Сейсмотектоническая обстановка вдоль трассы нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан на территории Якутии

СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ВДОЛЬ ТРАССЫ'-НЕФТЕПРОВОДА «ВОСТОЧНАЯ . * СИБИРЬ - ТИХИЙ ОКЕАН» > НА ТЕРРИТОРИИЯКУТИИ

А. Ф. Петров, Б. М. Козьмин, С. В. Шибаев, К. В. Тимиршин

Анатолий Фирсович Петров,

кандидат геолого-минералогических наук, главный геолог Якутского филиала Геофизической службы СО РАН.

Борис Михайлович Козьмин,

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН.

Сергей Валентинович Шибаев,

директор Якутского филиала Геофизической службы СО РАН.

Константин Васильевич Тимиршин,

кандидат геолого-минералогических наук, заместитель директора по науке Якутского филиала Геофизической службы СО

Общая протяженность нефтепроводов в пределах Российской Федерации составляет примерно 350 тыс. км. Их строительство и эксплуатация, несомненно, оказывают негативное, а при крупных и частых авариях - катастрофическое воздействие на природную среду. Поэтому известие о прокладке по территории Якутии нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан» (ВСТО) было воспринято в республике неоднозначно. Представители некоторых научных и общественных организаций высказали обоснованные опасения за сохранность северной природы. Внесенные ими предложения касались организации предварительного, а затем и более глубокого изучения природных условий вдоль трассы, выбора оптимальных методов строительства, обеспечивающих безопасную эксплуатацию нефтепровода. В настоящей статье кратко рассматриваются тектоническое строение и сейсмичность трассы ВСТО, неполный учет которых в проекте и соответственно при строительстве нефтепровода может привести к крупным авариям и оказать серьезное негативное воздействие на окружающую среду.

По проекту трасса нефтепровода «Восточная Сибирь-Тихий океан» на территории РС(Я) тянется от южной границы республики полевому берегу р. Лены до г Ленска, а затем к г. Олек-минску. В 3-5км ниже впадения в р. Лену ее правого притока - р. Олек-мы - трасса пересекает р. Лену и идет к юго-востоку почти по прямой линии до г. Алдана. Здесь она поворачивает на юг, и направление ее становится субпараллельным автомобильной дороге «Лена» и железной дороге «АЯМ» кг Тынде. Длина нефтепровода в пределах территории Якутии составит 1363 км. На этом пути будут построены переходы через 30 речных преград, в том числе 800-метровый тоннель под р. Леной.

Трасса нефтепровода пройдет преимущественно по малоосвоенной, горно-таежной местности, где нет дорог, ЛЭП, населенных пунктов. Здесь практически повсеместно развиты многолетнемерзлые породы, карст, существуют источники подземных вод и наледи. На территории будущей трассы развиты опасные экзогенные и эндогенные геологические процессы, сложно построенные складчатые структуры, зоны активных разломов земной коры и происходят землетрясения различной интенсивности. Известны в этой местности также палео- и современные сейсмодисло-кации (трещины и рвы, оползни, камнепады, повалы леса, горные лавины, сели и др.). Геологическая изученность трассы различна. Лучше других исследован участок от г. Алдана до г. Тынды. Значительный объем геолого-геофизических изысканий выполнен и на западе Якутии, особенно в районе нефтегазовых месторождений «Талакан» и «Чаянда». На остальной территории проведена только Государственная геологическая съемка масштаба 1: 200 000 и пройдены единичные геофизические профили.

Западный участоктрассы пересекает Предпатомский краевой прогиб, расположенный на границе Сибирской платформы и Байкало-Патом-ской орогенной области [1]. Характерной особенностью Предпатомского прогиба является широкое развитие разрывных нарушений, представленных надвигами, взбросами и сдвигами (рис. 1). Они составляют Вилюйско-Мархинскую систему разломов северо-восточного простирания, которая тянется в пределах Сибирской платформы на сотни километров [2]. Пред-патомский прогиб отделяется от оро-генной области системой надвигов, из которых Пилкинский наиболее близко тяготеет к трассе нефтепровода. По геофизическим данным, амп-

Рис. 1. Фрагмент «Тектонической карты Якутии» [1].

литуда смещений в зоне влияния этого разлома достигает нескольких километров. Бурение на Талаканской поисковой площади и прилегающих участках показало широкое развитие надвигов и в пределах Предпатомского прогиба. Это отмечено скважинами, вскрывшими сдвоенные разрезы отложений кембрийского возраста. В результате надвигообразования в Предпатомском прогибе оказалось уничтоженным большинство синклинальных структур.

Наиболее крупными структурными складчатыми объектами Центрально-Якутской деструктивной зоны на левобережье р. Лены, пересекаемыми трассой нефтепровода, являются Пеледуйская мегантиклиналь, Пеле-дуйское поперечное поднятие, Мухтуйская мегантиклиналь, Нюйская депрессия, Уринский антиклинорий, Пеле-дуйско-Бетенчинский вал, Джеюктинский выступ, Березовский прогиб и др. (см. рис. 1). Они разделены протяженными разломами северо-восточного простирания -Нюрбинским, Кемпендяйским, Баппагайским, сопровождаемыми дайками основного состава. Некоторые прогибы (Кемпендяйский и Ыгыаттанский, Вилюйская сине-клиза) заполнены палеозойскими и мезозойскими осадками мощностью до 12 км, в то же время на поднятиях осадки такого возраста не сохранились или имеют значительно меньшую мощность. Вышеизложенное свидетельствует об активных тектонических движениях в этом регионе в новейшее время и на современном этапе геологического развития территории. Подтверждением такой ситуации могут служить Средне-Ленское (Мели-чанское) землетрясение с интенсивностью в эпицентре до 6 баллов (шкала МБК-64), произошедшее в 1974 г в Березовском прогибе вблизи трассы проектируемого нефтепровода, и подземные толчки в 1978, 1995 и 2003 гг. в Предпатомском прогибе с силой в эпицентре 5-6 баллов. Геодезические данные по скорости современных вертикальных движений блоков земной коры и

ярко выраженные на космо- и аэрофотоснимках линеамен-ты* также свидетельствуют о нарушенности здесь форм рельефа.

На протяжении от р. Бирюк до г. Олекминска трасса нефтепровода пересекает зону со слабо дислоцированными кембрийскими и верхнепалеозойскими отложениями, а также два тектонических нарушения северо-восточного простирания - мантийный Верхнесин-ский и коровый Нерюктяйский разломы, генерирующие слабые землетрясения. Интенсивно дислоцированные известняки и доломиты нижнекембрийского возраста на участке перехода нефтепровода через р. Лену располагаются в зоне Бирюкского мантийного разлома северо-запад-юго-восточного простирания, который на правом берегу р. Лены сочленяется с системой субмеридиональных разломов: Борсалинским, Амгинским и Ним-нырским, отчетливо выделяемым в аномалиях магнитного поля Земли. В зоне влияния Бирюкского разлома отмечено около 10 землетрясений силой до 4 баллов. В районе г. Олекминска обнажается шток субщелочных сиенитов верхнепалеозойского возраста. Кроме того, по результатам геолого-геофизических исследований здесь закартирован Солянский вал субширотного простирания. Эти данные, а также большое количество отчетливо диагностируемых на космических снимках линеаментов, представляющих разломы в осадочном чехле, указывают на возможное усиления активных тектонических процессов на участке проектируемого тоннельного перехода нефтепровода через р. Лену.

Участок трассы от устья р. Олекмы до г. Алдана наименее изучен. Здесь, по данным геолого-съемочных работ, преобладают нижнекембрийские карбонатные толщи, преимущественно полого погружающиеся в северном направлении. Они нарушены брахиформными складками, среди которых наиболее крупными пликатив-ными структурами являются Олекмо-Мархинский вал и Туолбинский выступ северо-восточного простирания. Линия нефтепровода пересечет Чаро-Амгинский и Туолбинский коровые и большое число мелких разломов осадочного чехла - Олекмо-Амгинский, Чаро-Амгинский, Томмотский и др., а также ряд дизъюнктивов, заполненных дайками основного состава. Эта часть трассы пройдет в основном по северному склону Алданской антекли-зы. Наиболее опасными для нефтепровода геологическими процессами здесь являются карст, оползни, соли-флюкция, пучение, термокарст, источники подземных вод (наледи зимой), а также разломные зоны с повышенной трещиноватостью горных пород.

Самым сложным при строительстве и эксплуатации нефтепровода будет участокот г Алдана до г Тынды, где

* Линеамент - глубинный разлом, активный блок земной коры и др.

его трасса пройдет по сложноскладчатым структурам Алданского щита Сибирской платформы и Джугджуро-Становой области через границу двух крупных лито-сферных плит: Евразиатской и Амурской (Китайской). Указанную границу представляет на местности зона Станового краевого шва Сибирской платформы. На протяжении почти 200-250 км нефтепровод окажется здесь в области повышенной сейсмической опасности, последовательно пересекая с севера на юг районы с проявлениями землетрясений от 6 до 10 баллов, а также многочисленные системы разломов различной кинематики и степени активности. К ним относятся разломы Северо- и Центральноалданской системы (Ярогинский, Алданский, Нимнырский, Горбылляхский, Тимптонский), а также Джугджуро-Становая система (Южно-Чульман-ский надвиг, Унгринский, Центральноалданский и ряд других нарушений).

Строение метаморфических толщ Алданского щита исключительно сложное. Здесь установлено широкое распространение смятых в складки тектонических границ, складчато-деформированных разрывов, надвигов, по которым пространственно были совмещены породы разных фаций метаморфизма, систем сланцеватости, не совпадающих с направлением слоистости. Горные породы многократно сминались в складки различных генераций и размеров [3].

Высокая тектоническая активность проявилась на Алданском щите в мезозое. Здесь, в Предстановом краевом прогибе, сформировались мощные толщи угленосных мезозойских отложений, а также произошло внедрение тел щелочных и ультраосновных пород. Эти процессы в кайнозое сопровождались интенсивными блоковыми движениями, приведшими к образованию отдельных прогибов и грабенов, а позднее к надвиганию в направлении с юга на север горных пород архейского возраста на мезозойские толщи. В настоящее время здесь существует вытянутая в широтном направлении ЮжноАлданская система впадин, заполненных карбонатными протерозойскими и мезозойскими, преимущественно терригенными угленосными, осадочными толщами. Впадины - типичные грабены, ограниченные сбросами и надвигами с амплитудой до нескольких сот метров. Вся система вытянута субширотно, имеет протяженность около 900 км при ширине 100-140 км и разделена горстами или «перемычками», приподнятыми на различные высотные уровни. Горные перемычки сложены архейскими интенсивно метаморфизо-ванными гнейсами, сланцами и различными по составу магматическими породами. Как показали исследования [4, 5], характер тектонических напряжений и геодинамическая обстановка на этой территории, начиная с мезозойского времени, не менялись, и в настоящее время здесь продолжается сжатие земной коры, что подтверж-

дается параметрами фокальных механизмов землетрясений и геодезическими материалами, полученными на Южно-Якутском геодинамическом полигоне [6].

Приведенные данные о сейсмотектонической обстановке на трассе нефтепровода «Восточная Сибирь -Тихий океан» на территории РС(Я) позволяют выделить участки с различной степенью опасности, обусловленной происходящими современными геологическими процессами.

Потенциально опасным является западный участок, находящийся в пределах Предпатомского прогиба. На этой территории сейсмические наблюдения осуществляются одной сейсмостанцией, работающей с отдельными перерывами всего 4 года (2001-2006 гг.), хотя тектоническая обстановка здесь оценивается как очень активная, а уровень сейсмичности по карте ОСР-97-С соответствует 6-8 баллам.

Второй опасный участок - район пересечения трассой нефтепровода р. Меличан (к западу от г. Олекмин-ска), поскольку здесь, вблизи проектируемой трассы, было зарегистрировано (1974 г.) 6-балльное Средне-Ленское (Меличанское) землетрясение.

Третий участок-подводный переход через р. Лену, в районе которого проходит Бирюкский мантийный разлом. К нему приурочены эпицентры слабых землетрясений, складчатые дислокации Солянского вала, лине-аменты, карст и наблюдаются другие проявления активизации тектонических движений земной коры.

Однако наиболее опасным является четвертый участок- от г Алдана до г Тынды. Здесь выявлены активные в настоящее время разломы, генерирующие сотни ощутимых землетрясений. Эти разломы составляют систему Станового глубинного тектонического шва, а землетрясения приурочены к пересекаемому трассой нефтепровода Байкало-Становому (от Байкала до Охотского моря) сейсмическому поясу (рис. 2). К наиболее крупным сейсмическим событиям вблизи проектируемого нефтепровода относятся три 9-10-балльных землетрясения (1958 и 1967 гг.) в бассейне среднего течения р. Олекмы,

Рис. 2. Эпицентры землетрясений (желтые кружки), зарегистрированных в 1960-2005 гг. вдоль трассы проектируемого нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан» и в прилегающих районах (по инструментальным материалам Якутского филиала Геофизической службы СО РАН).

йм*'*

ГТгДтГЛРут! . *

Рис. 3. Макропроявления разломов на поверхности земли после землетрясений. Анкоридж, 1978 г. [www.usgs.gov].

землетрясения Ларбинское (1971 г.) на Становом хребте и Южноякутское (1989 г.) в Чульманской впадине с интенсивностью в эпицентре в 8 баллов, а также два 8-балльных толчка (2005 г.) в истоках р. Чаруода.

Представленная обстановка отражена на карте общего сейсмического районирования Российской Федерации ОСР-97, которая была составлена на основе комплексного анализа геолого-геофизичес-кихданных, особенностей сейсмотектонического строения и сейсмичности [7].

Изложенная краткая характеристика сейсмотектонической обстановки вдоль трассы нефтепровода на территории Якутии показывает, что для предотвращения аварий и неизбежного при этом загрязнения окружающей среды проектировщики должны провести комплексные инженерно-геологические изыскания по трассе с использованием геофизических, геокриологических, геологических и сейсмотектонических материалов предыдущих

исследований и дешифрирования аэрофото- и космо-снимков, разработать оптимальные способы прокладки трубы (например, надземный на подвижных опорах) в опасных местах (разломы, 9-10-балльные зоны сейсмичности, карст, наледи и др.). Необходимо также использовать для изготовления труб такой материал, который в процессе эксплуатации нефтепровода обеспечит их прочность на разрыв и изгиб. Характер нарушений земной коры при землетрясениях и возможных воздействий на нефтепровод иллюстрируются рисунками 3 и 4.

Важным вопросом при учете сейсмической опасности является выбор типа карты ОСР-97 (А, В, С). Так, карта ОСР-97-А соответствует 500-летнему периоду повторяемости сейсмических воздействий. Она используется при строительстве объектов непродолжительного срока службы и не угрожающих жизни человека в случае их разрушения. Карта ОСР-97-В (1000-летний период повторяемости) применяется при массовом гражданском и промышленном строительстве. Карта ОСР-97-С (5000-летний период повторяемости) предназначена для объектов особой значимости (атомные станции, крупные гидротехнические сооружения, экологически опасные объекты и др.).

Проектировщики предлагают использовать карту ОСР-97-В, приравняв тем самым нефтепровод по уровню опасности к детским садам, школам, медицинским учреждениям и обычным промышленным предприятиям. С этим предложением трудно согласиться, так как в России на нефтепроводах ежегодно фиксируется 5060 тысяч различных аварий [8]. По официальным данным, около 300 аварий происходит с выбросами нефти -свыше 10 тыс. тонн в каждом случае. На магистральных нефтепроводах, длина которых составляет примерно 50 000 км, на каждые 1000 км приходится 3-4 аварии в год [8]. При этом на прилегающих к нефтепроводам территориях загрязняются реки, гибнут леса, растительность, животный мир, разрушаются природные экосисте-

Рис. 4. Разлом и оползень, образовавшиеся при Алтайском землетрясении 2003 г. Фото В.С. Имаева.

мы и уничтожаются места традиционного проживания и хозяйственной деятельности людей.

Основываясь на положениях документов, регламентирующих проектирование и строительство в сейсмо-опасных районах (Федеральный закон (ФЗ - авт.) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»: приложение 1; ФЗ «О техническом регулировании»; СНиП 11-02-81* «Строительство в сейсмических районах», издание2006 г; СНиП 22-01-95 «Геофизика опасных природных воздействий»: приложение Б; письмо председателя Госстроя РФ от 23.03.01 № АШ-1382/9; Постановление Правительства РФ от 19.01.2006 г. № 20), считаем необходимым учитывать степень сейсмической опасности при сооружении нефтепровода ВСТО по карте ОСР-97 С. В этом случае уровень сейсмичности на участке нефтепровода от р. Хатыми (левый приток р. Тимптона) до г. Тынды на протяжении около 200 км оценивается в 9-10 баллов. В период эксплуатации нефтепровода необходимо организовать комплексный мониторинг всей трассы, включая наблюдения за землетрясениями, мерзлотными процессами и другими опасными явлениями, а также установить оперативную связь между системами мониторинговых наблюдений, проводимых научными подразделениями Якутии и службами эксплуатации нефтепровода. Выполнение обязательных требований нормативных документов, учет опасных экзогенных и эндогенных процессов при проектировании, строительстве и эксплуатации нефтепровода должны явиться гарантией его безаварийной работы и сохранения окружающей среды.

Литература

1. Тектоническая карта Якутской АССР и сопредельных территорий м-ба 1:1 500 000/Отв. редактор К.Б. Мокшанцев. - М.: ГУГК, 1976.

2. Горнштейн Д.К., Мокшанцев К.Б., Петров А.Ф. Разломы восточной части Сибирской платформы. // Разломная тектоника Якутской АССР. - Якутск: Изд-воЯФ СО АН СССР, 1976.-С. 10-63.

3. Дук В.Л., Кицул В.И., Петров А.Ф. и др. Ранний докембрий Южной Якутии. - М.: Наука, 1986. - 276 с.

4. Николаев В.В., Семёнов Р.М., Семёнова В.Г. и др. Сейсмотектоника, вулканы и сейсмическое районирование хребта Станового. - Новосибирск: Наука, 1982. -150с.

5. ИмаевВ.С. Тектонические критерии Южной Якутии.- М.: Наука, 1986.-127 с.

6. Бочаров Г.В., Петров А.Ф., Козьмин Б.М., Шибаев В.С. Геодезический мониторинг геодинамических процессов в Якутии. // Гзодезия и картография. - 2005. -№2.-С. 18-20.

7. Имаев В.С., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. - М.: ГЕОС, 2000. - 226 с.

8. Таргулян О.Ю. Темные страницы «черного золота». Экологические аспекты деятельности нефтяных компаний в России. - М.: Гринпис России, 2002. -80 с.

•ЫЕ КНИГИ

Егоров Е.Г. Западная Якутия: Территориальная организация социально-экономического комплекса / Е.Г. Егоров, Г.Л. Пономарева, Е.Н. Федорова. - Новосибирск: Наука, 2005. - 302 с.

В монографии рассмотрены вопросы изученности и хозяйственного освоения территории, потенциалы ее развития - природно-ресурсный (состояние и оценка), демографический, трудовой, расселенческий и экономический (функционирование и развитие социально-экономического территориального комплекса Западной Якутии); изучены функционально-территориальная структура и комплексообразующие факторы экономической подсистемы (алмазо-бриллиантовый, топливно-энергетический, агропромышленный, лесопромышленный и строительный комплексы), а также содержание и направленность инфраструктурной подсистемы (производственной и социальной); определены пути и методы совершенствования территориальной организации социально-экономического комплекса Западной Якутии.

Монография представляет интерес для всех, кто занимается проблемами территориальной организации экономики, дробного районирования, оценки природно-ресурсного потенциала и др.

Дарбасов В.Р. Якутия - Китай: начало сотрудничества / Дарбасов В.Р., Васильева Е.П.; [отв. ред. В.Т.Иванов].-Якутск: «Дани Алмас»,2006.-128с.

Данная книга посвящена вопросам внешнеэкономического сотрудничества Якутии с Китайской Народной Республикой, авторами сделана попытка проанализировать состояние развития внешнеэкономических связей, этапов становления сотрудничества, освещены основные сферы, направления и предпосылки их дальнейшего развития.

Книга рассчитана не только для представителей государственных, законодательных и исполнительных структур, аспирантов и студентов вузов, но и для широкого круга читателей, интересующихся экономикой Китая.