Геологическое строение о. Сахалин

Геологическое строение о. Сахалин

      В геологическом строении Сахалина принимают участие стратифицированные осадочные и вулканогенно-осадочныс образования мезозойского (триас, юра, мел) и кайнозойского (палеоген, неоген, квартер) возраста. Последние пользуются наибольшим развитием, слагая мощные толщи по всей территории острова. Верхнемеловые породы (алевролиты, аргиллиты, песчаники, гравелиты, конгломераты) более полно представлены в Западно-Сахалинских горах и в меньшей степени — на п-овах Шмидта, Терпения, Тониио-Анивском и в Восточно-Сахалинских горах. Выходы доверхнемеловых (триаснижний мел) вулканогенно-осадочных (туфопесчаники, туфоалевролиты, туффиты, туфы, метаэффузивы) и осадочных отложений приурочены к Восточно-Сахалинским горам, а также занимают сравнительно небольшие участки в Хаповском, Краснотым-ском, Камышовом хребтах, Восточном хребте п-ова Шмидта и на Тонино-Анивском п-ове. Рыхлые четвертичные отложения образуют морские террасы и заполняют долины рек.

      Метаморфические сланцы (филлиты, кварциты, мраморы, зеленые пара- и ортосланцы, амфиболиты, мета-эффузивы) участвуют в строении нестратифицированных комплексов, метаморфизованных в фации зеленых сланцев в мел-палеогеновое время, развитых в Сусунайском хребте и на западных склонах восточно-сахалинских гор. В строении прилегающих акваторий — Татарского пролива, залива Терпения и восточно-сахалинского шельфа принимают участие мощные (до 9 км), слабо дислоцированные кайнозойские, преимущественно терригенные, толщи. Магматическая деятельность на Сахалине проявилась как в эффузивной, так и интрузивной форме. Эффузивные породы, представленные всеми типами — от базальтов до риодацитов, слагают покровные фации преимущественно кайнозойских вулканических комплексов и участвуют в строении мезозойских вулканогенно-осадочных толщ.

       Интрузивные породы развиты значительно реже и объединены в плутонические комплексы и комплексы гипабиссальных малых интрузий, причем породы ультраосновного и кислого ряда развиты преимущественно в восточной части острова, а субщелочные тяготеют к его западной части. На территории Курильских островов образования мелового, палеогенового, неогенового и четвертичного периодов выходят на поверхность в пределах двух гирлянд островов: Большекурильской и Малокурильской. Наиболее древние верхнемеловые и палеогеновые породы, представленные туфобрекчиями, лавобрекчиями, шаровыми лавами базальтов, андезитобазальтов, андезитов, туфами, туффитами, туфопесчаниками, туфоалевро-литами, туфогравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, отмечаются на островах Малой Курильской гряды. В геологическом строении Большой Курильской гряды принимают участие вулканогенные, вулканогенно-осадочные, осадочные отложения неогенового и четвертичного возраста, прорванные многочисленными сравнительно мелкими экструзивными и субвулканическими телами и дайками широкого петрографического диапазона — от базальтов и долеритов до риолитов и гранитов.

       Территория Сахалина и Курильских островов и прилегающей акватории Японского и Охотского морей является частью переходной зоны от континента к океану, входя в северо-западный сегмент Тихоокеанского подвижного пояса. Западная часть этого региона относится к Хоккайдско-Сахалинской геосинклинально-складчатой системе, а восточная принадлежит к Курило-Камчатской геосинклинально-островодужной системе складчато-блокового строения. Основное различие между этими системами заключается в кайнозойской истории развития: в Хоккайдско- Сахалинской системе в кайнозое преобладали процессы осадконакопления, а вулканизм происходил спорадически и локальных структурах: Курило-Камчатская система в это время развивалась в режиме активной вулканической дуги, что наложило отпечаток на состав сформировавшихся здесь структурно-вещественных комплексов. Кайнозойские отложения первыми сложены в складки, образования этого возраста в Курило-Камчатской системе подверглись блоковым дислокациям, а складчатые структуры для них не характерны. Существенные различия отмечаются и в докайнозойских образованиях двух тектонических систем. Структурами первого порядка для обеих систем являются прогибы и поднятия, развивавшиеся в течение всего кайнозоя. Становление структурного плана региона в значительной степени определяли разломы.

        Общие особенности развития процессов рудообразования во времени и пространстве являются основой экономической оценки территории Сахалина и Курильских островов. Особое значение имеет разделение этого региона на послегеосинклинальном этапе развития на два резко различных в металл огеническом отношении типа. К первому (охотоморскому) типу относится примыкающий к Охотскому морю Сахалин, ко второму (притихоокеанскому) типу— Курильские острова. Метадлогенические области охотоморского типа отличаются высоким топливно-энергетическим потенциалом. В частности, на Сахалине, где известно более 250 месторождений различных полезных ископаемых и около 50 вовлечено в разработку, более 90 % продукции горнодобывающей промышленности составляют уголь и нефть. На Курильских островах, где вулканизм играл определяющую роль не только на геосинклинальном, но и на послегеосинклинальном (островодужном) этапе развития, важное значение могут иметь месторождения золота, меди, свинца, цинка, железа, титана, серы, минеральных лечебных и термальных (теплоэнергетических) вод.

Физико-геологические процессы острова

Сахалин рассматривается как крупное антиклинальное поднятие – мегантиклинорий внутри кайнозойской складчатой области, состоящий из двух антиклинориев и одного расположенного между ними синклинория. Сахалинский мегантиклинорий находится между крупными синклинальными прогибами – мегасинклинориями.

        Дальневосточный регион относится к северо-западной части Тихоокеанского подвижного пояса и охватывает мезозоиды Северо-Востока, Приамурья, Сихотэ-Алиня, значительную часть Восточно-Азиатского вулканогенного пояса и мезозойско-кайназойский складчатые системы Сахалина, Камчатки, Корякского нагорья и Курильских островов. Характерной особенностью этой горно-складчатой области является развитие по восточной периферии Тихоокеанского подвижного пояса современной геосинклинали и зоны молодой кайнозойской складчатости с активным проявлением молодого вулканизма. Таким образом, для Дальнего Востока тектонический фактор играет доминирующую роль в развитии многообразия типов и форм осадконакопления, магматизма, метаморфизма и создания складчатых структур различных порядков. В формировании рельефа региона участвуют отпрепарированные денудацией древние тектонические разрывы, контролирующие простирание отдельных горных гряд, межгорных и предгорных впадин, определяющие направление речных долин и конфигурацию береговой линии окраинных морей и островов. Весьма значительна рельефообразующая роль молодых разрывных дислокаций.      Во всех горных странах Дальнего Востока наблюдаются также сравнительно небольшие внутригорные впадины. Некоторые из них с полным основанием могут быть отнесены к денудационным.

        Комплекс современных геологических процессов и явлений Дальнего Востока отмечается большим разнообразием. Ландшафтно-климатическая зональность обусловливает общую зональность современных процессов и их различную интенсивность. На Курильских островах развиты процессы, связанные с современным вулканизмом, повышенной сейсмичностью и воздействием цунами.

        Расположение региона в пределах Тихоокеанского тектонического пояса обусловливает высокую сейсмичность территории. Наиболее активной в этом отношении является область "живущей" геосинклинали - Камчатка и Курильские острова, которые отличаются высокой энергией и частотой происходящих здесь землетрясений. Основная масса эпицентров протягивается полосой вдоль Тихоокеанского побережья. Гипоцентры землетрясений Курило-Камчатской зоны располагаются по некоторой фокальной зоне, погружающейся под континент. В пределах зоны выделяются чередующиеся области большего и меньшего выделения сейсмической энергии. Установлено, что почти все очаги глубокофокусных землетрясений сопряжены с глубоководными впадинами окраинных морей, а островным дугам свойственны мелкофокусные землетрясения. На Сахалине, где сейсмичность ниже, периодически происходят землетрясения, приуроченные к двум зонам повышенной активности.

       Наиболее активна провинция Курило-Камчатской сейсмофокальной зоны, протянувшаяся вдоль восточного побережья Камчатки от мыса Лопатка до мыса Камчатского. Очаги землетрясений расположены в пределах достаточно тонкого слоя, подходящего к полуострову от западного склона Курило-Камчатского глубоководного желоба и погружающегося под Камчатский полуостров под углом 45° до глубин 300-600 км. Для этой провинции характерна высокая повторяемость сильных землетрясений, устойчивая фоновая сейсмичность вдоль всей сейсмофокальной зоны. Максимальное по силе землетрясение этого века имело М=8,5. Вблизи полуострова преобладают сбросовые подвижки в очагах землетрясений, далее на восток соотношение сбросовых и взбросовых подвижек примерно равное. Группирование землетрясений проявляется главным образом в виде последовательностей главный толчок - афтершоки, а также в виде роевых последовательностей.

        Для Дальнего Востока тектонический фактор является определяющим в развитии многообразия типов и форм, осадконакопления, магматизма, метаморфизма, создания складчатых структур, то есть важнейших элементов инженерно-геологической и сейсмологической обстановки. Однако нельзя не учитывать фактор интенсивного освоения Дальневосточных районов, во многом влияющий, на изменение природных условий региона и способствующий развитию подтопления и деградации вечной мерзлоты. В связи с этим к главным особенностям Сахалина можно отнести:большую тектоническую подвижность в мезокайнозое; развитие по восточной периферии Тихоокеанского подвижного пояса современной геосинклинали и зоны молодой кайнозойской складчатости с активным проявлением молодого вулканизма;развитие на северо-востоке региона многолетнемерзлых грунтов.

Сейсмичность

      Сахалин   представляет собой северное продолжение Сахалино-Японской островной дуги и трассирует границу Охотоморской и Евразиатской плит. До катастрофического Нефтегорского землетрясения (1995 г., М=7.5, I0=9−10 баллов) сейсмичность острова представлялась умеренной и до создания в 1991—1997 гг. нового комплекта карт общего сейсмического районирования территории России (ОСР-97) здесь ожидались лишь землетрясения интенсивностью до 6−7 баллов. Нефтегорское землетрясение было самым разрушительным из известных за все время на территории России. Погибло более 2000 чел. В результате полностью ликвидирован рабочий поселок Нефтегорск. Можно полагать, что техногенные факторы (бесконтрольная откачка нефтепродуктов) сыграли роль спускового механизма для накопившихся к этому моменту упругих геодинамических напряжений в регионе. Монеронское землетрясение (1971 г., М=7.5), произошедшее на шельфе в 40 км юго-западнее о-ва Сахалин, на побережье ощущалось интенсивностью до 7 баллов. Крупным сейсмическим событием было Углегорское землетрясение (2000 г., М=7.1, I0 около 9 баллов). Возникнув в южной части острова, вдалеке от населенных пунктов, оно практически не принесло ущерба, но подтвердило повышенную сейсмическую опасность Сахалина.

       Компания «Сахалин Энерджи» планирует построить  нефтепровод и газопровод с северо-восточного шельфа Сахалина до пос. Пригородное на юге острова полностью под землей (трубы будут закопаны в среднем на глубину 1 м). Наибольшую угрозу окружающей среде Сахалина представляет подземный нефтепровод. Длина нефтепровода составляет 807 км, диаметр трубы 610 мм, объем ежегодно прокачиваемой нефти 6-8 млн. тонн. Согласно «Карте инженерно-геологического районирования с оценкой опасности от геологических и инженерно-геологических процессов», подготовленных НПФ «Экоцентр МТЭА» в 2002 году для ТЭО строительства проекта «Сахалин-2», этап 2, вся трасса сухопутных трубопроводов пролегает в зонах 8-9 балльной сейсмичности и 55 раз пересекает 44 тектонических разлома различных типов (сбросы, сдвиги, надвиги, взбросо-сдвиги, взбросо-надвиги). Кроме того, еще 5 разломов, хотя и не пересекаются трубопроводами, но проходят в непосредственной близости от их маршрута.  Именно разломы являются теми участками земной коры, где сосредоточены очаги землетрясений, и на поверхности которых при землетрясении происходят различные разрывные смещения участков почвы. При этом при сильных землетрясениях на поверхности земли даже остаются трещины в несколько метров шириной. Тем самым, частые на Сахалине землетрясения в совокупности с  пересечениями нефтепроводом наиболее активных и опасных при землетрясениях участков (разломов) неизбежно вызовут большие и малые повреждения подземных труб, связанные  с различными по размеру утечками нефти.

       Нефтегорское землетрясение показало, что при сейсмических подвижках земной коры в этом районе возможны очень сильные горизонтальные и вертикальные деформации грунтов, что может стать причиной множественных порывов трубопроводов и катастрофических последствий для окружающей среды.  Например, в результате Нефтегорского землетрясения, по свидетельству очевидцев и сотрудников компании «Сахалинморнефтегаз»,  произошло более 200 разрывов магистрального нефтепровода, идущего с Сахалина на материк и принадлежащего упомянутой компании.  Вытекшая  при этом нефть загрязнила огромную территорию.  Конечно, сильные сейсмические катастрофы, подобные Нефтегорской, случаются крайне редко. Однако, повредить подземную трубу и вызвать небольшую утечку нефти может и совсем небольшое землетрясение.

      При эксплуатации подземных трубопроводов (по сравнению с надземными) сильно затруднен контроль за их  состоянием и значительно снижена возможность быстро выявить и ликвидировать порыв в трубе. А небольшая утечка иногда может продолжаться многие месяцы – до тех пор, пока вытекающая из трубы под землей нефть не найдет выхода на поверхность земли, либо в нерестовую реку или в водозабор близлежащего поселка. Предел чувствительности аппаратуры для выявления утечек, которую «Сахалин Энерджи» планирует установить на своем нефтепроводе, ограничен 1% от объема прокачиваемой нефти – т.е., утечку, составляющую менее 1%, аппаратура обнаружить не может.  Это означает, что ежегодно 60–80  тысяч тонн нефти из 6-8 млн. тонн, идущих по трубе,  могут вытекать незаметно для систем контроля (до тех пор, пока просто не станут видны), загрязняя почву и в конечном итоге попадать в водозаборы, реки, заливы или прибрежные участки моря. Нефтепровод «Сахалин Энерджи» будет пересекать около 1100 рек, ручьев и озер. Учитывая, что практически все реки на Сахалине являются нерестовыми для лососей, а заливы и прибрежные морские участки играют ключевую роль в воспроизводстве множества видов ценных биоресурсов, решение о подземной прокладке нефтепровода в совокупности со столь низкой чувствительностью аппаратуры создает недопустимую опасность для окружающей среды и рыболовства.

      Но, пожалуй, наибольшая опасность грозит подземным водозаборам 13 населенных пунктов вдоль трассы нефтепровода (среди них такие, как Арги-Паги, Молодежное, Смирных, Гастелло,  Лермонтовка и др.), а также густонаселенной Сусунайской долины.  «Сахалин Энерджи»  не предусматривает абсолютно никаких мер по ликвидации подземных нефтяных загрязнений (что  и неудивительно, поскольку это практически невозможно). То есть, в случае продолжительной подземной утечки вблизи водозабора грунтовых вод, тысячи людей могут остаться без собственного источника питьевой воды, а загрязненный водоносный горизонт будет на десятилетия  потерян.