Основные направления научных (1) и прикладных (2) исследований 2013 г.: 1) изучение строения земной коры, тектоники, геодинамики и нефтегазоносности структур СЗ Пацифики и смежных регионов Евразии по геофизическим данным (гравиметрия, магнитометрия, геотермия, сейсморазведка) и геологоразведки; 2) инженерная малоглубинная сейсморазведка; новый метод наземной геофизической разведки залежей углеводородов, основанный на высокоточной грави-, термо- и магнитометрии; разработка нового метода локации и краткосрочного прогноза землетрясений по результатам непрерывного наблюдения временных изменений естественных геофизических полей над залежью углеводородов.

Основные научные результаты 2013 г. и публикации последних лет: разработана цифровая модель земной коры Охотского моря; создан первый атлас сейсмических разрезов СЗ плиты Пацифики и изучено ее строение; составлена база данных «Геотермического атласа Сибири и Дальнего Востока»; разработана методика дистанционной оценки продуктивности залежей нефти и газа на основе цикличных наблюдений временных изменений естественных геофизических полей; для краткосрочного прогноза землетрясений решена задача определения времени предстоящего события и локации его очага; в Японском море открыты авандельта и конус выноса Хуанхэ; на профилях МОВ обнаружены признаки газа и вероятно нефти (местами и газогидратов) в чехле Срединно-Курильского прогиба, западном борту Татарского трога, ложе СЗ Пацифики, котловине Уллындо; на подводных окраинах Охотского и Японского морей обнаружены несколько молодых (низы квартера?) мегадаек протяженностью до 360 км; подтверждено надвигание Евразии на ложе СЗ Пацифики по зоне Беньофа, с которым связано мегаземлетрясение и цунами Тохоку 11.03.2011 г., рамповая структура Курильского и Японского глубоководных желобов с шарьяжами фундамента на их внутренних склонах, аллохтонная кора под Японским и Охотским морями.

Составлена цифровая геолого-геофизическая модель Охотского моря. Данная модель является составной частью разрабатываемой в лаборатории геодинамики геолого-геофизической цифровой модели земной коры Охотоморского региона, которая включает в себя оцифрованные данные всех границ земной коры, величины теплового потока и аномалий гравитационного поля в разных редукциях: в свободном воздухе, изостатические и мантийные. Для данного региона такая модель сделана впервые. Она позволяет проводить комплексный анализ данных строения коры и мантии указанного региона.

Рис. 1. В.Н. Сеначин, О.В. Веселов, В.П. Семакин, Е.В. Кочергин. Цифровая модель земной коры Охотоморского региона/Геоинформатика, 2014. №4. С. 33-44

 

В 2013 году продолжены экспериментальные исследования по изучению временных изменений геофизических полей над залежью природного газа с целью отработки методики краткосрочного прогноза сейсмических событий. Основная задача на полевой сезон 2013 года: - настройка и ввод в наблюдательный процесс новой цифровой компьютеризированной аппаратуры, регистрирующей текущие значения разности потенциалов естественного электрического поля, индукции геомагнитного поля и температуры. Эта задача выполнена. В процессе наблюдений получены дополнительные материалы для корректировки методики наблюдений, которая позволит более уверенно определять азимутальное направление от пункта наблюдений на эпицентр предстоящего сейсмического события, а так же время этого события.

Рис. 2. В.А. Паровышный, В.Н. Сеначин, О.В. Веселов, Е.В. Кочергин. Статья в журнале "Геофизические исследования", в печате.

Установлены значительные плиоцен-плейстоценовые деформации Северо-Западной плиты Тихого океана, которые выражаются в виде протяженных разломов, прогибов и ложбин, куполообразных структур, диапиров, нередко объединенных в гряды (рис. 1, 2). Данные деформации являются следствием и одновременно доказательством неустойчивого состояния всей коры за счет инверсии плотности, пониженной вязкости или даже пластичности нижней, серпентинизированной ее части (рис. 3), что приводит к значительному уменьшению ее прочности и вызывает асейсмичное развитие коровых деформаций по законам гравитационной тектоники. Полученные результаты позволяют определить процессы формирования не только океанической коры, но и островных вулканических дуг и глубоководных котловин.

Рис. 3. Патрикеев В.Н. Сейсмический разрез в районе разлома Хоккайдо, иллюстрирующий плейстоценовые деформации./ Деформации Северо-Западной плиты Тихого океана // Геотектоника. 2013. №5. С. 61-75.

По результатам нефтегазогеологической интерпретации временных разрезов НСП и профиля МОГТ 1 на прилегающем ложе СЗ Пацифики (котловина Тускарора) обнаружены признаки региональной газоносности и, возможно, нефтеносности (первая абиссальная нефтегазоносная провинция Земли) мезокайнозойского, осадочно-траппового чехла (геофизические слои 1,2), а именно: три аномалии типа «залежь» (одна из них гигант), многочисленные газовые окна, столбы и «нити» как зоны перерыва и/или заметного ослабления интенсивности отражающих границ (рис. 1-3). Актуальны предбуровая нефтегазогеологическая интерпретация данных НСП и МОГТ и корректура существующих взглядов на геологию ложа океана.

Рис. 4. Ломтев В.Л. Фрагмент профиля НСП 114 с Гагаринской АТЗ-гигантом, газовыми окнами в траппах мезозоя (Т), разломами (пунктиры). Вертикальные линии – получасовые марки времени, подписанные через 2 часа./ Признаки газоносности мезокайнозойского чехла ложа Северо-Западной Пацифики // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2013. № 3. С. 11–17.

Публикации: монографии, атласы: Патрикеев В.Н. Атлас сейсмических разрезов Северо-Западной плиты Тихого океана. М.: ГЕОС, 2009. 208 с.; Геолого-геофизическая характеристика и перспективы нефтегазоносности Срединно-Курильского прогиба. Владивосток: Дальнаука, 2009. 140 с.; Геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока (2009-2012). Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2012. http:// maps.nrcgit.ru/geoterm; статьи Паровышный В.А. и др. Вариации геофизических полей над флюидонасыщенными геодинамическими системами в связи с проблемами прогноза сейсмических событий // Вестн. ДВО РАН. 2009. № 4. С. 50-57; Ломтев В.Л. и др. Новые данные о строении дна Охотского моря // Тихоок. геол. 2009. Т. 28, № 3. С. 3-11; Сеначин В.Н., Баранов А.А. Радиальные плотностные неоднородности в литосфере Центральной и Южной Азии по данным о глубине свободной поверхности мантии // Физика Земли. 2010. № 5. С. 61-68; Сеначин В.Н., Баранов А.А. Латеральные плотностные неоднородности континентальной и океанической литосферы и их связь с процессом образования земной коры // Тихоок. геол. 2011. Т. 30. № 5. С. 3-13; Тихонов И.Н., Ломтев В.Л. Великое Японское землетрясение 11 марта 2011 г.: тектонические и сейсмологические аспекты // Геофиз. процессы и биосфера. 2011. Т. 10. № 2. С. 49-66; Веселов О.В. и др. Полвека сахалинской академической геофизики // Вестн. ДВО РАН. 2011. № 6. С. 3-12; Побережная Т.М., Веселов О.В. Экологические исследования на стыке биологических и геологических наук // Там же, 2011. № 6. С. 43-47; Веселов О.В. и др. Строение осадочного чехла Пугачевского грязевулканического района (о. Сахалин) по данным геофизического моделирования // Тихоок. геол. 2012. Т. 31. № 6. С. 4-15; Ломтев В.Л. Новое в строении котловины и трога Уллындо (Японское море) // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2012. №1. Вып. №19. С. 98-107; Ломтев В.Л., Патрикеев В.Н. Новое в строении северного фланга Срединно-Курильского прогиба (по данным НСП) // Там же, 2012. № 2. Вып. № 20. С. 59-70; Патрикеев В.Н. Вертикальные движения Северо-Западной плиты Тихого океана // Бюлл. МОиП. Отд. геол. 2012. Т. 87. Вып. 4. С. 65-77; Ломтев В.Л., Литвинова А.В. Новое в геологическом строении подводной окраины Северного Сахалина (по геофизическим данным) // Вест. СВНЦ ДВО РАН. 2012. № 1. С. 8-14; – Ломтев В.Л. К вопросу о геологическом строении и сейсмотектонике тихоокеанского склона дуги Хонсю (в связи с японским землетрясением и цунами 11.03.2011 г.) // Там же, 2013. № 2. С. 2-10; Ломтев В.Л. Признаки газоносности мезокайнозойского чехла ложа Северо-Западной Пацифики // Там же, 2013. № 3. С. 11-17; Ломтев В.Л. К строению краевого поднятия юго-восточного шельфа Корейского п-ова (Японское море) // Геология и пол. ископаемые Мирового океана. 2011. № 1. С. 93-101; Ломтев В.Л., Торгашов К.Ю. Газоносность палеоген-неогеновых отложений западного борта Татарского трога (Японское море) // Там же, 2011. № 2. С. 31-41; – Ломтев В.Л. К строению и истории Курило-Камчатского глубоководного желоба (СЗ Пацифика) // Там же, 2012. № 3. С. 36-47; Ломтев В.Л. и др. О строении и сейсмотектонике Курильской системы дуга–желоб // Вопросы инженерной сейсмологии. 2012.Т. 39. № 4. С. 19-38; Сеначин В.Н. и др. Цифровая модель земной коры Охотоморского региона // Геоинформатика. 2013. № 4. С. 33-44; Тихонов И.Н., Ломтев В.Л. Мелкофокусная сейсмичность Японского моря и ее тектонические особенности // Тихоок. геол. 2013. Т. 32. № 5. С. 67-78; Патрикеев В.Н. Деформации Северо-Западной плиты Тихого океана // Геотектоника. 2013. № 5. С. 61–75; Тихонов И.Н., Ломтев В.Л. Мелкофокусная сейсмичность Охотского моря и ее вероятная тектоническая природа // Вопросы инженерной сейсмологии. 2014. Т. 41. № 1. С. 19-38.

Экспедиции лаборатории: В последние годы сотрудники лаборатории ГиМГ проводили экспедиционные исследования по бюджетной и хоздоговорной тематике на Северном и Южном Сахалине, а также Южных Курильских островах (Кунашир, Итуруп, Уруп, Шикотан).

Рис. 1,2. Подготовка к проведению полевых работ: термормобарические измерения на скважине (Южно-Луговской геодинамический полигон вверху). Слева направо:  О.В.Веселов, В.С.Кириенко. Эталонирование гравиметров на полигоне Горный воздух (внезу). Слева направо:  В.С.Кириенко,  В.А.Паровышный.

Рис. 3. Северный Сахалин: расстановка сейсмоприемников вдоль сейсмокосы близ берегового комплекса «Чайво» по подготовке нефти и газа к транспортировке на завод СПГ в Пригородном.

Рис. 4. Сейсмики на привале: трасса нефтегазопровода Ноглики – Пригородное (о. Сахалин). На переднем плане – В.В. Васильев, на дальнем плане и слева направо: В.С. Кириенко, В.Н. Патрикеев, М.Г. Гуринов, О.И. Шишов.  исследование скоростной структуры приповерхностной части геологического разреза на продольных и поперечных волнах в городах и промышленных объектах Сахалина и Курил как основание для количественной оценки их сейсмориска и сейсмобезопасности.

Рис. 5. Фото из архива лаборатории слева направо:  к.г-м.н. Е. В.Грецкая., к.г.-м.н.А.Я. Ильëв, к.г.-м.н.В.А. Кононов (морская и нефтегазовая геология), к.г.-м.н. В.И. Агеев (нефтегазовая сейсморазведка).

Рис. 6. Короткии минуты отдыха в маршруте геологов: слева направо Е. Грецкая, Е. Кошкина, В. Зверева, А. Бофанов, к.г.-м.н. в.н.с. О.А. Мельников

Гранты, контракты, договоры, соглашения и проекты лаборатории с отечественными и зарубежными партнерами (название, партнеры, сроки работ, краткая аннотация). 1) грант РФФИ №08-05-99098-р_офи «Комплексный анализ проявлений природных катастроф в литосфере, гидросфере и биосфере Тихоокеанского региона» 2008-2009 гг. (В.Н. Патрикеев – отв. исп. по строению СЗ плиты Пацифики); 2) грант ДВО РАН №09-0598577-р_восток_а «Строение западного борта Татарского трога (Японское море) в связи с признаками его газоносности» 2009-2010 гг. (В.Н. Патрикеев – отв. исп., В.Л. Ломтев, В.Н. Сеначин); 3) грант РФФИ и ДВО РАН № 11-05-98589-р_восток_а «Отработка методики краткосрочного прогноза сейсмических событий» 2011-2012 гг. (В.А. Паровышный – отв. исп., В.Н. Сеначин, О.В. Веселов, Е.В. Кочергин); 4)проект 7.1 »Мерзлотно-геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока» (программа ОНЗ-7) 2009-2012 гг. (А.Д. Дучков-отв. исп., ИНГГ СО РАН, М.И. Железняк, ИМЗ СО РАН, Д.Е. Аюнов, ИНГГ СО РАН, О.В. Веселов,...; 5) Государственный контракт № 0161200001713000635-0063761-02 на оказание услуг по созданию кадастра рекреационных ресурсов, проведения комплексного исследования и производства работ в области разведки и использования имеющихся природных ресурсов Сахалинской области.2013-2014 гг. (Р.В. Жарков – отв. исп., Д.Н. Козлов, А.В. Дегтярев, О.В. Веселов и др.).

Информация о хоздоговорных работах 2013 г.

Описание этапов выполненных работ по сейсмическому микрорайонированию и детальному сейсмическому микрорайонированию (уточнению исходной сейсмичности):

1) Оценка исходной сейсмичности Уточнение исходной сейсмичности для площадки строительства осуществлялось на основе вероятностного анализа сейсмической опасности (ВАСО) для определённых периодов повторения сильных землетрясений для грунтовых условий относящихся ко II и I категории по сейсмическим свойствам (по таблице 1 СП 14.13330.2011). Для анализа сейсмической опасности привлекались модели зон ВОЗ, три-четыре модели затухания движения грунта, основанные на инструментальных данных. По данным ВАСО были получены максимальные (пиковые) ускорения движения грунта, взятые как геометрическое среднее максимальных значений по двум горизонтальным составляющим (PGA). Средние по используемым моделям затухания значения PGA, были переведены в баллы с использованием эмпирических соотношений, принятых для сейсмостойкого проектирования (с точностью до десятой доли балла). По результатам расчетов построены графики спектров реакции по ускорению при 5% затухании линейного осциллятора.

2) Полевые сейсморазведочные работы. Для оценки сейсмических свойств грунтов и приращений балльности по методу сейсмических жесткостей и расчётному методу были выполнены полевые сейсморазведочные работы. Точки сейсмического зондирования выбирались с таким расчетом, чтобы охарактеризовать все типы грунтовых условий (различных по сейсмическим свойствам), представленных на площадке строительства. Также учтена необходимость получения данных по распространению скорости поперечной волны на участках возможного разжижения грунтов. Сейсмические работы выполнены по методике КМПВ с использованием встречных и нагоняющих годографов. Привязка осуществлялась с помощью GPS-приемников. Также привлечены данные сейсморазведочных работ ранее проведенных исследований.

3) Оценка приращения балльности сейсмической интенсивности. Приращение сейсмической интенсивности по сейсмическим свойствам выполнено методом сейсмических жесткостей и расчётным методом на основе данных комплексных инженерно-геологических изысканий на площадке строительства. Расчет приращения сейсмической балльности по методу сейсмических жесткостей выполнялся в соответствии с РСН 65-87, расчётный метод реализован при помощи специализированных программ (например, SHAKE2000) путём задания сейсмических воздействий со скальных пород через сейсмогеологические модели грунтов, выделенные на площадке строительства. По результатам расчётного метода получены: - графики спектров реакции по ускорению при 5 % затухании линейного осциллятора; - пиковые динамические параметры сейсмических воздействий на поверхности и проектный уровень сооружений; - не менее 5-ти подобранных акселлерограмм для моделирования прогнозируемых сейсмических воздействий на проектируемые сооружения для определённых периодов повторения землетрясений.

Материалы по хоздоговорным работам 2013 года подготовлены м.н.с. Лаб. Сейсмологии ИМГиГ К.А. Манайчевым.

Участие лаб. ГиМГ в крупных отечественных и зарубежных симпозиумах последних лет: 1) Geophys. Research Abctracts: межд. конф. Vol. 11 2009/1; 2) Вычислительная геодинамика и мантийные неустойчивости: межд. конф. 2009/1; 3) Современное состояние наук о Земле: межд. конф. памяти акад. В.Е. Хаина 2011/4 докл.; 4) V Всеросс. симп. по вулканологии и палеовулканологии 2011/1; 5) Всеросс. тектонические совещания МТК ОНЗ РАН 2012/1, 2013/1, 2014/1; 6) VII и VIII Косыгинские чтения: Всеросс. конф. 2011/3, 2013/3; 7) Шестые научные чтения памяти проф. Ю.П. Булашевича: Всеросс. конф. 2011/3; 8) Физика геосфер: 7 и 8 Всеросс. симп. 2011/2, 2013/3; 9) Вопросы геологии и комплексного освоения природных ресурсов: Вторая Всеросс. конф. 2012/3; 10) Геодинамические процессы и природные катастрофы в Дальневосточном регионе: науч. конф. к 65-летию ИМГиГ ДВО РАН 2011/16: 11) XIX и XX Межд. конф. (Школы) по морской геологии 2011/4, 2013/3; 12) Третья тектонофизическая конф. в ИФЗ РАН: Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле: Всеросс. конф. 2012/3; 13) European Seismological Comission 33 rd General Assembly 2012/2; 14) II Школа-семинар «Гординские чтения»: Всеросс. конф. 2012/1; 15) Чтения памяти акад. К.В. Симакова: Всеросс. конф. 2013/2; 16) VII Всеросс. литологическое совещание 2013/1.

История лаборатории ГиМГ: Организована в январе 2014 г. при слиянии лабораторий геодинамики и морской геологии и сейсмоакустики. Однако история её формирования насчитывает свыше 50 лет, когда некоторые ее сотрудники еще работали в СахКНИИ в период развертывания морских геофизических и геологических исследований. Сейчас они продолжают ряд направлений, сложившихся в отделах сейсмологии (краткосрочный прогноз сейсмичности), геофизических полей (строение земной коры и геологическая природа геофизических аномалий на западе Тихого океана и прилегающей части Евразии, моделирование эволюции земной коры переходной зоны от континента к океану), морской геологии (строение и история становления морфоструктур окраинных морей, островных дуг, глубоководных желобов и прилегающего ложа СЗ и ЮЗ Тихого океана, тектоническое районирование, природа акустического фундамента, признаки нефтегазоносности дна, газогидраты и др.).