрова В.И., Батова Г.И., Куршева А.В., Литвиненко И.В., Моргунова И.П. (2018) Углеводородные молекулярные маркеры как индикаторы особенностей позднекайнозойского осадконакопления на амеразийской континентальной окраине Северного Ледовитого океана. 70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. (Под ред. Каминского В.Д.). СПб.: ВНИИОкеангеология, 315-326.

  29. Романкевич E.A., Данюшевская А.И., Беляева А.Н., Русанов В.Н. (1982) Биогеохимия органического вещества арктических морей. M.: Наука, 239 с.

  30. Романкевич E.A., Ветров A.A. (2001) Цикл углерода в арктических морях России. M.: Наука, 302 с.

  31. Руководство по определению и прогнозу газоносности вмещающих пород при геологоразведочных работах (1985). Ростов-на-Дону: ВНИИГРИуголь, 96 с.

  32. Севастьянов В.С., Федулов В.С., Федулова В.Ю., Кузнецова О.В., Душенко Н.В., Наймушин С.Г., Стенников А.В., Кривенко А.П. (2019) Изотопно-геохимические исследования органического вещества морских осадков от дельты реки Индигирка до границы постоянных льдов в Восточно-Сибирском море. Геохимия. 64(5), 451-459.

  33. Sevastyanov V.S., Fedulov V.S., Fedulova V.Yu., Kuznetsova O.V., Dushenko N.V., Naimushin S.G., Stennikov A.V., Krivenko A.P. (2019) Isotopic and Geochemical Study of Organic Matter in Marine Sediments from the Indigirka Delta to the Ice Shelf Border of the East-Siberian Sea. Geochem. Int. 57(5), 489-498

  34. Севастьянов В.С., Кузнецова О.В., Федулов В.С., Федулова В.Ю., Душенко Н.В., Наймушин С.Г., Бычкова Я.В., Кривенко А.П. (2020) Накопление органического вещества, тяжелых металлов и редкоземельных элементов в морском осадке на различном расстоянии от дельты реки Индигирка. Геохимия. 65(12), 1167-1175.

  35. Sevastyanov V.S., Kuznetsova O.V., Fedulov V.S., Fedulova V.Yu., Dushenko N.V., Naimushin S.G., Bychkova Ya.V., Krivenko A.P. (2020) Accumulation of Organic Matter, Heavy Metals, and Rare-Earth Elements in Marine Sediment at Different Distance from the Indigirka River Delta. Geochem. Int. 58(12), 1313-1320.

  36. Старобинец И.С., Петухов А.В., Зубайраев С.Л. и др. (1993) Основы теории геохимических полей углеводородных скоплений. M.: Недра, 332 с.

  37. Страхов Н.М. (1976) Проблемы геохимии современного литогенеза. М.: Наука, 289 с.

  38. Хаин В.Е., Полякова И.Д., Филатова Н.И. (2009) Тектоника и нефтегазоносность восточной Арктики. Геология и геофизика. 4(50), 443-460.

  39. Шакиров Р.Б., Сорочинская А.В., Обжиров А.И. (2013) Газогеохимические аномалии в осадках Восточно-Сибирского моря. Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 21(1), 98-110.

  40. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2011) Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 742 с.

  41. Яшин Д.С., Ким Б.И. (2007) Геохимические признаки нефтегазоносности Восточно-Арктического шельфа России. Геология нефти и газа. (4), 24-35.

  42. Abrams M.A. (2005) Significance of hydrocarbon seepage to petroleum generation and entrapment. Mar. Pet. Geol. (22), 457-477.

  43. Abrams M.A. (2017) Evaluation of Near-Surface Gases in Marine Sediments to Assess Subsurface Petroleum Gas Generation and Entrapment. Geosciences. (7), 29-35.

  44. Astakhov A.S., Sattarova V.V, Shi Xuefa, Hu Limin, Aksentov K.I., Alatortsev A.V., Kolesnik O.N., Mariash A.A. (2019) Distribution and sources of rare earth elements in sediments of the Chukchi and East Siberian Seas. Polar Sci. (20), 148-159.

  45. Gusev E.A., Andreeva L.A., Anikina N.Y., Bondarenko S.A., Derevyanko L.G., Iosifidi A.G., Klyuvitkina T.S., Litvinenko I.V., Petrova V.I., Polyakova E.I., Popov V.V., Stepanova A.Y. (2009) Stratigraphy of Late Cenozoic sediments of the western Chukchi Sea: new results from shallow drilling and seismicreflection profiling. Glob. Planet. Change. (68), 115-131.

  46. O’Regan M., Backman J., Barrientos N., Cronin T.M., Gemery L., Kirchner N., Mayer L.A., Nilsson J., Noormets R., Pearce C., Semiletov I., Stranne C., and Jakobsson M. (2017) The De Long Trough: a newly discovered glacial trough on the East Siberian continental margin. Clim. Past. (13), 1269-1284.

  47. Sakshaug E. (2004) Primary and secondary productivity in the Arctic Seas: The Organic Carbon Cycle in the Arctic Ocean (Eds. R. Stein and R.W. Macdonald). Berlin: Springer, 57-81.

  48. Stein R., Matthiessen J., Niessen F., Krylov A., Seung-il Nam, Bazhenova E. (2009) Towards a better (litho-) stratigraphy and reconstruction of Quaternary paleoenvironment in the Amerasian Basin (Arctic Ocean). Polarforschung. (79)2, 97-121.

  49. Yamamoto M., Polyak L. (2009) Changes in terrestrial organic matter input to the Mendeleev Ridge, Arctic Ocean during the Late Quaternary. Glob. Planet. Change. (68), 30-37.

  50. Velivetskaya T.A., Ignatev A., Kiyashko S. (2015) Universal method for preparation of liquid, solid and gaseous samples for determining the isotopic composition of carbon. In: Sevastyanov V.S., ed. Isotope Ratio Mass Spectrometry of Light Gas-Forming Elements. UK: CRC Press, 119-134.

  51. Whiticar Michael J. (1999) Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane. Chem. Geol. (161), 291-314.

Дополнительные материалы отсутствуют.