С целью выполнения рекомендаций Комиссии ООН в 2007 г. в составе экспедиции «Арктика-2007» ВНИИОкеангеология провела морские комплексные геолого-геофизические исследования и аэрогеофизическую съемку на полигоне на хребте Ломоносова и в зоне сочленения хребта с шельфом морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (рис. 1).

Рис. 1. Район геолого-геофизических исследований в экспедиции «Арктика-2007»

Учитывая тяжелые ледовые условия в период проведения работ в районе хребта Ломоносова, морские исследования выполнялись на атомном ледоколе «Россия» Мурманского морского пароходства.

Комплекс геолого-геофизических исследований включал: наледные сейсмические наблюдения ГСЗ (600 км), МПВ вдоль секущего профиля длиной 120 км и сейсмозондирования МОВ; наледные гравиметрические наблюдения; геологические исследования; сейсмоакустическое и телефотопрофилирование; аэрогеофизические (магнитометрические и гравиметрические) наблюдения в полосе геотраверса в масштабе 1:1 000 000.

В работе принимали участие сотрудники ФГУП «ВНИИГеофизика» (Центр-Геон), ФГУП ПМГРЭ и других организаций.

Наледные сейсмические и гравиметрические наблюдения

Основной вид исследований – наледные сейсмические наблюдения вдоль опорного профиля – включал глубинные сейсмические зондирования (ГСЗ), зондирования методом преломленных волн (МПВ) и зондирования методом отраженных волн (МОВ). Наледные работы выполнялись авиадесантным способом с использованием двух вертолетов: МИ-8 и КА-32, базировавшихся на атомоходе «Россия».

Выполнено три расстановки ГСЗ, составивших субмеридиональный профиль протяженностью 600 км вдоль хребта Ломоносова и через зону сопряжения хребта с шельфом морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (рис. 2). На каждой из трех расстановок на базе 150 км выставлялось 30 регистраторов с шагом 5 км. В качестве источника возбуждения сейсмических волн использовались тротиловые заряды весом от 0.2 до 1.0 тонны. Глубина погружения заряда колебалась от 100 до 80 м в зависимости от величины заряда. Каждая расстановка отрабатывалась из 8 пунктов взрыва через 50 км, 4 из которых в пределах расстановки регистраторов и по 2 выносных; максимальное расстояние взрыв-регистратор – 250 км. Плановая привязка пунктов взрыва и пунктов регистрации выполнялась с помощью спутниковой навигационной системы «НАВСТАР».

Рис. 2 Район геолого-геофизических исследований в экспедиции «Арктика-2007»

В качестве сейсмических регистраторов использовались наледные цифровые сейсмические станции «Дельта-Геон» с интервалом дискретизации записи 7 мс.

Для учета дрейфа льда часть регистраторов «Дельта-Геон» дублировались регистраторами «ГНОМ» (разработка КБ ТЕХМОРГЕО, интервал дискретизации записи 4 мс), оснащенными приемоиндикаторами спутниковой навигационной системы «НАВСТАР».

Наблюдения МПВ выполнены на секущем профиле (в пределах первой расстановки ГСЗ), выбранном с учетом прогнозной модели строения зоны сопряжения хребта Ломоносова с прилегающим шельфом. На базе 60 км было выставлено 30 регистраторов с шагом 2 км. Отработано 5 пунктов взрыва с интервалом 30 км: три в пределах расстановки и два выносных, величина заряда 0.2–0.4 тонны; максимальное расстояние взрыв-регистрация – 90 км.

Схема отработки профилей ГСЗ и МПВ представлены на рис. 3.

Рис. 3. Схемы выполненных наблюдений на профилях ГСЗ (а) и МПВ (б) в экспедиции «Арктика-2007»

Наблюдения МОВ выполнялись на каждой точке регистраторов ГСЗ при их снятии. Для возбуждения сейсмических волн использовались заряды из 10 электродетонаторов, которые опускались в трещины или разводья на глубину 8 м.

Дополнительно на каждой расстановке регистраторов ГСЗ проводились гравиметрические наблюдения с двумя или тремя приборами.

Для привязки гравиметров в процессе наледной съемки выполнялись маятниковые измерения в районе профиля ГСЗ, а также во всех точках дрейфа ледокола во льдах. Результаты обработки показали, что погрешность измерения средних приращений значений ускорения силы тяжести определены в точках наблюдений не хуже ± (0.6–0.8) мГал.

Точки заложения станций донного геологического опробования определялись на основе анализа актуализированной батиметрической карты района работ, а также с учетом результатов сейсмоакустического и теле-фотопрофилирования. Особенный интерес для изучения представляла крупнообломочная часть донных отложений, обнаруженная в разрезах грунтовых колонок и дночерпателей. Как было показано ранее (Кабаньков и др., 2004), происхождение значительной части крупнообломочной фракции, обнаруживаемой в пределах области Центрально-Арктических поднятий, обусловлено размывом местных коренных пород, то есть имеет эдафогенный характер.