Geological and geophysical studies for assessing  the energy potential of land-sea transition zones  of the Azov-Black sea region

А.А. Толкунов; Д.М. Гринь; А.С. Чулков

doi:10.24028/gj.v47i6.348867

Автор(и)

А.А. Толкунов Інститут геології Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ; Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ, Україна
Д.М. Гринь Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна
А.С. Чулков Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gj.v47i6.348867

Ключові слова:

перехідна зона (море—суша), сейсморозвідка, пошуки корисних копалин, енергетичний потенціал, приповерхнева та глибинна будова

Анотація

Стаття присвячена комплексним геолого-геофізичним дослідженням перехідних зон (море—суша) Азово-Чорноморського регіону (Західне Причорномор’я та Керченська затока — Азовське море), що охоплюють понад 30 000 км2. Ці стратегічно важливі для пошуку вуглеводнів зони надзвичайно складні для виконання стандартних сейсморозвідувальних робіт, що пов’язано з фізико-географічними умовами та технологічними можливостями досліджень, які мають вирішальне значення для зниження ризику «сухого» буріння та залучення інвестицій, а також необхідні для вирішення інженерних питань і питань безпеки у контексті післявоєнної відбудови.

Наведено детальний аналіз двох ключових площ — Західного Причорномор’я та Керченського півострова. У Західному Причорномор’ї найперспективнішою є ділянка від оз. Сасик до оз. Алібей з прогнозною оцінкою нерозвіданих запасів 20—30 тис. т у.п. на 1 км2, пов’язаних з палеозойськими (силур, девон, карбон) і мезозойськими відкладами. Керченська площа є також однією з найбільш перспективних (20—30 тис. т у.п. на 1 км2). Її нафтогазоносність доведена у відкладах неогену (тортон) та олігоцену, а також прогнозується у більш давніх комплексах (крейда, юра).

У перехідних зонах північно-східної частини Керченського півострова (Керченська затока—Азовське море) ДГП «Укргеофізика» було виконано пошукові сейсморозвідувальні роботи МСГТ 2D (2009—2011 рр.). Досліджено п’ять профілів загальною довжиною 43,64 км, які перетинають антиклінальні структури, зокрема Великотарханський та Баксинський грязьові вулкани. Отримані міграційні часові розрізи дали змогу детально відтворити геологічну будову перехідної зони та структуру грязьових вулканів, підтвердивши їх зв’язок з антиклінальними складками.

Сейсмічні методи (особливо 3D сейсморозвідка) є єдиним ефективним інструментом для виявлення та оконтурення перспективних структур у перехідних зонах. Комплексне геофізичне вивчення цих ділянок є критично важливим не лише для реалізації енергетичного потенціалу України, а й для інженерної геофізики (картування слабких ґрунтів, проєктування протизсувних споруд) і сейсмічного мікрорайонування, забезпечуючи основу для стійкої розбудови транспортної інфраструктури та безпеки прибережних територій.

Посилання

Atlas of Oil and Gas Fields of Ukraine: in 6 vols. Vol. 6: Southern Oil and Gas-bearing Region. (1998). Lviv: Publishing House of the Ukrainian Oil and Gas Academy, 222 p. (in Ukrainian).

Bondarchuk, V.G. (1959). Geology of Ukraine. Kyiv: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 832 p. (in Ukrainian).

Bondarchuk, V.G. (1949). Geomorphology of the Ukrainian SSR: geological development of the relief. Kyiv: Radyanska Shkola, 246 p. (in Ukrainian).

Chemberski, H.I., & Botoucharov, N.D. (2013). Triassic Lithostratigraphic Correlation in the Moesian Platform (Bulgaria-Romania). Stratigraphy and Geological Correlation, 21(6), 43—61. https://doi.org/10.7868/S0869592X1306001X.

Chemberski, H., & Pene, C. (2010). Correlation of the Triassic rocks in the Moesian platform (Bulgaria and Romania). September 2010 XIX Congress of the Carpathian-Balkan Geological Association Thessaloniki, Greece, 23—26 September.

Dill, H.G., & Kaufhold, S. (2018). The Totumo mud volcano and its near-shore marine sedimentological setting (North Colombia) — From sedimentary volcanism to epithermal mineralization. Sedimentary Geology, 366, 14—31. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2018.01.007.

Fund of oil and gas prospective objects of oil and gas-bearing regions of Ukraine (Eastern, Western, Southern) as of 01.01.2020. (2020). Kyiv: UkrDGRI (in Ukrainian).Galloway, W.E., Ganey-Curry, P.E., Li, X., & Buffler, R.T. (2000).Cenozoic depositional history of the Gulf of Mexico basin. AAPG Bulletin, 84(11), 1743—1774. https://doi.org/10.1306/8626C37F-173B-11D7-8645000102C1865D.

Georgiev, G, & Botoucharov, N. (2003). Hydrocarbon Generation History of Triassic Sediments in the South Moesian Platform Margin. Conference: EAGE 65th Conference and Exhibition. Stavanger, Norway, June 2003. CD-ROM, P112. https://doi.org/10.3997/2214-4609-pdb.6.P112.

Gozhyk, P.F., Yevdoshchuk, M.I., Klochko, V.P. et al. (2006). Oil and gas prospective objects of Ukraine. Prospects of oil and gas potential of the Southern region of Ukraine. Kyiv: EKMO, 256 p. (in Ukrainian).

Gryn, D.M., & Verbytskyi, S.T. (2019). Autonomous digital seismic stations SV. Geophysical Journal, 41(4), 125—144. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i4.2019.177376.

Gryn, D.M., Verbytskyi, S.T., & Dmytrenko, O.V. (2019). Adaptive seismic complex for engineering geophysics. Geoinformatika, (4), 65—73 (in Ukrainian).

Hein, F.J. (2013). Overview of Heavy Oil, Seeps, and Oil (Tar) Sands, California. In F.J. Hein, D. Leckie, S. Larter, J.R. Suter (Eds.), Heavy-oil and Oil-sand Petroleum Systems in Alberta and Beyond. American Association of Petroleum Geologists https://doi.org/10.1306/13371587St643550.

Hnidets, V., Hryhorchuk, K., Koshil, L., & Yakovenko, M. (2024). Dynamics of naphthidogenesis in the Devonian deposits of the Dobrudja Foredeep. Geodynamics, (2), 69—77. https://doi.org/10.23939/jgd2024.02.69.

Hryhorchuk, K., Hnidets, V., Kokhan, O., & Balandyuk, L. (2024). Lithological and facial structure and prospects of the oil and gas capacity of the Middle Jurassic sediments of the Predobrogean depression. Geology & geochemistry of combustible minerals, (3-4), 24—35. https://doi.org/10.15407/ggcm2024.195-196.024.

Kolodii, V.V. (2006). Oil and gas prospective objects of Ukraine. Scientific and practical foundations of oil and gas exploration in the waters of the Black and Azov Seas. Kyiv: EKMO (in Ukrainian).

Komatsu, G., & Feyzullayev, A.A. (2024). Geomorphology of subaerial mud volcanoes in Azerbaijan: Issues about edifice construction and degradation. Geomorphology, 463, 109352. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2024.109352.

Mann, P., Escalona, A., & Castillo, M.V. (2006). Regional geologic and tectonic setting of the Maracaibo supergiant basin, western Venezuela. AAPG Bulletin, 90(4), 445—477. https://doi.org/10.1306/10110505031.

Mazzini, A., & Etiope, G. (2017). Mud volcanism: An updated review. Earth-Science Reviews, 168, 81—112. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.03.001.

Menapace, W., Loher, M., Pape, T., Hong, W.L., Boetius, A., & Bohrmann, G. (2017). Mud volcanoes as dynamic sedimentary phenomena that host marine ecosystems. In A.M. Rossi (Ed.), Mud Volcanism: Evolution, Mechanisms, and Environmental Impact (pp. 67—104). Nova Science Publishers.

Miao, W., Niu, F., Li, G., & Levander, A. (2022). Sedimentary and crustal structure of the US Gulf Coast revealed by Rayleigh wave and teleseismic P coda data with implications for continent rifting. Earth and Planetary Science Letters, 577, 117257. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117257.

Morozova, O. (2016). Report on the implementation of seismic exploration works (CDP) in the Karam, Burasivska and Yurkynska areas of the Kerch Peninsula and transitional zones of the Azov Sea. Novomoskovsk: SE «UkrGeofizyka», Prydniprovska Geophysical Expedition (in Ukrainian).

Mykhailov, V.A., Vakarchuk, S.G., Zeykan, O.Yu., Kasyanchuk, S.V., Kurovets, I.M., Vyzhva, S.A., Zagnitko, V.M., Koval, A.M., Krupsky, Yu.Z., Gladun, V.V., Chepil, P.M., Stryzhak, V.P., & Kulchytska, G.O. (2014). Unconventional sources of hydrocarbons of Ukraine. Book 8. Kyiv: Nika-Center, 280 p. (in Ukrainian).

Napoli, S., Spatola, D., Casalbore, D, Lombardo, L., Tanyas, H., & Chiocci, F.L. (2025). Comprehensive global inventory of submarine mud volcanoes. Scientific Data, 12, 382. https://doi.org/10.1038/s41597-025-04726-1.

Naumenko, O.D., Korzhnev, P.M., Stryzhak, V.P., & Dezes, M.O. (2019). Oil and gas prognosis of the of Middle- and Upper Jurassic carbonate strata of the NorthWestern part Black sea and adjacent area according to the sedimentary-paleogeomorphological criteria. Geology and Mineral Resources of World Ocean, 15(2), 52—66 (in Ukrainian).

Nesterovskyi, V.A., Hryshchenko, N.O., & Deiak, M.A. (2021). Genetic model of mud volcanism of the Kerch Peninsula (scientific and applied aspects). Geology and Mineral Resources of the World Ocean, 17(1), 57—74. https://doi.org/10.15407/gpimo2021.01.057 (in Ukrainian).

Pashkevich, I.K., Rusakov, O.M., Kutas, R.I., Gryn, D.N., Starostenko, V.I., & Janik, E. (2018). Lithospheric structure based on a comprehensive analysis of geological and geophysical data along the DOBREfraction’99/DOBRE-2 profile (East European Platform — Eastern Black Sea Basin). Geophysical Journal, 40(5), 98—136. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147476 (in Russian).

Shnyukov, E.F., & Kobolev, V.P. (2018). Gas hydrate deposits of methane in the mud volcanoes of the Black Sea. Geology and Mineral Resources of World Ocean, (1), 5—34 (in Russian).

Shnyukov, E.F., Pasynkov, A.A., Lyubitsky, A.A., Inozemtsev, Yu.I., Rybak, E.N., & Kuznetsov, A.S. (2010). Mud volcanoes in the Kerch sector of the shelf and continental slope of the Black Sea. Geology and Mineral Resources of the World Ocean, (3), 28—36 (in Russian).

Shnyukov, E.F., Sheremetyev, V.M., Maslakov, N.A. et al. (2006). Mud volcanoes of the Kerch-Taman region. Krasnodar: GlavMedia, 176 p. (in Russian).

Shnyukov, E., & Yanko-Hombach, V. (2020). Mud Volcanoes of the Black Sea Region and their Environmental Significance. Springer Cham, 491 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-403

-4.

Sydorenko, G., Stephenson, R., Yegorova, T., Starostenko, V., Tolkunov, A., Janik, T., Majdanski, M., Voitsitskiy, Z., Rusakov, O., & Omelchenko, V. (2017). Geological structure of the northern part of the Eastern Black Sea from regional seismic reflection data including the DOBRE-2 CDP profile. In M. Sosson, R.A. Stephenson, S.A. Adamia (Eds.), Tectonic Evolution of the Eastern Black Sea and Caucasus (Vol. 428, pp. 307—321). Geol. Soc., London, Spec. Publ. https://doi.org/10.1144/SP428.15.

Tanaka, K., Asano, K., Ishihara, T., Watanabe, M., Komatsubara, D., Kasirajima, N., Tokuyasu, S., & Suzuki, K. (2020). Mud Volcanoes and Human Geoscience. In Y. Himiyama, K. Satake, T. Oki (Eds.), Human Geoscience (pp. 167—188). Advances in Geological Science. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007 /978-981-32-9224-6_14.

Vernyhorova, Y.V. (2014). Lito- and biofacies features of the Neogene deposits of the Kerch Peninsula. Collection of scientific papers of the Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine, 7, 126—171. https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2014.146865 (in Ukrainian).

Vernigorova, Yu.V., & Ryabokon, T.S. (2018). Maikop deposits (Oligocene—Lower Miocene) of the Kerch Peninsula: history of study, controversy, stratigraphy. Kyiv: Publ. NAS of Ukraine, IGS NAS of Ukraine, 112 p. (in Russian).