1.3 Особенности геофизических исследований в регионе
В проведении геофизических исследований принимали участие не только геофизики Камчатки - многие научно-производственные, опытно-конструкторские коллективы СССР систематически приезжали на полевые работы для производства работ. Среди этих организаций - Западный геофизический трест из Ленинграда (производство аэромагнитной и аэрогамма-спектрометрической съемки на протяжении около десяти лет), Восточный геофизический трест из Иркутска (производство региональных и поисковых электроразведочных и сейсморазведочных работ в течении ряда лет), Московский институт нефтегазовой и химической промышленности (различные модификации радиоактивного каротажа в скважинах на самородную серу), Институт вулканологии Дальневосточного научного центра АН СССР, другие организации.
В практике геофизических исследований в 60-70-е годы камчатским геофизикам в Регионе пришлось разрабатывать собственные методики полевых и камеральных работ, что было обусловлено спецификой геологического строения региона, новыми типами месторождений полезных ископаемых, применением новейшей аппаратуры. Геофизиками Камчатского территориального геологического управления разработаны эффективный комплекс изучения площадей перспективных на выявление термальных вод, комплекс геофизических методов картирования, поисков и разведки и прогнозирования месторождений самородной серы вулканического генезиса, каротажа высокотемпературных скважин и месторождений самородной серы, методика полевых работ на золото в вулканических поясах, методика поисков неструктурных ловушек нефтегазового сырья в условиях Западной Камчатки, другие методики поисков и разведки.
Эффективность геофизических работ на нефть и газ, проводившихся в 50-60 гг. на Богачевской площади на Восточной Камчатке была невысокой. Это было обусловлено применением обычной аппаратуры, обычных методик полевых наблюдений и камеральной обработки материалов, применяемых на классических геологических разрезах нефтегазоносных площадей страны, а Богачевская площадь располагается на краю континента и по геологическому строению отличается от "обычных" условий локализации нефтяных и газовых залежей. После переноса в конце 60-х годов всего комплекса геологоразведочных работ на Западную Камчатку некоторое время традиция исследования продолжалась без особых успехов. Блоковая структура разреза, насыщенность вулканогенным материалом, сокращенная мощность неогенового комплекса, на который ориентировались работы, исключенные из перспективного разреза верхнего мела, а также традиционные методики не давали положительных результатов. В 80-е годы с появлением цифровых сейсмостанций, комплексности методов и новых методик, новых взглядов на перспективность геологического разреза привели к качественно новым результатам - были обнаружены нетрадиционные типы ловушек и выявлены четыре газоконденсатных месторождения: Кшукское, Нижне-Квакчикское, Средне-Кунжикское, Северо-Колпаковское.
Геофизические методы применялись в качестве сопровождающих при крупномасштабном (1: 50 000 и крупнее) геологическом картировании и поисках полезных ископаемых - золота, самородной серы, термальных подземных вод, угля, олова, ртути и др. Методы решали структурные задачи при поисках нефти и газа как на стадии выявления и изучения структур, так и для определения мест заложения скважин. Самостоятельную роль методы решали при региональной стадии изучения в масштабах от 1:1000000 до 1:50000. Выдающимися исследователями глубинного строения были В.И. Бражаев, М.А. Березин, А.Н. Портнов, супруги Ольшанские, Г.И. Декина, С.В. Попруженко, которые получали новые представления, разделяемые многими исследователями и до настоящего времени.
Геофизические исследования обладают одним неоспоримым преимуществом пред геологическими: их сеть равномерна и не зависит от степени обнажённости. Кроме того, геофизики достигали выдающихся результатов тогда, когда в основу интерпретации клали, в первую очередь, теоретические основы метода, а не геологические картировочные представления, которые ими привлекались уже на завершающей стадии исследования. Таким образом, например, были разбракованы вулканно-тектонические структуры центрального типа, в изобилии заполнившие карту всей территории - это было время всеобщего увлечения такими структурами. Гравиметрические съёмки .позволили различить структуры, имеющие заложение в фундаменте, от «бескорневых» построек рельефа. Другим примером являются начальные представления о глыбово-клавишной структуре земной серы, которые впоследствии развились в начало теории о закономерностях тектоники и минерагении коры на границе континента и океана. На этих же принципах выделена система региональных минерагенических факторов, формирующих в регионе рудные районы, узлы, поля, месторождения (Г.П.Яроцкий 1974-1976). Принципиальные данные получены Ю. Ф.Морозом (в 1976-1980 гг. и др.) при интерпретации магнитотеллурического зондирования на обширной части региона, другими исследователями при интерпретации аэромагнитной съёмки масштаба 1:200 000 (Ривош и др., 1960 г.; Майков и др., 1960 г.) и гравиметрической съёмки масштаба 1:200000 (Бражаев и др., 1970 г.).
Примером высокой эффективности поисковой геофизики являются многолетние работы при поисках месторождений термальных вод под руководством А.М. Осьмаковой, интерпретацию материалов которых проводили Я.Б.Шварц, В. К. Соловьёв, И.М.Зайцев. Применение сейсморазведки КМПВ с выделением дифрагированных волн позволило талантливому геофизику В.Д. Бубнову с высокой достоверностью выделять разломные зоны и в т.ч. подводящих термальные воды. Его интерпретация данных на месторождениях самородной серы позволила, выделяя нарушения как каналы подъёма рудоносных гидротерм, дать подтверждение классической схемы гидротермального метасоматического процесса формирования массивов изменённых (вторичных кварцитов), установленной на месторождении Угусу в Японии по данным его промышленной отработки.
Комплекс методов в масштабе 1:5 000 - 1:10000, применённых при поисках самородной серы, позволил Г.П. Яроцкому в 1967 г. открыть в Северо-Камчатском сероносном районе новое месторождение Юбилейное с серно-сульфидными кварцитами, с сульфидами желеха, золотом, серебром, медью, установить миграционную минеральную зональность в сернорудным узле, проявленную в закономерной смене высокотемпературных малосернистых кварцитов через серные кварциты с промышленным содержанием серы до окраинных низкотемпературных бессерных глинистых фаций вторичных кварцитов. По интерпретации гравитационного и магнитного полей в сернорудном районе выполнен прогноз узлов, в них - полей с месторождениями серы.
Много и плодотворно работал на поисках рудного золота кавалер Ордена Трудового Красного Знамени В.В. Ардашев, ряд других геофизиков.
Большая заслуга в организации геофизических исследований принадлежит гл. геофизику Г.П. Декину, руководившему службой до конца 90-х годов XX века, начальникам Геофизической экспедиции В.А. Кащенко, А.Л. Вощинскому, С.П. Скуратовскому, Л.А. Кратковскому, А.П. Нетесову, Л.М. Смирнову, ее бессменному главному геофизику Я.Б. Шварцу.
1.4 Гидрогеологические исследования
История гидрогеологических исследований связана, главным образом, с минеральными термальными и холодными водами.
Первые сведения о феномене Камчатки - источниках горячих вод появились у С. П. Крашенинникова в книге "Описание Земли Камчатки". Он в 1737 - 1741 гг. посетил Паужетские, Банные, Начикинские, Озерновские, Верхне-Семячинские и Нижне-Семячинские группы термальных источников.
Первая сводная работа по термальным водам вышла в 1936 г., в которой Б. И. Пийп описал 64 источника. В 1946 г. издана "Схематическая карта природных минеральных вод СССР" масштаба 1:10000000, на которой нашли отражение и воды Камчатки. С 1951 г. начато планомерное изучение гидрогеологических условий Камчатки и Курильских островов. В процессе бурения в 40-50-е годы на Богачевской, Крутогоровской, Хромовской нефтеперспективных площадях изучались подземные воды, в т.ч. с бальнеологическими свойствами. Министерство здравоохранения с 1951 г. начало планомерное курортологическиое изучение минеральных вод 29 групп источников (из 94 известных к этому времени). Дано первое бальнеологическое деление вод на кислые сульфатные фумарольные термы, углекислые термы, углекислые холодные воды, азотные щелочные слабоминерализованные термы, азотные щелочные хлоридно-натриевые воды.
К 1954 г. относятся первые работы по оценке термальных вод Нижне-Паратунских, Жировских, Паужетских источников для целей теплоснабжения и выработки электрической энергии. В 1961 г. Г.М. Власов дал с разной степенью полноты характеристику вод 192 источников, в т.ч. 124 термальных.
Вехой в истории является 1958 г.: в лето начаты буровые работы на Паужетском месторождении. Забурена и пройдена первая роторная скважина Р-1 глубиной до 800 м, разведочные работы здесь проходили по 1964 г. В 1957-58 гг. начаты буровые работы и на Паратунском и Налычевском месторождениях термальных вод, продолжавшиеся впоследствии многие годы.
В 1961 г. Г.М. Власов дал с разной степенью полноты характеристику вод 192 источников, в т.ч. 124 термальных.
Яркий, хотя и короткий, след в первых исследованиях термальных вод в 60-е годы оставил рано ушедший из жизни в авиационной катастрофе сотрудник Института вулканологии АН СССР В.В. Аверьев, изучавший соотношение между гидротермальной и магматической деятельностью и рассматривавший многие проблемы геотермальной гидрогеологии на Паужетском месторождении.
Интенсификация работ в 1961-65 гг. носила особо целенаправленный характер, определённый Постановлением Совета Министров СССР (1963 г.): разведка запасов термальных вод для целей теплоснабжения на юге Камчатки населенных пунктов, теплично-парниковых комбинатов, выработки электроэнергии.
Продолжает реализовываться перспективный «План геотермальных исследований на 1959-65 гг.», в основе которого были заявки администрации Камчатской области. В контексте Плана проводится разведка Больше-Банного месторождения парогидротерм под будущее строительство ГеоЭС и Паратунского месторождения термальных вод под обеспечение будущего теплично-парникового комбината. Их разведка была закончена в 1969 г. Приведем цифры, характеризующих цену геологоразведочных работ на термальные воды. За время бурения с целью энергетического использования термальных вод на Паратунском и Бельше-Банном месторождениях было пробурено около 80 тыс. п. м десятков скважин глубиной 600-1500 м.
В 1970 г. завершена разведка Начикинского месторождения термальных вод (дебит 13,6 л/сек; температура до 800С) с целью обеспечения потребностей Начикинского санатория, приобретающего черты всесоюзной здравницы. В эти годы ведется бурение и в окрестности г.Петропавловска-Камчатского (но безуспешно), на месторождении пресных вод 34 км Елизовского шоссе, получившего впоследствии название "Елизовского" - здесь продуктивные горизонты лежат на глубине 70 м и приурочены к аллювиальным отложениям пойменной и надпойменной террас р. Авачи. В 1961-80 гг. ведутся буровые работы с целью питьевого водоснабжения пп.Усть-Камчатск, Ильпырский, Манилы, Палана, Корф, Оссора, Тиличики и других.
В конце 60-х годов и на протяжении 80-х годов разведочные работы проводятся на Нижне-Кошелевском, Верхнепаратунском, Малкинском, Кеткинском месторождениях. Судьба двух последних оказалась счастливой - оба вовлечены в эксплуатацию и эксплуатируются по сей день. Эксплуатируются и два месторождения в Центральной Камчатке в Быстринском районе: Эссовское и Анавгайское.
В 1980 г. завершены буровые работы на Верхне-Паратунском месторождении термальных вод. Всего на месторождении пробурено с 1966 г. 42 поисковые и разведочные скважины глубиной от 561 до 1757 м с общим объемом 50205 м! Дебит отдельных скважин достигает 60 л/сек, температура ? 950С. Эксплуатационные запасы вод по высоким категориям (В) составили 270 л/сек с температурой 700С, в т. ч. 259 л/сек со средневзвешенной температурой 79,60С и 25 л/сек ? с температурой 800С. Бурение проводилось с целью обеспечения строительства 3-ей очереди теплично-овощного комбината совхоза "Термальный". Государственная комиссия по запасам СССР утвердила эксплуатационные запасы Верхне-Паратунского месторождения по категории В - 250 л/сек, по категории С - 20 л/сек.
В 1969-80 гг. акцент гидрогеологических исследований переносится на крайний юг Камчатки - на площадь Кошелевского вулканического массива с действующим Кошелевским вулканом.
Термальные воды в ближайших окрестностях Петропавловска-Камчатского и в самом городе так не обнаружены и по сей день. Вместе с тем, одиночные скважины вскрыли термальные воды у п. Приморского (620С на глубине 597 м), на Малкинском месторождении холодных углекислых вод (880С на глубине и 820С - на выходах термальных источников), и в скважинах, заложенных на выходах холодных вод (1000С) - на глубине 1235 м (53,30С).
Разведка на термальные воды с целью теплоснабжения поселков Быстринского района ведется на Эссовском, Анавгайском, Быстринском месторождениях термальных вод. На всех месторождениях на глубине около 400 м вскрыты горячие воды (41-770С на изливе). Воды напорные, например, на Эссовском месторождении напор достигает 7 м, дебит 33 л/сек при температуре 770С.
Строительство Паужетской ГеоЭС было начато в 1963 г. и продолжалось по 1966г. с установкой паровой турбины низкого давления выпуска 1941 г. одного из уральских заводов. За прошедшие четыре десятилетия ГеоЭС полностью окупила себя, поставляя электроэнергию в пп. Паужетку, Озерновский и с. Запорожье.
Одним из выдающихся достижений гидрогеологов является разведка Малкинского месторождения минеральных вод и Елизовского месторождения пресных вод, успешная эксплуатация которых ведется более трех десятилетий. Близ Петропавловска-Камчатского разведано Быстринское месторождение высококачественных пресных вод, которое находится в резерве. В 2007 г. принято решение о начале разведочных работ.
На Малкинском месторождении термальных вод поисковые буровые работы были завершены в 1974 г. Пробурено 10 скважин глубиной 201-603 м (общий объем бурения - 3788 м). Производительность скважин - 1,6-11,7 л/сек, суммарная всех скважин - 33,6 л/сек, максимальные температуры - 78-8800С. Наблюдается рост температуры с глубиной, что может свидетельствовать о перспективности бурения более глубоких скважин (1000-1200 м) для целей вывода термальных вод.