geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2020-63-1-19-29geology-586Research ArticleГЕОЛОГИЯGEOLOGYСТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФУНДАМЕНТА И ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ВОСТОЧНО-АРКТИЧЕСКИХ АКВАТОРИЙSTRUCTURAL-TECTONIC MODEL OF THE BASEMENT AND SEDIMENTARY COVER OF EAST ARCTIC WATER AREAShttps://orcid.org/0000-0001-9485-8208КеримовВ. Ю.KerimovV. Yu.

доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик РАЕН, проректор по научной работе 

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997, Россиятел.: +7 (495) 461-37-77, доб. 21-12SPIN: 9696-1364

Dr. Sci. (Geol.-Min.), Prof., academician of the RAS, Vice-rector for scientific work23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997, Russiatel.: +7 (495) 461-37-77, add. 21-12SPIN: 9696-1364

kerimovvy@mgri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3329-7424ЛавреноваЕ. А.LavrenovaE. A.

кандидат геолого-минералогических наук, генеральный директор , отдел нефтегазовой геологии и бассейнового моделирования

39, Красногвардейская ул., г. Геленджик 353460, Россия65, Ленинский проспект, г. Москва 119991, РоссияSPIN: 1859-8634

Cand. Sci. (Geol.-Min.), General Director, Department of oil and gas Geology and basin modeling

39, Krasnogvardeiskaya str., Gelendzhik 353460, Russia65, Leninskiy ave., Moscow 119991, RussiaSPIN: 1859-8634

lavrenovaelena@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0055-7979ЩербинаЮ. В.ShcherbinaYu. V.

ведущий специалист управления фундаментальных и прикладных научных исследований 

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997, Россия тел.: +7 (915) 024-93-03SPIN: 3225-9373

leading specialist in the Department of fundamental and applied scientific research

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997, Russiatel.: +7 (915) 024-93-03SPIN: 3225-9373

scherbinauv@mgri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8365-7993МамедовР. А.MamedovR. A.

аспирант кафедры геологии и разведки месторождений углеводородов 

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997, Россиятел.: +7 (977) 600-93-90SPIN: 1694-6435

postgraduate student of the Department of Geology and exploration of hydrocarbon deposits

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997, Russiatel.: +7 (977) 600-93-90SPIN: 1694-6435

mamedovra@mgri.ruФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian FederationООО АСАП «Сервис»; Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. ГубкинаРоссияASAP “Service” LLC, Gubkin University (National University of Oil and Gas)Russian Federation202024072020111929Copyright © Керимов В.Ю., Лавренова Е.А., Щербина Ю.В., Мамедов Р.А., 20202020Керимов В.Ю., Лавренова Е.А., Щербина Ю.В., Мамедов Р.А.Kerimov V.Y., Lavrenova E.A., Shcherbina Y.V., Mamedov R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/586Введение

Введение. Областью накопления больших мощностей осадочного чехла и эпицентром погружения в течение долгого времени являлись глубокие прогибы бассейнов Арктики. Проблемы геологического строения и тектоники наиболее полно и подробно изложены в публикациях ряда исследователей Восточно-Арктического шельфа.

Цель исследования

Цель исследования. На основе анализа геолого-геофизических данных акваторий Арктического шельфа в статье поднимается вопрос геолого-тектонического строения  восточно-арктических акваторий мезозой-кайнозойского времени. Знания о структурной эволюции осадочного бассейна важны с практической точки зрения, поскольку в нем располагается большое количество полезных ископаемых, в частности залежи углеводородов.

Материалы и выводы

Материалы и выводы. Представленная работа основана на результатах обобщения геологоразведочных работ с применением современных технологий бассейнового анализа и численного бассейнового моделирования. Для формирования структурно-тектонического каркаса модели осадочных бассейнов Восточной Арктики были использованы структурные построения масштаба 1:5 000 000, выполненные специалистами ВСЕГЕИ в 2014 г. Сформированная модель включает четыре основных осадочных комплекса: доаптский, апт-верхнемеловой, палеогеновый, неоген-четвертичный. Стратегия моделирования акваторий определялась особенностями геологического строения и эволюции осадочных бассейнов, а также качеством доступной геолого-геофизической и геохимической информации. Восточно-арктические акватории включены в единую модель в связи с тем, что изучаемые осадочные бассейны входят в состав одной континентальной окраины и их границы не всегда совпадают с условными границами акваторий.

Результаты

Результаты. На основе комплекса исходных данных и выполненных по результатам их анализа и синтеза построений и моделирования разработана структурно-тектоническая модель Восточно-Сибирского и Чукотского морей и прилегающих районов, отражающая распределение главных структурных элементов, их пространственные взаимоотношения, а также их региональную иерархическую номенклатуру. Сформированная модель  включает четыре основных осадочных комплекса: доаптский, апт-верхнемеловой, палеогеновый, неоген-четвертичный. Структурная модель охватывает акватории моря Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского морей и включает пять основных поверхностей: подошву осадочного чехла, предаптское несогласие, подошву кайнозоя, несогласие в нижней части олигоцена и подошву четвертичных отложений, а также современный рельеф дна.

Заключение

Заключение. В результате применения технологии бассейнового моделирования была создана структурно-тектоническая модель фундамента и осадочного чехла в восточно-арктических акваториях, что послужит основой для планирования поисково-оценочных работ на новых структурах и выбора объектов для лицензирования.

Background

Background. For a long time, deep deflections present in the Arctic basin seafloor have been a site for accumulating a thick sedimentary cover and a subsidence epicentre. Issues associated with the geological structure and tectonics of these formations have been addressed in numerous publications devoted to the East Arctic shelf.

Aim

Aim. To discuss the question of the geological and tectonic structure of Mesozoic-Cenozoic East Arctic water areas by analysing the existing geological and geophysical data on the Arctic shelf. Information on the structural evolution of the sedimentary basin is important from a practical point of view, since these areas contain a large number of extractable resources, in particular, hydrocarbon deposits.

Materials and methods

Materials and methods. The present work reviews the results of exploration works using modern  technologies of basin analysis and numerical basin modelling. A structural-tectonic model of the East Arctic sedimentary basin was developed using the structural representations of the 1:5,000,000 scale performed by VSEGEI specialists in 2014. The developed model includes four main sedimentary complexes: pre-Aptian, Apt-Upper Cretaceous, Paleogene and Neogene-Quaternary. The modelling strategy was determined by the geological structure and evolution features of the sedimentary basin under study, as well as by the quality of available geological, geophysical and geochemical information. The East Arctic water areas were combined into a single model, since their sedimentary basins are part of the same continental margin and their boundaries do not always coincide with the conventional boundaries.

Results

Results. On the basis of the conducted analysis of initial data, we developed a structural-tectonic model of the East Siberian and Chukchi Seas, as well as their surrounding areas. This model describes the  distribution of the main structural elements, their spatial relationships, as well as their regional hierarchical nomenclature. The developed model includes four main sedimentary complexes: pre-Aptian, Apt-Upper Cretaceous, Paleogene, and Neogene-Quaternary. The structural model covering the aquatic areas of the Laptev Sea, East Siberian and Chukchi Seas includes five main surfaces: the basement of the sedimentary cover; the Pre-Aptian unconformity; the Cenozoic base; the unconformity in the lower part of the Oligocene and the basement of the Quaternary sediments; as well as the modern bottom  topography.

Conclusion

Conclusion. Using the technology of basin modelling, a structural-tectonic model of the basement and sedimentary cover of East Arctic water areas was created, which can be used for planning exploration works.

геологоразведочные работыгеолого-геофизические данныетектоникапалеогеографияфациальные схемыцифровая базаБерингово мореВосточно-Сибирское мореморе Лаптевыхбассейновое моделированиеАнадырский бассейнперспективные объектыфациальные обстановкиgeological explorationgeological and geophysical datatectonicspaleogeographyfacies schemesdigital baseBering seaEast Siberian seaLaptev seabasin’s modelingAnadyr basinprospective objectsfacies conditionsФинансирование: исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №20-35-70062.Financial disclosure: the reported study was funded by RFBR, project number 20-35-70062.ReferencesВиноградов В.А. Море Лаптевых // В кн.: Геологическое строение СССР и размещение полезных ископаемых. Т. 9. Моря Советской Арктики. Л.: Недра, 1984. С. 50—60.Vinogradov V.A. Laptev Sea // In the book: The geological structure of the USSR and the location of minerals. T. 9. Sea of the Soviet Arctic. Leningrad, Nedra, 1984, pp. 50—60. (In Russian).Голионко Г.Б., Погребицкий Ю.Е., Сенин Б.В., Шипилов Э.В. Рельеф складчатого фундамента арктических морей СССР и сопредельных территорий. Апатиты: КНЦ АН СССР, 1989. 44 с.Golionko G.B., Pogrebickij Yu.E., Senin B.V., Shipilov Ye.V. The relief of the folded foundation of the Arctic seas of the USSR and adjacent territories. Kola research center Academy of Sciences of the USSR — Apatity, 1989, 44 p. (In Russian).Зоненшайн Л.П., Натапов Л.М. Тектоническая история Арктики // В кн.: Актуальные проблемы тектоники. М.: Наука, 1987. С. 31—57.Zonenshajn L.P., Natapov L.M. Tectonic history of the Arctic. Moscow, Nauka, 1987, pp. 31—57. (In Russian).Иванов В.Л., Ким Б.И., Косько М.К. и др. Лаптевский седиментационный бассейн // В кн.: Геология и полезные ископаемые России. Т. 5. Арктические и Дальневосточные моря. Кн. 1. Арктические моря. ВСЕГЕИ, 2004. С. 274—319.Ivanov V.L., Kim B.I., Kos’ko M.K. et al. Laptev sedimentation basin // In the book: Geology and minerals of Russia. T. 5. The Arctic and Far Eastern Seas. Book. 1. Arctic seas. VSEGEI, 2004, pp. 274—319. (In Russian).Иванова Н.М., Секретов С.Б., Шкарубо С.И. Данные о геологическом строении шельфа моря Лаптевых по материалам сейсмических исследований // Океанология. 1989. Т. XXIX. Вып. 5. С. 789—793.Ivanova N.M., Sekretov S.B., Shkarubo S.I. Data on the geological structure of the shelf of the Laptev Sea based on seismic data. Oceanology, 1989. T. XXIX. Vol. 5, pp. 789—793. (In Russian).Ким Б.И. Геологическое строение моря Лаптевых // В кн.: Геология и полезные ископаемые шельфов России. М.: Геос, 2002. С. 26—37.Kim B.I. Geological structure of the Laptev Sea // In the book: Geology and Minerals of the Russian Shelves. Moscow, Geos, 2002, pp. 26—37. (In Russian).Ким Б.И., Рейнин И.В. Эволюция Восточно-Арктического шельфа и палеошельфа в плейстоцене: Проблемы кайнозойской палеоэкологии и палеогеографии морей Северного Ледовитого океана // Тез. докл. 3-й Всес. конф. КНЦ АН СССР. Апатиты, 1989. С. 44—45.Kim B.I., Rejnin I.V. The evolution of the East Arctic shelf and the paleoshelf in the Pleistocene: Problems of the Cenozoic paleoecology and paleogeography of the seas of the Arctic Ocean. Theses of the report of the 3rd allUnion conference — KSC of the Academy of Sciences of the USSR — Apatity, 1989, pp. 44—45. (In Russian).Косько М.К., Бондаренко Н.С., Непомилуев В.Ф. Государственная геологическая карта СССР. М-б 1: 200 000 (серия Новосибирские острова). Листы Т-54 — XXXI, XXXII, XXXIII; S-53 — IV, V, VI; S-53 — XI, XII; S-54 — I, II, III; S-54 — VII, VIII, XIX, XIII, XIV, XV. Объясн. Записка. М.: ПГО «Севморгеология», 1985. 162 с.Kos’ko M.K., Bondarenko N.S., Nepomiluev V.F. State geological map of the USSR. M-b 1: 200 000 (series Novosibirsk Islands). Sheets T-54 — XXXI XXXII XXXIII; S-53 — IV, V, VI; S-53 — XI, XII; S-54 — I, II, III; S-54 — VII, VIII, XIX, XIII, XIV, XV. Explained Note. Moscow, PGO “Sevmorgeologiya”, 1985, 162 p. (In Russian).Кумар Н., Грантс Дж., Эммет П.А. Стратиграфические и тектонические границы Американского Чукотского шельфа: разведочные данные новой региональной глубинно-сейсмической съемки // Лондонское Геологическое Общество. Мемуары 35(1). Глава 33. 2011. С. 501—508.Kumar N., Granath J., Emmet P.A. Stratigraphic and tectonic framework of the US Chukchi Shelf: Exploration insights from a new regional deep-seismic reflection survey. Geological Society London Memoirs, 2011, vol. 35, no. 1, chapter 33, pp. 501—508.Лазуркин Д.В. Перспективы нефтегазоносности морей Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского. Масштаб 1:7 500 000 // Атлас: Геология и полезные ископаемые шельфов России. М.: ГИН РАН, 2004.Lazurkin D.V. Prospects for the oil and gas potential of the Laptev, East Siberian, Chukchi Seas // Scale 1: 7 500 000. Atlas: Geology and minerals of the Russian shelf. Moscow, GIN RAS, 2004. (In Russian).Литвин Е.С. и др. Оценка перспектив нефтегазоносности российского континентального шельфа за пределами 200 миль в рамках подготавливаемой заявки в Комиссию по границам континентального шельфа, оценка неразведанных потенциальных ресурсов УВ в пределах заявки на основе сейсмических исследований МОВ-ОГТ ГСЗ // ГК № 33/23/82-1. Мурманск: МАГЭ, 2015 (ф).Litvin E.S. et al. Evaluation of the oil and gas prospects of the Russian continental shelf beyond 200 miles in the framework of a prepared application to the Commission on the boundaries of the continental shelf, assessment of unexplored potential hydrocarbon resources within the application based on seismic studies of the MOV-OGT GSZ // GK no. 33/23 / 82-1. MAGE, Murmansk, 2015, f. (In Russian).Петровская Н.А. Изучение геологического строения и оценка перспектив нефтегазоносности осадочных бассейнов в Восточно-Сибирском море // Отчет ОАО «Дальморнефтегеофизика». Ю.-Сахалинск, 2012 (ф).Petrovskaja N.A. The study of the geological structure and assessment of the prospects of oil and gas sedimentary basins in the East Siberian Sea. Report of OJSC Dalmorneftegeofizika Y.-Sakhalinsk, 2012 (f). (In Russian).Секретов С.Б. Осадочные комплексы и перспективы нефтегазоносности морей Лаптевых и ВосточноСибирского // В кн.: Геология и полезные ископаемые шельфов России. М.: Геос, 2002. С. 54—77.Sekretov S.B. Sedimentary complexes and oil and gas prospects of the Laptev and East Siberian Seas // In the book: Geology and Minerals of Russian Shelves. Moscow, Geos, 2002, pp. 54—77. (In Russian).Секретов С.Б. Региональная сейсмостратиграфия осадочного чехла шельфа моря Лаптевых и континентальной окраины Восточно-Сибирского моря // В кн.: Геология и полезные ископаемые шельфов России. М.: Геос, 2002. С. 37—54.Sekretov S.B. Regional seismic stratigraphy of the sedimentary cover of the Laptev Sea shelf and the continental margin of the East Siberian Sea // In the book: Geology and Minerals of Russian Shelves. Moscow, Geos, 2002, pp. 37—54. (In Russian).Сомме Т.О., Доре А.Г., Лундин Е.Р., Торудбаккен Б.О. Триасовая палеогеография Арктики: последствия для направления отложений и заполнения бассейнов // Бюллетень AAPG. 2018. T. 102. № 12. С. 2481—2517..Somme T.O., Dore A.G., Lundin E.R., Torudbakken B.O. Triassic paleogeography of the Arctic: Implications for sediment routing and basin fill. AAPG Bulletin. 2018, vol. 102, no. 12, pp. 2481—2517.Тектоническая карта морей Карского, Лаптевых и Севера Сибири // М 1:2 500 000 (под. ред. Н.А. Богданова и В.Е. Хаина). М.: Инст. литосферы, 1998.Tectonic map of the seas of Kara, Laptev and the North of Siberia. Moscow, Inst. Lithosphere, 1998. (In Russian).Хорошилова М.А., Фанке Д., Кириллова Т.А., Мули Б., Никишин А.М. и др. Датировка и корреляция опорных сейсмических горизонтов в Лаптевоморском бассейне // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2014. Т. 4. № 5. С. 3—11.Horoshilova M.A., Fanke D., Kirillova T.A, Muli B., Nikishin A.M., et al. Dating and correlation of reference seismic horizons in the Laptev Sea basin. Moscow University Herald. Series 4, Geology, 2014, vol. 4, no. 5, pp. 3—11. (In Russian).Шкарубо С.И., Заварзина Г.А., Зуйкова О.Н. Результаты современного этапа изучения лаптевоморского шельфа: от гипотез к новым фактам и проблемам // Разведка и охрана недр. 2014. № 4 С. 23—30.Horoshilova M.A., Fanke D., Kirillova T.A, Muli B., Nikishin A.M., et al. Dating and correlation of reference seismic horizons in the Laptev Sea basin. Moscow University Herald. Series 4, Geology, 2014, vol. 4, no. 5, pp. 3—11. (In Russian).Яшин Д.С., Ким Б.И. Геохимические признаки нефтегазоносности Восточно-Арктического шельфа России // Геология нефти и газа. 2007. № 4. С. 25—29.Shkarubo S.I., Zavarzina G.A., Zujkova O.N. The results of the modern stage of the study of the Laptev Sea shelf: from hypotheses to new facts and problems. Exploration and protection of mineral resources, 2014, no. 4, pp. 23—30. (In Russian).Shkarubo S.I., Zavarzina G.A., Zujkova O.N. The results of the modern stage of the study of the Laptev Sea shelf: from hypotheses to new facts and problems. Exploration and protection of mineral resources, 2014, no. 4, pp. 23—30. (In Russian).Shkarubo S.I., Zavarzina G.A., Zujkova O.N. The results of the modern stage of the study of the Laptev Sea shelf: from hypotheses to new facts and problems. Exploration and protection of mineral resources, 2014, no. 4, pp. 23—30. (In Russian).Jashin D.S., Kim B.I. Geochemical signs of oil and gas potential of the East Arctic shelf of Russia. Geology of oil and gas, 2007, no. 4, pp. 25—29. (In Russian).Jashin D.S., Kim B.I. Geochemical signs of oil and gas potential of the East Arctic shelf of Russia. Geology of oil and gas, 2007, no. 4, pp. 25—29. (In Russian).Jashin D.S., Kim B.I. Geochemical signs of oil and gas potential of the East Arctic shelf of Russia. Geology of oil and gas, 2007, no. 4, pp. 25—29. (In Russian).Jashin D.S., Kim B.I. Geochemical signs of oil and gas potential of the East Arctic shelf of Russia. Geology of oil and gas, 2007, no. 4, pp. 25—29. (In Russian).

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