КО́ЛЬСКАЯ СВЕРХГЛУБО́КАЯ СКВА́ЖИНА

КО́ЛЬСКАЯ СВЕРХГЛУБО́КАЯ СКВА́ЖИНА, в Рос­сии, в Мур­ман­ской обл., близ г. За­по­ляр­ный; са­мая глу­бо­кая в ми­ре (12262 м). Про­бу­ре­на (1970–92; c от­бором кер­на по все­му ство­лу сква­жи­ны) в вост. час­ти Бал­тий­ско­го щи­та для изу­че­ния гео­ло­гич. строе­ния и ме­тал­ло­ге­нии кон­ти­нен­таль­ной зем­ной ко­ры. В 1995 на ба­зе сква­жи­ны соз­да­на Коль­ская глу­бин­ная гео­ла­бо­ра­то­рия.

Бу­ре­ние К. с. с. по­тре­бо­ва­ло ре­ше­ния боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва уни­каль­ных тех­нич. и тех­но­ло­гич. за­дач. Раз­ра­бо­тан и вне­дрён прин­ци­пи­аль­но но­вый ме­тод бу­рения опе­ре­жаю­щим от­кры­тым ство­лом оп­ти­маль­но­го диа­мет­ра (214 мм), что по­зво­ли­ло: в 5–6 раз со­кра­тить ме­тал­ло­ём­кость кон­ст­рук­ции сква­жи­ны (по срав­не­нию со сква­жи­на­ми на нефть и газ); ис­клю­чить из­нос за­це­мен­ти­ро­ван­ных об­сад­ных ко­лонн, умень­шить ве­ро­ят­ность воз­ник­но­ве­ния тя­жё­лых ос­лож­не­ний; со­кра­тить сро­ки строи­тель­ст­ва сква­жи­ны на 50–60%; су­ще­ст­вен­но по­вы­сить ин­фор­ма­тив­ность внут­ри­сква­жин­ных ис­сле­до­ва­ний за счёт со­хра­не­ния ство­ла от­кры­тым дли­тель­ное вре­мя; кор­рек­ти­ро­вать все про­цес­сы бу­ре­ния. Скон­ст­руи­ро­ва­ны по­ро­до­раз­ру­шаю­щие ин­ст­ру­мен­ты и за­бой­ные дви­га­те­ли с со­от­вет­ст­вую­щи­ми глу­бин­ным ус­ло­ви­ям ха­рак­те­ри­сти­ка­ми. Соз­да­ны тер­мо­стой­кие ре­дук­тор­ные тур­бо­бу­ры и раз­ра­бо­та­на сис­те­ма кон­тро­ля их ра­бо­ты на за­бое, ос­но­ван­ная на гид­рав­лич. ли­нии свя­зи (че­рез бу­ро­вой рас­твор). Вне­дре­ны в про­из-во но­вые ти­пы кер­но­от­бор­ных сна­ря­дов с гид­ро­транс­пор­том кер­на. Раз­ра­бо­та­на тех­но­ло­гия ли­к­ви­да­ции тя­жё­лых при­за­бой­ных ос­лож­не­ний ме­то­дом без­ори­ен­ти­ро­ван­ной за­рез­ки но­во­го ство­ла без ус­та­нов­ки це­мент­но­го мос­та. Соз­дан ком­плекс тех­нич. средств не­се­рий­но­го бу­ро­во­го тех­но­ло­гич. ин­ст­ру­мен­та (рас­ши­ри­те­ли, ка­либ­ра­то­ры, про­ти­во­ава­рий­ные ин­ст­ру­мен­ты и т. п.). Скон­ст­руи­ро­ван ряд уни­каль­ных гео­фи­зич. при­бо­ров (все­го св. 25 ви­дов), обес­пе­чив­ших про­ве­де­ние наи­бо­лее пол­но­го ком­плек­са на­уч. ис­сле­до­ва­ний.

Изу­че­ние раз­ре­за К. c. c. гео­фи­зич., пет­ро­фи­зич. и гео­хи­мич. ме­то­да­ми по­зво­ли­ло по­лу­чить ин­фор­ма­цию o ве­ще­ст­вен­ном со­ста­ве гор­ных по­род, их фи­зич. со­стоя­нии и свой­ст­вах в ес­теств. за­ле­га­нии (в ус­ло­ви­ях вы­со­ких дав­ле­ний и температуp). B ре­зуль­та­те ис­сле­до­ва­ний по­строе­ны пет­ро­фи­зич. мо­де­ли кон­ти­нен­таль­ной зем­ной ко­ры, оп­ре­де­ле­но влия­ние ме­та­мор­физ­ма, гра­ни­ти­за­ции, ми­не­ра­ли­за­ции и температуp на свой­ст­ва гор­ных по­род. Эти мо­де­ли по­слу­жи­ли ос­но­вой для дос­то­вер­ной ин­тер­пре­та­ции гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ний (глу­бин­но­го сейс­мич. зон­ди­ро­ва­ния, гра­ви­маг­нит­ных и элек­трич. ме­то­дов). Изу­че­на при­ро­да сейс­мич. гра­ниц и вы­яв­ле­ны за­ко­но­мер­но­сти их рас­пре­де­ле­ния, ус­та­нов­ле­но со­дер­жа­ние по­ро­до­об­ра­зую­щих и руд­ных ми­не­ра­лов. По­лу­чен­ная ин­фор­ма­ция лег­ла в ос­но­ву гео­ло­гич. по­строе­ний и пря­мой оцен­ки свойств, со­ста­ва и со­стоя­ния круп­ней­ших стра­ти­гра­фич. под­раз­де­ле­ний зем­ной ко­ры – ар­хея и про­те­ро­зоя.

Сде­лан ряд но­вых гео­ло­гич. вы­во­дов о строе­нии, ха­рак­те­ре ру­до­ге­не­за и эво­лю­ции до­кем­брий­ской кон­ти­нен­таль­ной ко­ры. Впер­вые в од­ном не­пре­рыв­ном гео­ло­гич. раз­ре­зе (от 3 до 1,6 млрд. лет) де­таль­но изу­че­на ме­та­мор­фич. зо­наль­ность от пре­нит-пум­пе­лии­то­вой до ам­фи­бо­ли­то­вой фа­ции, по­стро­ен пер­вый дос­то­вер­ный вер­ти­каль­ный гео­хи­мич. раз­рез до­кем­брий­ской зем­ной ко­ры. Об­на­ру­же­ны в глу­бин­ных зо­нах кон­ти­нен­таль­ной зем­ной ко­ры ми­не­ра­ли­зов. под­зем­ные тре­щин­ные во­ды и вы­яв­ле­на их гид­ро­гео­ло­гич. зо­наль­ность. Ус­та­нов­ле­но, что в фор­ми­ро­ва­нии круп­ней­ших струк­тур­но-фор­ма­ци­он­ных зон зем­ной ко­ры боль­шую роль иг­ра­ют га­зы (с глу­би­ной воз­рас­та­ет роль во­до­ро­да, ге­лия и умень­ша­ет­ся роль уг­ле­во­до­род­ных га­зов). До­ка­за­на прин­ци­пи­аль­ная воз­мож­ность фор­ми­ро­ва­ния руд­ных ми­не­ра­лов в пром. кон­цен­тра­ци­ях на столь боль­ших глу­би­нах. Вы­вод об ис­ход­ном го­ри­зон­таль­ном за­ле­га­нии ни­ке­ле­нос­ных ин­тру­зий и их рас­чле­не­нии на отд. фраг­мен­ты в ре­зуль­та­те че­шуй­ча­тых пе­ре­ме­ще­ний тек­то­нич. бло­ков рас­ши­рил пер­спек­ти­вы об­на­ру­же­ния мед­но-ни­ке­ле­вых руд в Пе­ченг­ской струк­ту­ре. Ус­та­нов­ле­но, что ха­рак­тер из­ме­не­ния фи­зич. свойств гор­ных по­род и фор­ми­ро­ва­ние гео­фи­зич. гра­ниц в зем­ной ко­ре в боль­шой сте­пе­ни за­ви­сят от на­пря­жён­но­го со­стоя­ния гор­ных по­род (его рас­пре­де­ле­ния по глу­би­не), при этом гра­ни­цы рез­ко­го из­ме­не­ния их на­пря­жён­но­го со­стоя­ния со­от­вет­ст­ву­ют сту­пен­ча­тым из­ме­не­ни­ям гео­тер­мич. гра­ди­ен­та и те­п­ло­во­го по­то­ка. Ана­лиз на­пря­жён­но­го со­стоя­ния недр по­ка­зал чёт­ко вы­ра­жен­ную го­ри­зон­таль­ную рас­сло­ен­ность зем­ной ко­ры, свя­зан­ную с из­ме­не­ни­ем ло­каль­ных ус­ло­вий и ме­ха­низ­мов де­фор­ма­ции разл. глу­бин­ных го­ри­зон­тов. Со­вме­ст­ная ин­тер­пре­та­ция ре­зуль­та­тов ком­плекс­ных гео­ло­гич. и гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ний по­зво­ли­ла сде­лать вы­вод о том, что б. ч. на­клон­ных сейс­мич. гра­ниц, ха­рак­тер­ных для верх­ней час­ти раз­ре­за, со­пря­же­на с зо­на­ми ка­так­ла­за по­род.

От­кор­рек­ти­ро­ва­ны пред­став­ле­ния o стро­е­нии зем­ной ко­ры кон­ти­нен­таль­но­го ти­па, про­сле­же­на эво­лю­ция до­кем­брий­ской зем­ной ко­ры в ин­тер­ва­ле от 3 до 1,6 млрд. лет и соз­да­на её объ­ём­ная мо­дель, со­глас­но ко­то­рой ар­хей­ская кон­ти­нен­таль­ная ко­ра со­сто­ит из 3 сло­ёв: гра­ни­то­гней­со­во­го (0–15 км), гра­ну­ли­то-гней­со­во­го (15–30 км) и ниж­не­го (30–40 км), пред­став­ляю­ще­го со­бой про­то­ко­ру. Оп­ре­де­ле­ны на­прав­ле­ния раз­ви­тия глу­бин­ных гео­фи­зич. ме­то­дов изу­че­ния кри­стал­лич. толщ. Вы­яв­ле­но глу­бин­ное строе­ние и рас­шиф­ро­ван ме­ха­низм фор­ми­ро­ва­ния до­кем­брий­ских струк­тур, кон­тро­ли­рую­щих раз­ме­ще­ние ме­сто­ро­ж­де­ний цвет­ных и ред­ких ме­тал­лов. Ha боль­ших глу­би­нах об­на­ру­же­ны про­яв­ле­ния гид­ро­тер­маль­ной мед­ной, свин­цо­вой, цин­ко­вой и др. ми­не­ра­ли­за­ций, что сви­де­тель­ст­ву­ет o зна­чи­тель­но боль­шей глу­би­не ру­до­об­ра­зо­ва­ния, чем пред­по­ла­га­лось ра­нее.