Строение и история развития литосферы

На трансбаренцевском геотраверсе «Ковдор-ГСЗ-76» репером для сравнения наблюденных и «модельных» значений теплового потока являются результаты геотермических измерений по скважине СГ-3 в Печенгской мульде и по скважинам на островах Баренцева моря. Измерение в СГ-3 проведено высокоточной аппаратурой в условиях равновесных (выстоявшихся) температур в стволе скважины, неоднократно повторялось и сопровождалось измерениями в «скважинах-спутниках» (Березин, Попов, 1988; Милановский и др., 1986). Это позволяет говорить о том, что полученное в этой скважине значение теплового потока может являться реперным, и с ним следует сравнивать результаты «модельного» расчета геотермического поля на юго-западном конце профиля. Значение теплового потока, измеренное в верхних 7 км ствола скважины, составляет 38–40 мВт/м². Ниже 7 км наблюдается постепенное увеличение измеренного теплового потока до 50–55 мВт/м². Эти значения считаются адекватными глубинному фоновому тепловому потоку, а некоторое его понижение в верхней части разреза интерпретаторы связывают с изменением гидродинамической обстановки в скважине в большей степени и с влиянием палеоклиматических колебаний в меньшей степени. Таким образом, полученные нами «модельные» значения теплового потока вблизи поверхности хорошо согласуются с оценками фонового теплового потока в скважине СГ-3. Заметим, что подобные же величины потока характеризуют весь клин континентальной коры. Отсюда следует, что если нами использован правдоподобный структурный и теплофизический разрезы, то и значения глубинного теплового потока вдоль профиля близки к истинным.

Совпадение полученных из моделирования значений теплового потока и измерений отмечается также для скважин на о-ве Колгуев, где в скв. Бугринская и Песчаноозерская-3 получены тепловые потоки 44–48 мВт/м², а в скв. Песчаноозерская-1 – 52 мВт/м² (Цыбуля, Левашкевич, 1992). Хотя эти скважины лежат вне профиля наших исследований, полученные данные говорят о правильной оценке фонового теплового потока.

Таким образом, фоновый тепловой поток на акватории Баренцева моря выше, чем тепловой поток, характеризующий докембрийские структуры Балтийского щита. Это объясняется более молодыми (рифейско-палеозойскими) термическими источниками рифтогенной природы под акваторией по сравнению со смежными участками суши и следовательно, более поздним прекращением активных тектонических и термических процессов.

Вдоль семи новых профилей, построенных по данным глубокого бурения и сейсмопрофилирования, расположение которых показано на рис. 4, было проведено моделирование нестационарного теплового поля с целью расчета глубинных температур и тепловых потоков. Это следующий этап моделирования, результаты которого мы можем сравнить с результатами, полученными на первом этапе.

Рис. 4. Карта расположения исследованных сейсмо-геологических геотраверсов.

Геотраверсы проходили через скважины, где проводились кондиционные определения теплового потока. Это позволило корректно задать краевые условия второго рода на нижней границе для каждого из профилей.

В геологическом строении осадочного чехла Баренцевоморского региона участвуют отложения широкого возрастного диапазона: от венд (?) – кембрийских до кайнозойских. Для непосредственного изучения докайнозойские отложения доступны преимущественно по периферии Баренцевоморского шельфа – на островах и приморских территориях, а также в немногочисленных опорно-параметрических (на островах) и морских поисково-разведочных скважинах российского сектора Баренцева моря. В норвежском секторе (часть акватории, расположенная западнее профиля 4–4) изученность бурением и сейсморазведкой значительно выше.

Представленные геологические разрезы (рис. 5–9) составлены на основании данных сейсморазведки МОВ-ОГТ, проведенной в разные годы ОАО МАГЭ; результатов бурения скважин, выполненных в российском секторе ФГУП АМНГР, а также опубликованных данных изучения скважин норвежского сектора. Сухопутные части профилей составлены по результатам геолого-съемочных работ, выполненных ранее геологами ВНИИОкеангеологии и ПМГРЭ.

Рис. 5. Геолого-геотермический разрез по профилю 1–1 (а) (изолинии, °С).

Разрезы пересекают основные тектонические элементы Баренцевоморского сектора и в региональном плане характеризуют строение осадочного чехла. Максимальные мощности отложений фиксируются в Южно-Баренцевской впадине, где они предположительно составляют около 18 км (профили 1–1, 2–2, 3–3, 7–7), минимальные – в западных частях региона – в норвежском секторе (профили 1–1, 2–2). Профиль 4–4 в меридиональном направлении пересекает зону Центрально-Баренцевских поднятий, разделенных прогибами, открывающимися в сторону Южно-Баренцевской впадины.