References

geores

Георесурсы

Georesources

1608-50431608-5078

Georesursy LLC

10.18599/grs.2022.3.9

geores-116

Research Article

ГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

GEOLOGY AND EXPLORATION FOR OIL AND GAS FIELDS

Термическая эволюция южной части Баренцева моря (свод Федынского)

Thermal evolution of the southern part of the Barents Sea (the Fedynsky Arch)

Хуторской

М. Д.

Khutorskoi

M. D.

Михаил Давыдович Хуторской – доктор геол.-мин. наук, профессор, заведующий лабораторией тепломассопереноса

119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7, стр. 1

Mikhail D. Khutorskoi – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Professor, Head of the Heat and Mass Transfer Laboratory

7, Pyzhevsky lane, Moscow, 119017

mdkh1@yandex.ru

Соколов

С. Ю.

Sokolov

S. Yu.

Сергей Юрьевич Соколов – доктор геол.-мин. наук, заведующий лабораторией геоморфологии и тектоники дна океанов

119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7, стр. 1

Sergey Yu. Sokolov – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Head of the Laboratory of Ocean Floor Geomorphology and Tectonics

7, Pyzhevsky lane, Moscow, 119017

Геологический институт РАНРоссияGeological Institute of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

2022

13042024

24399113

2024

Хуторской М.Д., Соколов С.Ю.

Khutorskoi M.D., Sokolov S.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.geors.ru/jour/article/view/116

Проанализировано распределение теплопроводности, радиогенной теплогенерации и теплового потока в южной части Баренцева моря, включая свод Федынского. Рассчитаны модели глубинных температур, контролирующих термические условия катагенеза органического вещества. Построена 3D-температурная модель до глубины 30 км, которая позволила продемонстрировать карты-срезы температур на различных глубинах в земной коре. Проведено сопоставление теплового поля и сейсмотомографической модели Баренцева моря, показавшее, что сейсмотомографические аномалии обусловлены термическими неоднородностями.

The distribution of thermal conductivity, radiogenic heat generation and heat flow in the Barents Sea southern part, including the Fedynsky Arch, is analyzed. Models of deep temperatures controlling the catagenesis of organic matter thermal conditions are calculated. A 3D temperature model was built up to a 30 km depth, which allowed us to demonstrate cross-sectional temperature maps at various depths in the Earth’s crust. A comparison of the Barents Sea thermal field and seismotomographic model was carried out, which showed that the seismotomographic anomalies are caused by thermal inhomogeneities.

геотермиятермическая и сейсмическая томографияосадочный бассейннефтегазоносностьмоделирование

geothermicsthermal and seismic tomographysedimentary basinoil and gas potentialmodeling

Работа выполнена при финансовой поддержке тем госзадания ГИН РАН: № FMUN-2019-0076 «Геологические опасности в Мировом океане и их связь с рельефом, геодинамическими и тектоническими процессами» и №122012700311-2 «Геотермические и гидрогеохимические аномалии в разнотипных тектонических обстановках».

The work was financially supported by the State Assignment of the Geological Institute of the Russian Academy of Sciences: No. FMUN-2019-0076 “Geological hazards in the World Ocean and their relationship with relief, geodynamic and tectonic processes” and No. 122012700311-2 “Geothermal and hydrogeochemical anomalies in different types of tectonic settings”.

References1

Ампилов Ю.П. (2017). Новые вызовы для российской нефтегазовой отрасли в условиях санкций и низких цен на нефть. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление, 2, с. 38-50.

Ampilov Yu.P. (2017). New challenges for the Russian oil and gas industry in the face of sanctions and low oil prices. Mineral‘nye resursy Rossii. Ekonomika i upravlenie, 2, pp. 38-50. (In Russ.)

Арктика на пороге третьего тысячелетия (ресурсный потенциал и проблемы экологии) (2000). Гл. ред. И.С. Грамберг, Н.П. Лаверов, Д.А. Додин. СПб: Наука, 247 с.

Arctic on the threshold of the third millennium (resource potential and environmental problems) (2000). Ed. I.S. Gramberg, N.P. Laverov, D.A. Dodin. St.Petersburg: Nauka, 247 p. (In Russ.)

Арктические и дальневосточные моря. Геология и полезные ископаемые России (2004). Ред. И.С. Грамберг, В.Л. Иванов, Ю.Е. Погребицкий. СПб: ВСЕГЕИ, т. 5, кн. 1, 468 с.

Arctic and Far Eastern seas. Geology and minerals of Russia (2004). Ed I.S. Gramberg, V.L. Ivanov, Yu.E. Pogrebitskiy. St.Petersburg: VSEGEI, t. 5, kn. 1, 468 p. (In Russ.)

Ахмедзянов В.Р., Ермаков А.В., Хуторской М.Д. (2011). Тепловой поток и температуры в земной коре западнее Шпицбергена (26-й и 27-й рейсы НИС «Академик Николай Страхов»). Мониторинг: наука и технологии, 1(6), с. 6-18

Akhmedzyanov V.R., Ermakov A.V., Khutorskoy M.D. (2011). Heat flow and temperatures in the Earth‘s crust west of Shpitsbergen (cruises 26 and 27 of the R/V Akademik Nikolai Strakhov). Monitoring: nauka i tekhnologii, 1(6), pp. 6-18. (In Russ.)

Вассоевич Н.Б. (1990). Литология и нефтегазоносность. М: Наука, 423 с.

Birch F.,Roy R.F.,Decker E.R. (1968). Heat flow and thermal history in New England and New York, chapt. 33. Studies in Appalachian Geology. N.Y., pp. 437-451.

Верба М.Л. (2008). Сравнительная геодинамика Евразийского бассейна. СПб: Наука, 191 с.

Bücker C.J., Jarrard R.D. and Wonik T. (2001). Downhole Temperature, Radiogenic Heat Production, and Heat Flow from the CRP-3 Drillhole, Victoria Land Basin, Antarctica. Terra Antartica, 8(3), pp. 151-159.

Вержбицкий Е.В. (2002). Геотермический режим, тектоника дна и температуры генерации углеводородов в восточной части Баренцева моря. Геотектоника, 1, с. 76-85.

Bungum H., Ritzmann O., Maercklin N., Faleide J.-I., Mooney W.D., Detweiler S.T. (2005). Three-Dimensional Model for the Crust and Upper Mantle in the Barents Sea Region. Eos, 86(16). https://doi.org/10.1029/2005EO160003

Грамберг И.С., Евдокимова Н.К., Супруненко О.И. (2001). Катагенетическая зональность осадочного чехла Баренцевоморского шельфа в связи с нефтегазоносностью. Геология и геофизика, 42(11-12), с. 1808-1820.

Chapman D., Furlong K. (1977). Continental heat flow–age relationships. Trans. Amer. Geophys. Un., 58, pp. 1240-1251.

Грамберг И.С., Супруненко О.И., Лазуркин Д.В. (2000). Нефтегазовый потенциал Северного Ледовитого океана. Сб.: Геологическое строение и геоморфология Северного Ледовитого океана в связи с проблемой внешней границы континентального шельфа Российской Федерации в Арктическом бассейне. СПб: ВНИИОкеангеология, с. 5-19.

Dziewonski A.M. (1984). Mapping the lower mantle: Determination of lateral heterogeneity in P-velosity up to degree and order 6. J.Geophys.Res., 89, pp. 5929-5952. https://doi.org/10.1029/JB089iB07p05929

Григорьев Г.А., Арутюнян С.С., Назаров В.И., Краснов О.С., Медведева Л.В. (2015). Геолого-экономическая оценка прогнозных ресурсов нефти и газа континентального шельфа России. RAO. CIS Offshore: Тр. 12-й Межд. конф. и выст. по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ. СПб: Химиздат, с. 9-15.

Dziewonski A.M., Anderson D.L. (1984). Seismic tomography of the Earth`s interior. Amer. Sci. vol., 72(5), pp. 483-494.

Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины (1984). Гл. ред. Е.А. Козловский. М: Недра, 490 с.

Gramberg I.S., Evdokimova N.K., Suprunenko O.I. (2001). Catagenetic zoning of the sedimentary cover of the Barents Sea shelf in connection with oil and gas potential. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics, 42(11-12), pp. 1808-1820. (In Russ.)

Левашкевич В.Г. (1992). Учет температурного режима придонных вод при измерении геотермических параметров в Баренцевом море. Океанология, 32(1), с. 151-158.

Gramberg I.S., Suprunenko O.I., Lazurkin D.V. (2000). Oil and gas potential of the Arctic Ocean. Coll. papers: Geological structure and geomorphology of the Arctic Ocean in connection with the problem of the outer boundary of the continental shelf of the Russian Federation in the Arctic basin. St. Petersburg: VNIIOkeangeologiya, pp. 5-19. (In Russ.)

Левашкевич В.Г. (2005). Закономерности распределения геотермического поля окраин Восточно-Европейской платформы (Баренцевоморский и Белорусско-Прибалтийский регионы). Автореф. докт. дисс. М: МГУ, 42 с.

Grigoriev G.A., Arutyunyan S.S., Nazarov V.I., Krasnov O.S., Medvedeva L.V. (2015). Geological and economic assessment of forecast oil and gas resources of the Russian continental shelf. CIS Offshore 2015. St. Petersburg: Khimizdat, pp. 9-15. (In Russ.)

Леонов Ю.Г., Хуторской М.Д., Ермаков А.В., Ахмедзянов В.Р. (2010). Аномальный тепловой поток как признак деструкции коры на северной окраине Свальбардской плиты. Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии, вып. 2. М: ГЕОС, с. 41-54.

Hosney H.M. (2000). Geophysical parameters and crustal temperatures characterizing tectonic and heat flow provinces of Egypt. ICEHM, Cairo University, pp. 152-166.

Лысенин Г.П., Карпюк Е.Ф. (2004). Сверхгидростатические пластовые давления в Тимано-Печорской провинции. Мат. XIV геол. съезда Респ. Коми. Т. III. Сыктывкар: Ин-т геол. Коми НЦ УрО РАН, с. 151-153.

Hunt J.M. (1982). Petroleum geochemistry and geology. Moscow: Mir, 556 p. (In Russ.)

Матвеев Ю.И., Винокуров И.Ю. (2008). Геологические результаты регионального сейсмопрофилирования арктических морей. Теория и практика нефтегеологического прогноза. СПб: ВНИГРИ, с. 262-277.

Hurtig E. (Editor-in Chief) (1991/1992). Catalogue Heat Flow Density Data. Geothermal Atlas of Europe (1991-1992). Potsdam: GeographtschKartographische Anstalt Gotha, pp. 107-156.

Методические и экспериментальные основы геотермии (1983). М: Наука, 230 с.

Jaupart C. and Mareschal J.-C. (2004). Constraints on Crustal Heat Production from Heat Flow Data. Treatise on Geochemistry, Vol. 3. The Crust, edited by R.L. Rudnick, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, pp. 65-84. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03017-6

Никитин Д. С., Хуторской М.Д., Иванов Д.А. (2020). Вертикальная катагенетическая зональность осадочного чехла северо-восточной части Баренцевоморского шельфа. Литология и полезные ископаемые, 5, с. 438-460.

Kholodilov V.A. (2006). Geology, oil and gas potential and scientific foundations of the strategy for the development of oil and gas resources in the Barents and Kara Seas. Dr. geol.-min. sci. diss. Moscow. (In Russ.)

Николаев А.В. (1997). Проблемы геотомографии. Проблемы геотомографии. М: Наука, с. 4-38.

Khutorskoi M.D. (1982). Heat flow in areas of structural-geological inhomogeneities. Moscow: Nauka, 79 p. (In Russ.)

Поляк Б.Г., Смирнов Я.Б. (1968). Связь глубинного теплового потока с тектоническим строением континентов. Геотектоника, 4, с. 3-19.

Khutorskoi M.D., Podgornykh L.V., Akhmedzyanov V.R. (2000). Geothermal field and thermal evolution of the lithosphere of the Barents Sea region. Vestn. RAEN, 5, pp. 55-77. (In Russ.)

Попов Ю.А., Певзнер С.Л., Пименов В.П., Певзнер Л.А. (1999). Геотермические характеристики разреза Кольской сверхглубокой скважины. Докл. РАН, 369(6), с. 1-5.

Khutorskoi M.D., Podgornykh L.V., Gramberg I.S., Leonov Yu.G. (2003). Thermotomography of the Western Arctic Basin. Geotektonika, 3, pp. 79-96. (In Russ.)

Поселов В.А., Павленкин А.Д., Буценко В.В. (1996). Структура литосферы по геотраверсам ГСЗ в Арктике. Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 1, ч. 2. СПб: ВНИИОкеанология, с. 145-155.

Khutorskoi M.D., Viskunova K.G., Podgornykh L.V., Suprunenko O.I., Akhmedzyanov V.R. (2008). Geotemperature model of the Earth‘s crust in the Barents Sea: studies along geotraverses. Geotektonika, 2, pp. 36-54. (In Russ.)

Пущаровский Ю.М. (1993). Нелинейная геодинамика: Кредо автора. Геотектоника, 1, с. 3-6.

Khutorskoi M.D., Leonov Yu.G., Ermakov A.V., Akhmedzyanov V.R. (2009). Anomalous heat flow and the nature of the troughs in the northern part of the Svalbard plate. Dokl. RAN, 424(2), pp. 318-323. (In Russ.)

Спичак В.В. (1999). Магнитотеллурические поля в трехмерных моделях геоэлектрики. М: Научный мир, 204 с.

Khutorskoi M.D., Akhmedzyanov V.R., Ermakov A.V. et al. (2013). Geothermy of the Arctic Seas. Moscow: GEOS, 232 p. (GIN RAN coll. papers; vol. 605) (In Russ.)

Супруненко О.И., Тугарова М.А. (2003). Геохимия нафтидов. СПб: Изд-во СПбГУ, 234 с.

Khutorskoi M.D., Polyak B.G. (2014). Geothermal models of geodynamic settings of various types. Geotectonics, 48, pp. 68–85.

Тараканов Ю.А. (1997). Гравитационная томография. Проблемы геотомографии. М: Наука, с. 236-265.

Kola superdeep. Study of the deep structure of the continental crust by drilling the Kola superdeep well (1984). Ed. E.A. Kozlovsky. Moscow: Nedra, 490 p. (In Russ.)

Тектоническая карта Баренцева моря и северной части Европейской России (1996). Масштаб 1:2500000. Объяснительная записка. Под ред. Богданова Н.А., Хаина В.Е. М: Картография.

Levashkevich V.G. (1992). Taking into account the temperature regime of bottom waters when measuring geothermal parameters in the Barents Sea. Okeanologiya, 32(1), pp. 151-158. (In Russ.)

Хант Дж. (1982). Геохимия и геология нефти и газа. М: Мир, 556 с.

Levashkevich V.G. (2005). Patterns of geothermal field distribution in the margins of the East European Platform (Barents Sea and Belarusian-Baltic regions). Abstract Dr. sci. diss. Moscow: MSU, 42 p. (In Russ.)

Холодилов В.А. (2006). Геология, нефтегазоносность и научные основы стратегии освоения ресурсов нефти и газа Баренцева и Карского морей. Дисс. докт. геол.-мин. наук. Москва.

Leonov Yu.G., Khutorskoy M.D., Ermakov A.V., Akhmedzyanov V.R. (2010). Anomalous heat flow as a sign of crustal destruction on the northern margin of the Svalbard plate. Geology and Geoecology of the Continental Margins of Eurasia, vol. 2. Moscow: GEOS, pp. 41-54. (In Russ.)

Хуторской М.Д. (1982). Тепловой поток в областях структурно-геологических неоднородностей. М: Наука, 79 с.

Lysenin G.P., Karpyuk E.F. (2004). Superhydrostatic formation pressures in the Timan-Pechora province. Proc. XIV geol. Congress of the Komi Republic. V. III. Syktyvkar: In-t geol. Komi NTs UrO RAN, pp. 151-153. (In Russ.)

Хуторской М.Д., Подгорных Л.В., Ахмедзянов В.Р. (2000). Геотермическое поле и термическая эволюция литосферы Баренцевоморского региона. Вестн. РАЕН, 5, с. 55-77.

Matveev Yu.I., Vinokurov I.Yu. (2008). Geological results of regional seismic profiling of the Arctic seas. Theory and practice of petrogeological forecasting. St. Petersburg: VNIGRI, pp. 262-277. (In Russ.)

Хуторской М.Д., Подгорных Л.В., Грамберг И.С., Леонов Ю.Г. (2003). Термотомография Западно-Арктического бассейна. Геотектоника, 3, с. 79-96.

Methodological and experimental foundations of geothermy (1983). Moscow: Nauka, 230 p. (In Russ.)

Хуторской М.Д., Вискунова К.Г., Подгорных Л.В., Супруненко О.И., Ахмедзянов В.Р. (2008). Геотемпературная модель земной коры Баренцева моря: исследования вдоль геотраверсов. Геотектоника, 2, с. 36-54.

Morgan P., Sass J.H. (1984). Review. Thermal regime of the continental lithosphere. Journ. geodynamics, 1, pp. 143-166. https://doi.org/10.1300/J123v09n01_12

Хуторской М.Д., Леонов Ю.Г., Ермаков А.В., Ахмедзянов В.Р. (2009). Аномальный тепловой поток и природа желобов в северной части Свальбардской плиты. Докл. РАН, 424(2), с. 318-323.

Nikitin D. S., Khutorskoy M.D., Ivanov D.A. (2020). Vertical catagenetic zonality of the sedimentary cover of the northeastern part of the Barents Sea shelf. Litologiya i poleznye iskopaemye = Lithology and mineral resources, 5, pp. 438-460. (In Russ.)

Хуторской М.Д., Ахмедзянов В.Р., Ермаков А.В. и др. (2013). Геотермия арктических морей. М: ГЕОС, 232 с. (Тр. ГИН РАН; Вып. 605)

Nikolaev A.V. (1997). Problems of geotomography. Moscow: Nauka, pp. 4-38. (In Russ.)

Хуторской М.Д., Поляк Б.Г. (2014). Геотермические модели геодинамических обстановок разного типа. Геотектоника, 1, с. 77-96.

Polyak B.G., Smirnov Ya.B. (1968). Relationship between deep heat flow and tectonic structure of continents. Geotektonika, 4, pp. 3-19. (In Russ.)

Цыбуля Л.А., Левашкевич В.Г. (1992). Тепловое поле Баренцевоморского региона. Апатиты, 114 с.

Popov Yu.A., Pevzner S.L., Pimenov V.P., Pevzner L.A. (1999). Geothermal characteristics of the section of the Kola superdeep well. Dokl. RAN, 369(6), pp. 1-5. (In Russ.)

Шипилов Э.В., Сенин Б.В. (1988). Глубинная структура дна Баренцева моря. Геотектоника, 6, с. 96-100.

Poselov V.A., Pavlenkin A.D., Butsenko V.V. (1996). The structure of the lithosphere according to geotraverses of the DSS in the Arctic. Geological and geophysical characteristics of the lithosphere of the Arctic region, vol. 1, ch. 2. St. Petersburg: VNIIOkeanologiya, pp. 145-155. (In Russ.)

Шкарубо С.И., Шипилов Э.В. (2007). Тектоника ЗападноАрктической платформы. Разведка и охрана недр, 9, с. 32-47.

Pushcharovsky Yu.M. (1993). Nonlinear geodynamics: Credo of the author. Geotektonika, 1, pp. 3-6. (In Russ.)

Birch F.,Roy R.F.,Decker E.R. (1968). Heat flow and thermal history in New England and New York, chapt. 33. Studies in Appalachian Geology. N.Y., pp. 437-451.

Sclater J.G., Francheteau J. (1970). The implications of terrestrial heat flow observation on current tectonic and geochemical models of the crust and upper mantle of the Earth Geophys. J.Roy.Astron.Soc., 20, pp. 509-542. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1970.tb06089.x

Seismic tomography: Theory and practice (1993). Ed. By H.M. Iyer and K.Hirahara, pp. 519-584.

Shipilov E.V., Senin B.V. (1988). Deep structure of the bottom of the Barents Sea. Geotektonika, 6, pp. 96-100. (In Russ.)

Chapman D., Furlong K. (1977). Continental heat flow–age relationships. Trans. Amer. Geophys. Un., 58, pp. 1240-1251.

Shkarubo S.I., Shipilov E.V. (2007). Tectonics of the Western Arctic platform. Razvedka i okhrana nedr, 9, pp. 32-47. (In Russ.)

Spichak V.V. (1999). Magnetotelluric fields in three-dimensional models of geoelectrics. Moscow: Nauchnyy mir, 204 p. (In Russ.)

Dziewonski A.M., Anderson D.L. (1984). Seismic tomography of the Earth`s interior. Amer. Sci. vol., 72(5), pp. 483-494.

Suprunenko O.I., Tugarova M.A. (2003). Geochemistry of naphthides. St. Petersburg: SPbSU, 234 p. (In Russ.)

Hosney H.M. (2000). Geophysical parameters and crustal temperatures characterizing tectonic and heat flow provinces of Egypt. ICEHM, Cairo University, pp. 152-166.

Tarakanov Yu.A. (1997). Gravitational tomography. Problems of geotomography. Moscow: Nauka, pp. 236-265. (In Russ.)

Hurtig E. (Editor-in Chief) (1991/1992). Catalogue Heat Flow Density Data. Geothermal Atlas of Europe (1991-1992). Potsdam: GeographtschKartographische Anstalt Gotha, pp. 107-156.

Tectonic map of the Barents Sea and the northern part of European Russia (1996). Scale 1:2500000. Ed. Bogdanov N.A., Khain V.E. Moscow: Kartografiya. (In Russ.)

Tsybulya L.A., Levashkevich V.G. (1992). Thermal field of the Barents Sea region. Apatity, 114 p. (In Russ.)

Morgan P., Sass J.H. (1984). Review. Thermal regime of the continental lithosphere. Journ. geodynamics, 1, pp. 143-166. https://doi.org/10.1300/J123v09n01_12

Vassoevich N.B. (1990). Lithology and oil and gas potential. Moscow: Nauka, 423 p. (In Russ.)

Verba M.L. (2008). Comparative Geodynamics of the Eurasian Basin. St.Petersburg: Nauka, 191 p. (In Russ.)

Seismic tomography: Theory and practice (1993). Ed. By H.M. Iyer and K.Hirahara, pp. 519-584.

Verzhbitskiy E.V. (2002). Geothermal regime, bottom tectonics and hydrocarbon generation temperatures in the eastern part of the Barents Sea. Geotektonika, 1, pp. 76-85. (In Russ.)

Vila M., Fernandez M., Jimenez-Munt I. (2010). Radiogenic heat production variability of some common lithological groups and its significance to lithospheric thermal modeling. Tectonophysics, 490(3-4), pp. 152-164. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2010.05.003

The authors declare that there are no conflicts of interest present.