Content uploaded by Dimitar Petkov Dimitrov
Author content
All content in this area was uploaded by Dimitar Petkov Dimitrov on Jul 08, 2019
Content may be subject to copyright.
WYMEHCKMYHMBEPCMTET
KATE.QPA
,rEOrPACDM~
M METO.QMKA
HA
05Yl.IEHMETO
no
rEOrPACDM~"
•
TPETA
ME)I(AYHAPOAHA HAY'IHA
KOH$EPEH.._MJI
,rEOrPACI»CKM
HAYKM
M O&PA30BAHME"
12
cenTeMapM
2014 r
.,
WyMeH
THIRD
INTERNATIONAL CIENTI
IC
CONFERENCE
,GEOGRAEICAL
SCIENCES
AND
EDUCATION"
12 September 2014, Shumen
Orro
BopeB
pe
JJ.
aKTop
••uoL~-.
--p
Cre.:Ia
;)"epMeH,lJ.)Irne
Ba
~.cu
....
b~
B. aJeB
• .J.-
Cser:ra
C
TaHKOBa
f.Il.
ac.
Rima
qemwsa
C6opHUK'bm ce U30aea c rpuHaHcoeama nooKpena
na
JC'We
mcmeomo
Ha
o6tqum:~
Be!lUKU
IIpecllae
,
o6!lacm
lllyMeH
YuusepcnTeTcKo
H3~aTeJICTBO
,EnucKon
KoncTaHTHH
llpecmiscKu"
ISBN
978-619-201-012-6
2
Физико – географическая и геолого – литологическая
характеристика трасса трубопровода Южного потока через Болгарской
экономической зонны Черного моря
Димитър Димитров, Петко Димитров, Веселин Пейчев, Мариана Цанева
Physico – geographichescaya i gelogo – litologicheskaya harakteristica trasa
truboprovoda Yujnogo potoka cherez Bolgarskoy ekonomicheskoy zony
Chernogo morya
Physical - geographical and geological - lithological characteristic a trace of
the pipeline Southern stream in the Bulgarian economical zone of Black Sea
Dimitar Dimitrov, Petko Dimitrov, Veselin Peychev, Mariana Tsaneva
Abstract: This paper presents physical - geographical and geological - lithological characteristics a trace
of the pipeline Southern stream. The project „Southern stream” the line over 110 km connects cities of Novorossiysk
and Varna and length. Adverse feature of this project is corrosion environment of Black sea, connected with
hydrogen sulfide zone in the basin. The deep-water pipeline of "Southern stream ” should pass through the deepest
parts of Black sea. It is obvious, that deep-water pipelines should be protected from avalanche slides (for the
account of morphology of the relief and sources of mud volcanoes and gas torches). The basic feature of operation
of deep-water pipelines is constant loading from hydrostatic pressure.
Key words: Southern stream, hydrogen sulfide zone, geological - lithological characteristics
1
Физико – географическая и геолого – литологическая
характеристика трасса трубопровода Южного потока через Болгарской
экономической зонны Черного моря
Димитър Димитров, Петко Димитров, Веселин Пейчев, Мариана Цанева
Неравномерное расспределение энергоресурсов, таких как нефть и газ на мировой
геотрафической карты ставит проблема их транспортировки до конечных потребителей.
При эксплуатации месторождения нефти и газа одним из основных вопросов являеться
способа транспортировки добываемой продукции. Сегодня углеводороды транспортируют
либо танкерами, либо по трубопроводами. По ряду причин предпочтение отдается
трубопроводам. Одним из преимуществ морских трубопроводов является то, что их
строительство позволяет при экспортных поставках нефти и газа избежать уплаты пошлин
за транзит продукции по територии других государства, а также в ряде случаев
существенно сократить протяженность трассы.
Естественные энергетичестие центры для Европейского рынка являються такие
страны как России, страны Каспийского региона, Средней Азии, Ближнего Востока и
Северное море. При наличии этих центров нефти и газа экономическая выгодность их
исспользования определяеться способа транспортировки до конечного потребителя. С
целью избежания срыва экономики стран Европейского сообщества предлагаеться трасса
двух конкурентных газовых проектов как „Южный поток” и „Набуко”. После реализации
проекта „Голубой поток”, стало ясно, что подводные трубопроводы являются
экономически выгодным и экологически безопасным транспортным корридором.
Протяженность морской трассы (от пос. Джубга до г. Самсун) составлает 396 km при
максимальная глубина трасса 2150 м (впервые в мире) и годовая производительность 16
млрд/m3 в год. В марте 2002 году итальянская фирма SAYPEM уже положила первая
нишка трубопровода при производительность 5 km в сутки. Уже накоплен значительный
опыт при прокладке трубопроводов на дне Черного моря. К сожалению болгарское
правительство тогда отклонило русских предложении чтобы трасса „Голубого потока”
прошла через Варну.
Проекты „Южный поток” и „Набуко” ведут свое начало из разных энергетических
центров. Проект „Набуко” нарушит русского газового монопола и предохраняет стран
Европейского союза русского энергийного рекета. Это конечно прямо угрожает интересы
России, так как среднеазиатские республики реализуют свой природной газ по ниским
ценам, через газопреносной сети Газпрома. Проект „Набуко” позволит им быть
независимыми экспортерами природного газа по рыночным ценам. Посколько трасса
„Южного потока” проходит по дне Черного моря (где уже накоплен значительный опыт),
то трасса „Набуко” проходит через стран политической и верской нетерпимости.
Независимо от активов и пасивов обоих проектов они гарантируют Болгарии возможности
выбора и энергийной стабильности. Выгодное географическое положение Болгарии
позволяет нашу страну превратится в важным энергийным перекресток Европы.
Нефтепровод Бургас – Александруполис преследует безопасность судоходств в проливов
Босфор и Дарданелях, где проходят танкеров транспортирующих ежегодно около 100 млн.
тонн нефти. Болгарская общественность обеспокоена прежде всего надеждности
нефтянного терминала в Бургасском заливе, вокруг которого располагаются атрактивные
курортные комплексы и бальнеосанаторий. Экологическая истерия охватившая
прилегающие к заливу города врядь ли поможеть болгарскому правительство принять
правильное решение. Отсуствие трезвой и компетентной оценки экологической
надеждности терминала и сухопутной трассы до греческой границы нагнетает
общественное напрежение.
Проект „Южный поток” связывает города Новоросийск и Варна и длина трасса
свыше 110 km (рис. 1, 2). Неблагоприятной особенностью этого проекта является
2
корозионная среда Черного моря, связанная с сероводородном заряжение бассейна.
Естествено, что глубоководный трубопровод „Южного потока” должен пройти через
самой глубокой части Черного моря. Очевидно, что глубоководные трубопровды должны
быть защищены от лавинного смятия, от больших перелетов (за счет морфологии рельефа
и выходов грязевых вулканов и газовых факлов). Основной особенностью эксплуатации
глубоководных трубопроводов является постоянная внешная нагрузка от
гидростатического давления. В трубопроводе Россия–Турция гидростатическое давление
на глубине 2150 km составляет около 21.6 МПа. На отдельных участках трасса оно может
превышать внутренное давление.
Физико – географическая характеристика района работ
Основы геологической океанологии в Болгарии заложены в начале 60ых годов ХХ –
ого века. Первые исследования посвящены изучение релефа, тектоники и геологии
побережья и мелководья, состава и распределения пляжевых песков и донных осадков,
геоморфология дна.
Начиная с 1973 года после создания Института океанологии и Лаборатории
морской геологии Геологического института начались геолого – геоморфологические
исследования шельфа. В периода 1975 – 1990 гг осуществлены ряда совместных болгаро –
русских экспедиций по проблеме “Мировой океан”. Результаты этих исследовании
обобщены в монографии “Геология и гидрология западной части Черного моря” (1979), и
в сборниках статьей “Геолого – геофизические исследования болгарского сектора Черного
моря” (1980), “Нефтегазогенетические исследования болгарского сектора Черного моря”
(1984), “Геохимия литогенеза в условиях сероводородного заряжения” (1988) и
“Геологическая эволюция западной части Черноморской котловины в неоген –
четвертичное время” (1990).
Значительные результаты были получены в изучении геологии и динамики
береговой зоны моря (Пейчев, Димитров, 2012).
Новые значительные результаты в изучении геологии дна были полученые после
приобретения НИС “Академик” (1984 г.), его преоборудования (1987 г.) и капитального
ремонта (2001 г.). В 2001, 2002, 2006, 2009 и 2011 годах на НИК “Академик” были
осуществлены ряд болгарско – американских исследований в изучения древных берегов
Черного моря и глубоководных органогенно – минеральных осадков (Coolen et al. 2009;
Dimitrov, 2010).
Трасса газопровода “Южного потока” проходит через Исключительной
Экономической Зоны (ИЭЗ) Республики Болгариr в Черном море (рис. 1, 2) и пересекает
основные геоморфологические структуры дна:
- береговая зона
- шельф
- континентальный склон
- континентальное подножье
- котловинное дно
Береговая зона по трассе газопровода проходит через седименты Галатской свиты.
Она представлена из миоценских отложений и характеризуется преобладанием песков и
песчаников, но часто переслоенных глинами, суглинками, редко конгломератами и
известняками. К югу от Варны она имеет мощность 100 – 200 m (до 260 m). Галатская
свита залегает трансгрессивно и с размывом на олигоценовых глинах и кверху переходит
в Евксиноградскую свиту.
Перед пляжа “Пашадере” подводный береговой склон покрыт с терригенным
среднезернистым песком полосой шириной до 200 m. Следует ивица коренных пород
3
шириной 200 – 500 m. Верхняя част подводного берегового склона имеет наклон 0.02 –
0.03. Наблюдаются отдельные оползневые ступени высотою 3 – 5 m. С глубиною от 10 –
20 m распространены грубозернистые и среднезернистые пески. Они примесены
ракушняками – карбонатное содержание достигает 40 %. Нижняя часть подводного
берегового склона имеет уклон меньше 0.01 и перекрыт современных отложений. Граница
между песками и алевритами переходит на глубине 20 m.
Шельф поделен на три области – прибрежная (внутренная), центральная и
периферическая (внешняя) (рис. 3, 4). В участке трасса ширина шельфа 60 km. Граница
шельф – континентальный склон находится на глубине 110 m. Мощность голоценовых
осадков на шельфе показана на рис. 5.
В прибрежной (внутренней) области шельфа, на малых глубинах, где происходит
трансформация волн, т.е. их деформация и разрушение, происходит процесс
перераспределения энергии волн и турбулизация водных масс. Здесь гидродинамический
режим наиболее активен и зависит от волнения и возникающих течений, которые могут
быть параллельными или поперечными к берегу (энергические, градиентные и
компенсационные). В результате действия волнения и в зависимости от его
интенсивности, а также от направления и структуры в прибрежной зоне, происходит
дифференциация осадочного материала, его суспензирование и перемешивание. Этот
процесс в природных условиях исключительно сложен, особенно в самой верхней части
подводного склона берега, где волны окончательно разрушаются.
В центральной области шельфа, где прямое энергетическое влияние волнения на
дно сведено до минимума, дрейфовые течения являются главным рельефообразующим
фактором. Направление главной струи течения обычно с севера на юг, что обуславливает
транспорт терригенного материала дунайского происхождения и его осаждение на
центральной аккумулятивной шельфовой равнине. Для этой части характерны т. н.
компенсационные течения придонного слоя в направлении, противоположном к
поверхностным течениям, и часто вызывающие ускоренное осадконакопление. Они
генетически связаны с береговой зоной; но распространяются и на больших глубинах,
особенно во время экстремальных штормов.
Рис. 1. Трасса газопровода
4
Рис. 2. Геоморфологическая карта (Крыстев, 1992)
1 – внутренняя зона шельфа; 2 – прибрежный склон; 3 – прибрежные песчанные
банки; 4 – затопленные террасы; 5 – затопленный клиф;
6 – центральная зона шельфа; 7 – прибрежняя депрессия; 8 – ось прибрежной
депресии; 9 – аккумулятивные валы; 10 – вершина аккумулятивных валов; 11 –
неровности с невыясненный генезис; 12 – морфологически выраженная зона
Калиакренского разлома; 13 – неотектоническое понижение; 14 – холмистая шельфовая
равнина; 15 – валы центральной зоны шельфа; 16 – межваловые понижения
17 – периферная зона шельфа – бровка структурно – морфологической ступени; 18
– структурно – морфологическая ступень;
19 – зона континентального склона; 20 – морфологическая граница шельф –
континентальны склон; 21 – подводные долины и каньоны; 22 – вершина междолинного
возвышения; 23 - граница междолинных систем; 24 – гравитационно – тектоническая
ступень; 25 – гравитационно – тектоническая граница; 26 – морфологическая граница
континентальный склон – континентальное подножье;
27 – зона континентального подножья; 28 - морфологическая граница
континентальное подножье – котловинное дно;
29 – зона котловинного дна
5
Рис. 3. Схематический геологический разрез шельфа и основные элементы рельефа
Рис. 4. Схематический геологический разрез и граница плейстоцен – голоцен
С – 2387 – номер скважины
6
1 – вулканогенно седиментный комплекс; 2 – сарматские известняки; 3 –
прибрежноморские фации плейстоцена и верхнего плиоцена; 4 – песчанные глины с
чаудинской фауны; 5 – развитие континентальных и лиманных седиментов; 6 –
континентальные русловые фации; 7 – карангатские и новоэвксинские осадки; 9 –
прибрежноморские осадки новоэвксина; 10 – древнечерноморские илы; 11 – сапропелевые
илы; 12 – новочерноморские илы; 13 – пески; 14 – разломы; 15 – эрозионная граница
Рис. 5. Карта мощности голоценских отложений (Dimitrov, 2010)
7
Для прибрежной и центральной частей шельфа характерны высокие скорости
седиментации и большие мощности осадков голоцена. На шельфе, параллельно берегу,
пролегали старые дельты рек, сформировавшие широкие аллювиальные равнины и
отлагались материковые аллювиальные и озерно-болотные осадки (ленточные глины).
На периферии шельфа, в районе старых береговых линий, на глубинах 80–100–110
m, влияние волнения на формирование осадков незначительно или исключено. Важную
роль в формировании осадков здесь играют так называемые внутренние волны и
вызванные ими турбулентность и придонные течения. Благодаря большой длине волны
(порядка сотен метров), внутренние волны деформируются у бровки шельфа.
Характерные для них скорости порядка нескольких сантиметров в секунду достаточны,
чтобы удерживать алевритовые и пелитовые частицы во взвешенном состоянии и чтобы
обеспечить их транспорт в глубоководье. Описанный механизм есть лишь одно из
возможных объяснений отклонения от нормальной механической дифференциации в
периферии шельфа.
По существующим данным наличие более старых осадков, реликтов старых
береговых линий также могут быть причиной описанных отклонений. Наши
инструментальные измерения течений в областях размыва или нулевой седиментации
указывают на скорости от 50 до 80 см/с. Это показывает, что осадочной материал
переносится транзитно и откладывается вне пределов этой зоны.
На шельфе гидрогенный перенос осадочного материала (вдоль изобат) преобладает
над гравитационным переносом (к морю) – это является характерной особенностью
динамики шельфа беcприливных морей. Гидрогенные формы рельефа ориентированы в
направлении главной струи основного черноморского течения.
Переход от шельфа к материковому склону является областью проявления
интенсивных гидродинамических процессов, обусловленных дополнительными
гидродинамическими и гидрохимическими факторами. Гидродинамический перенос
осадочного материала осуществляется в виде так называемых контурных течений. Они
создают естественные борозды, по которым переносится органогенно-минеральный
материал в направлении максимальных скоростей придонных течений.
В зоне внешней террасы (105–110 m) все еще встречаются придонные формы,
ориентированные по оси основного черноморского течения.
Вниз по склону (ниже 110 m) наблюдается перенос осадочного материала
посредством волочения и сальтации в направлении параллельном изобатам.
Подводные каньоны и долины являются найболее характерной формой рельефа
континентального склона по трассе гозопровода. Произхождение подводных долин, как
правило, связано с проявлением разломной тектоники. Они начинаются на шельфе,
прорезают поверхность склона и прослеживаются на подножии. Трассе проходит через
Варненской долинно – каньонной системой, которой обладает сложным плановым
строением, характеризующимся типичным дендритовидным рисунком эрозионной сети
(рис. 2).
По оси долины наблюдаются активные сползания голоценовых осадков
(сапропелевые и кокколитовые илы) по поверхности лежащих ниже плотных
новоэвксинских илов. Явно гравитационные сползания, турбидитные и мутьевые потоки –
явления, часто встречающиеся в этой зоне.
На континентальном склоне широко распространены гравитационные
микроформы, сформированные в результате перемещения рыхлых наносов вниз по склону
и представляющие многочисленные формы отрыва и оползней. Встречаются длинные
корытообразные борозды, по которым движутся мутьевые потоки. На континентальном
подножье и абиссальном дне сильно развиты процессы брекчирования осадков и их
переотложение, на поверхности дна наблюдаются следы мутьевых потоков.
В целом активные гидродинамические процессы являются важным фактором в
подготовке, транспорте и осаждении наносов на шельфе. На континентальном склоне и
8
абиссальном дне они обусловлены мутьевыми потоками, гравитационными оползнями и
брекчированием осадков.
Наличие глубоководного сероводородного слоя на глубинах ниже 130–200 м
является характерной особенностью структуры водных масс Черного моря. Его свойства
резко отличаются от вышележащего поверхностного слоя. Поэтому для объяснения
изменений в химических и биогеохимических процессах в толще вод и на дне важное
значение имеет явление апвеллинга, при котором на поверхность поднимаются воды из
сероводородного слоя с высокой соленостью и богатые биогенными компонентами.
Сероводородное заражение является исключительным явлением, отличающим
Черное море от других морских и океанских акваторий. Зона кислорода занимает верхний
слой до глубин 120–150 m. Ее мощность варьирует в разных районах моря в зависимости
от течений, метеорологических условий, сезона и др.
Ниже кислородной зоны находится так называемый промежуточный или редокс-
слой – слой совместного существования сероводорода и кислорода. В его пределах
протекают интенсивные процессы химического и биологического окисления соединений
из сероводородной зоны, образовавшиеся в результате бактериального анаэробного
разложения.
Рассматриваемые океанографические факторы формирования современного
осадочного комплекса, водного и газо-геохимического режима Черного моря дают
основание считать что здесь могут существовать древние поселения и некрополи
неолитического возраста. Это означает что при прокладки трасса газопровода следует
быть изключительно осторожными посколько мощность современных осадков весьма
незначительна.
В нижней части континентального склона и подножия распологаются
аккумулятивные поднятия, достигающие в длину несколько километров. У основания
континентального склона и подножия происходит перестройка сети подводных долин.
Подножие протягивается на глубина от 1400 до 1800 m. Поверхность его
предствляет слабо наклонную пологоволнистую и холмистую равнину, осложненную
эрозионными врезами и невысокими уступами.
Переход между континентальное подножие и котловинное дно плавный.
Котловинное дно представляет абисальную равнину с очень слабым уклоном к
самым глубоководным части Черного моря.
Геолого – литологическая характеристика
По трасу газопровода выполнен комплекс геолого – геоморфологических
исследовании которые включают эхолотная сьемка, сонарная сьемка и отбора
геологических станций прямоточными трубками. Геологические станции распологаются
на глубин от 21.5 до 2110 m (станции - №№ 2, 3, 4, 7, 9, 10, 12). На шельфе пробурено 4
скважин - №№ 2, 3, 4, 7. Они характеризируют голоценовыми осадками представлеными
новочерноморского и древнечерноморского горизонтов. Осадки представленны ввиде
глинисто – алевритовые осадками, серого до зеленого цвета, полужидкой до мягко
пластической консистенции. Преобладающая молюсковая фауна: Cardium edule, Mytilus
galloprovincialis.
На станции № 7, глубина 140 m в поверхностном слое (0 – 20 cm) вскрытые илы с
Mytilus galloprovincialis и Modiolus phaseolinus. Ниже идут новоэвксинские слои
представленными серыми до черными илами (20 – 185 cm) с молюсковой фауны
Dreissena rostriformis. В интервале 185 – 220 cm встречаются окисленные
алевропелитовые илы новоэвксинского возраста (рис. 6).
9
Рис. 6. Станция № 7
На станции № 12, глубина 2110 m, представлен обобщающий литологический
разрез характеризирующий осадков континентального склона и подножии (рис. 7).
Литологический рарзез показывает наличие 3 основных слоев (литологические
разновидностей), а именно – слой 1 (современные кокколитовые илы, 0 – 25 cm); слой 2
(сапропелевые илы, 25 – 80 cm); слой 3 (новоэвксинские слои представленными
серыми до черными илами, 80 – 100 cm).
Рис. 7. Станция № 12
10
11
References
1. Coolen, MJL; Saenz, JP; Giosan, L; Trowbridge, NY; Dimitrov, P; Dimitrov, D; Eglinton, TI.
2009. DNA and lipid molecular stratigraphic records of haptophyte succession in the
Black Sea during the Holocene. Earth and Planetary Science Letters. 284 (3-4) : 610-
621. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2009.05.029
2. Dimitrov D. 2010. Geology and Non-traditional resources of the Black Sea. LAP (Lambert
Academic Publishing), Saarbrucken, Germany. ISBN 978-3-8383-8639-3. 244 p.
https://doi.org/10.13140/RG.2.2.20631.88486
3. Пейчев В., Д. Димитров. 2012. Океанология // Oceanology. Варна. Издателство „Онгъл”.
ISBN 978-954-8279-82-6. 476 с. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.29020.49280
4. Кръстев, Т. 1992. Структурно – геоморфоложко развитие на континенталната окрайнина
от Българския сектор на Черно море. Варна. докт. дис.
