Комплексные геолого-геофизические, газогеохимические и океанографические исследования в территориальных водах Вьетнама Южно-Китайского моря на НИС «Академик М.А. Лаврентьев» (рейс № 88)
Территориальные воды Вьетнама, Южно-Китайское море
25 октября – 8 декабря 2019 г.
Общая численность научного состава:
В период с 25 октября по 06 ноября 2019 года – 24 научных сотрудника ТОИ ДВО РАН.
В период с 07 по 25 ноября 2019 года – 34 человека, в том числе:
- ТОИ ДВО РАН – 24,
- сотрудников из научных организаций СРВ – 10.
В период с 26 ноября по 08 декабря 2019 года – 23 научных сотрудника ТОИ ДВО РАН.
Группа управления:
- д.г.-м.н. Шакиров Р.Б. – начальник экспедиции, зам. директора института по научной работе, заведующий лабораторией газогеохимии ТОИ ДВО РАН;
- д.г.-м.н. Обжиров А.И. – зам. начальника экспедиции;
- к.г.-м.н.Валитов М.Г. – зам. начальника экспедиции. Ли Н.С. – уч. секретарь.
Научный состав экспедиции включал 6 отрядов:
- Геофизический отряд – начальник отряда к.г-м.н. Прошкина З.Н.;
- Газогеохимический отряд – начальник отряда к.г-м.н. Телегин Ю.А.;
- Геологический отряд – начальник отряда к.г-м.н. Съедин В.Т.;
- Гидрологический отряд – начальник отряда Воронин А.А.;
- Микробиологический отряд – начальник отряда Еськова А.И.;
- Гидроакустический отряда – начальник отряда Стороженко А.В.
Иностранные участники приписывались к вышеназванным отрядам.
Основной целью экспедиции являлось выполнение комплексных геолого-геофизических, геохимических и океанографических исследований на привьетнамской акватории Южно-Китайского моря для изучения особенностей геологического строения и геофизических полей континентального шельфа и склона Вьетнама, исследования океанографических, газогеохимических, геомикробиологических, гидрооптических, атмохимических, гидроакустических характеристик толщи вод и осадочных отложений, поиск индикаторов минеральных ресурсов, палеогеографические и экологические исследования.
- Изучение геофизических полей как основы для исследования глубинной структуры, характера тектонических деформаций осадочного комплекса и подстилающего фундамента.
- Изучение структуры осадочного чехла и рельефа дна.
- Поиск и изучение донных газовых потоков.
- Оценка перспектив поисков газогидратов.
- Оценка потоков метана и ртути на интерфейсе вода-атмосфера. • Выявление особенностей распределения и генезиса аномальных газогеохимических полей.
- Изучение литологического, минералогического и химического состава донных отложений и их характеристик.
- Изучение твердых пород и включений.
- Изучение химического состава органического вещества донных отложений, поиск биомаркеров углеводородов. • Изучение микробиологической генерации и окисления углеводородных газов в осадках и толще вод.
- Изучение химического состава поровых вод осадочных отложений.
- Изучение распределения температуры, солености, содержания кислорода, флюоресценции, мутности, РОВ в толще вод.
- Разработка оптических моделей для сканеров цвета моря, устанавливаемых на спутниках с геостационарными и высокими эллиптическим орбитами, для случаев высоких значений зенитных углов Солнца и детектора. • Измерение вертикального распределения гидрооптических характеристик в слое 0-200 метров.
- Измерение распределения и динамики парниковых газов в приводном слое атмосферы, сбор и анализ данных по эмиссии метана и углекислого газа на двух уровнях высот относительно водной поверхности согласно движению судна.
- Исследования рассеяния звука на мелкомасштабных неоднородностях водной толщи океана на различных глубинах.
- Измерения коэффициентов поглощения звука и нелинейного акустического параметра воды в верхнем слое океана.
- Измерение гидроакустических характеристик по ходу судна и на станциях. На станциях измерения коэффициентов поглощения звука и нелинейного параметра воды проведены с применением макета зонда (ТОИ) с глубиной зондирования до 100 м.
- Отбор проб толщи вод и осадков для изучения полиароматических углеводородов (ПАУ).
- Выполнение CTD-зондирования комплексных океанологических измерений для исследования формирования структуры полей гидрологических характеристик.
- Регистрация гидролого-гидрохимических параметров поверхностных вод с помощью проточной системы по ходу движения судна.
Экспедиционный рейс выполнялся в режиме заграничного плавания, начался и закончился в п. Владивосток в период с 25 октября по 08 декабря 2019 г. В городе Нячанг на судно прибыли вьетнамские участники экспедиции, в порту города Хайфон они покинули судно, в том числе и один человек из числа российских участников.
Экспедиционные работы проводились в 3-х районах. В пределах первого и второго районов исследования были выбраны полигоны, на которых был сосредоточен основной объем работ, в третьем районе были выполнены профильные измерения по маршруту движения судна. В пределах каждого полигона работы начинались с выбора станций, где производилось: отбор проб осадков и воды, литологическое описание осадков, промывка керна на наличие твердой фракции, извлечение газа из проб керна донных осадков, колонок воды, набортный газохроматографический анализ, минералогические и микробиологические исследования, исследование вертикальных профилей гидролого-гидрохимических и гидрооптических параметров морской воды, регистрация концентрации хлорофилла-а и содержание растворенного органического вещества в водной толще. Далее выполнялись батиметрическая и геофизические съёмки (гравиметрические и магнитометрические измерения) вдоль заранее намеченных профилей. Попутно на ходу судна выполнялись гидрологические, гидрооптические и атмохимические измерения.
За время экспедиции пройдено 7016.9 миль.
Выполнено более 2197 погонных миль акустического зондирования дна, 2326 миль гравиметрической съемки, 1559 миль магнитометрической съемки. На протяжении всего рейса произведены измерения гидролого-гидрохимических параметров (температура, электропроводность, интенсивность флюоресценции, растворенный кислород), с высокой дискретностью (интервал 10 сек.) в поверхностном слое моря с использованием проточной системы.
Геологическое опробование донных осадков произведено на 65 станциях. Поднято 49 кернов донных отложений, общей длиной 110.25 метров.
За время рейса (исследовано более 6400 км маршрута) с лазерного газоанализатора G14 было получено 5895 пятиминутных измерений по углекислому газу и 6183 пятиминутных значения по метану, с газоанализатора G7 – 2754 измерения по углекислому газу и 3042 измерения по метану.
Выполнено 40 станций гидрологических исследований, отобраны пробы на анализы: микробиологический, газогеохимический, химический (методом лазерно-искровой спектроскопии) и определены гидрооптические компоненты. Выполнено 24 станции зондирования профилографом SBE 19 plus.
Всего было отобрано и проанализировано 56 шлихов шлама керна осадочных отложений. Были взяты и проанализированы остатки живых организмов из легкой фракции для определения возраста осадочной толщи. Все полученные данные имеют координатную привязку и синхронизированы по времени.
Финансирование экспедиции осуществлялось в рамках Государственного задания за счет целевой субсидии Совета по гидросфере Земли Минобрнауки РФ.
Все выполненные в рейсе исследования требуют обработки в условиях береговой лаборатории и, следовательно, приводимые ниже результаты носят предварительный характер.
- Выполнена геофизическая площадная съемка южного материкового склона и центрального шельфа Вьетнама, а также гравимагнитное профилирование бассейна Красной реки. Построены карты гравитационного и магнитного полей. С учетом большого объема геологических и гидрологических работ, а также ограниченности во времени и плохих метеоусловий геофизические работы выполнялись по нерегулярной сети профилей, что повлияло на итоговый результат. Некоторые структуры не удалось проследить в геофизических полях. Однако выполненные работы дополнили геофизические данные, полученные в 80-х – 90-х годах прошлого столетия.
- Проведено картирование рельефа, уточнены батиметрические профили континентального шельфа и склона СРВ.
- В ходе экспедиционного исследования были получены уникальные данные по распределению углекислого газа, метана и ртути в приводном слое атмосферы на территории Японского, Восточно-Китайского и Южно-Китайского морей.
- Установлено явление эмиссии метана, углекислого газа и ртути из водной толщи в атмосферу при определенных гидрометеорологических условиях, в том числе по причине антропогенного загрязнения.
- Впервые выявлены закономерности распределения газогеохимических полей углеводородных газов, гелия, водорода, азота и углекислого газа в главных нефтегазоносных и перспективных осадочных бассейнах привьетнамского шельфа и склона, выявлены новые перспективные зоны нефтегазогенерации и миграции углеводородов.
- Уточнен газогеохимический фон, впервые закартированы аномальные газогеохимические поля, на этой основе намечены перспективные зоны для поисков новых залежей нефти и газа, а также газогидратов.
- Получены новые уникальные данные, касающиеся комплексных лито-геохимических и минералогических характеристик осадочных отложений шельфа и склона СРВ.
- Отобрана коллекция кернов осадочных отложений по всем станциям для детальных исследований в береговых условиях. Создан депозитарий геомикробиологических образцов для исследования процессов нефтеокисления, сульфатредукции, газоокисления и газогенерации в осадочных отложениях. Отобраны пробы для исследований видового разнообразия бентосных фораминифер, диатомей и радиолярий и их взаимосвязи с газовыми потоками.
- Впервые отобраны образцы осадков и воды для исследования полиароматических углеводородов (ПАУ).
- Получен уникальный массив гидрологических, гидрооптических, гидрохимических данных. На всех станциях выявлен пикноклин в поверхностном слое моря 30-60 метров. К данному пикноклину соответствует пик в вертикальном распределении концентрации хлорофилла-а порядка 0.5-1 мкг/л. Придонный слой (10-50 м, в зависимости от станции) ярко выражен отсутствием изменчивости гидрологических параметров. Так же наблюдалось снижение концентрации кислорода до 70-110 мкмоль/кг, в зависимости от зондируемой глубины.
- Накоплены измерения параметров морской воды на ходу судна с использованием проточной системы, которые позволяют отследить структуру изменения поверхностных вод, а также использовать данные для определения растворенных газов в морской воде.
- Отобраны пробы на анализ методом лазерно-искровой (эмиссионной) спектроскопии с целью определения основных химический элементов морской воды, таких как натрий, марганец, калий, кальций и др.
- Получен уникальный массив гидроакустических данных, позволяющий исследовать тонкие неоднородности толщи вод, оценку поведения биомассы, газовых включений (факелов и плюмов пузырей газа), нелинейные параметры водных масс в переходный осенне-зимний сезон на шельфе и склоне Вьетнама.
- Получены уникальные данные по распределению коэффициента обратного рассеяния звука и построены профили дна.
- Повсеместно в осадочных отложениях обнаружены аутгиненные образования: аморфные агрегаты, кристаллическая структура отсутствует, основная форма шарообразная, также они встречаются в скоплениях вытянутой цилиндрической и ксеноморфной формы. Предположительно конкреции имеют рудную природу.
- В южной привьетнамской части моря (район I) в осадках обнаружены высокие концентрации метана от 0.25 мл/дм3 до 0.015 мл/дм3, которые превышают фоновые значения в 10-100 раз, что отражает повышенное насыщение метаном верхних слоев донных осадков. Кроме метана в газе донных осадков зафиксированы гомологи метана (этан, пропан, бутан), углекислый газ. Весь комплекс газов является важным индикатором генезиса газа и геологических процессов в изученной части моря.
