Главная

История

Шлифы

ВИДЕО

Справка

Контакты

История


Петрография (петрология) - наука геологического цикла, в задачу которой входит всестороннее изучение горных пород. Под названием «горная порода» понимается природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся продуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела.
В зависимости от условий формирования горные породы делятся на три генетические группы:

1) магматические породы, образовавшиеся в процессе кристаллизации сложного природного силикатного расплава - магмы;

2) осадочные породы, возникшие в поверхностных экзогенных условиях за счет продуктов разрушения любых других пород, и

3) метаморфические породы, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления пород любого генезиса к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим условиям.

Несмотря на специфику геологической обстановки, в которой образуются различные генетические типы пород, все породы взаимосвязаны переходными разностями, стирающими четкие границы между ними. Магматические и осадочные горные породы имеют промежуточную группу вулканогенно-обломочных пород. И магматические и осадочные горные породы могут быть в разной степени метаморфизованы, причем в определенных термодинамических условиях метаморфизм может привести к расплавлению пород и возрождению магмы, завершая этим круговорот материи Земли.
Практическое значение горных пород велико. С горными породами генетически связано большинство полезных ископаемых - железо и платина, золото и полиметаллы, драгоценные камни и редкоземельные элементы. Горные породы являются вместилищем различных полезных ископаемых как рудных, так и нерудных, питьевых и минеральных вод, нефти и газа. Нередко горные породы сами являются объектом эксплуатации, как, например, апатиты и фосфориты, бокситы и соли, поделочные и строительные камни. И, наконец, горные породы в их естественном залегании служат основанием для гидротехнических, промышленных или других сооружений. Поэтому специалисты инженерно-геологического, гидрогеологического и геофизического профилей должны знать не только физико-механические свойства пород, но и пони¬мать, чем они обусловлены, а для этого надо уметь определять состав горной породы, ее строение, условия залегания и образования, т. е. знать основы петрографии, что и является задачей настоящего курса.
Петрография тесно связана с минералогией, общей геологией, стратиграфией, геотектоникой и учением о месторождениях по¬лезных ископаемых. Многие петрографические вопросы не могут быть решены без знания химии, физики, физической химии, термодинамики и других точных наук.

Методы изучения горных пород. Изучение горных пород включает полевые и лабораторные исследования.

В процессе полевых исследований выясняется геологическая обстановка формирования пород, условия их залегания, морфология слагаемых ими тел, макроскопическая характеристика минерального состава и строения пород. Комплекс применяемых лабораторных методов зависит от свойств изучаемой породы и тех задач, которые стоят перед исследователем. Современные лабораторные методы исследования горных пород чрезвычайно разнообразны и, как правило, требуют для их выполнения специальной подготовки.
Универсальным методом исследования горных пород является изучение их в шлифах под микроскопом. Для большинства горных пород этот метод позволяет быстро и достаточно точно определять минеральный состав породы, детали ее строения, характер и степень вторичных изменений и ряд других особенностей. Для точного определения констант минералов применяются федоровский метод, иммерсионный метод и др.
При изучении вещественного состава горных пород широко используется химический анализ, значение которого особенно велико для скрытокристаллических, стекловатых и тонкодисперсных пород. Для некоторых осадочных пород необходим гранулометрический анализ в сочетании с минералогическими определениями. В настоящее время все большее развитие получают термический, спектральный, рентгеноструктурный, радиологический и другие методы исследования.
Существует обширный комплекс специальных методов по изучению физико-механических свойств горных пород - их твердости, пористости, деформируемости, устойчивости к выветриванию, магнитности, электрического сопротивления и т. п., имеющих особое значение при инженерно-геологических, гидрогеологических и геофизических исследованиях.
Некоторые сведения из истории развития петрографии. В качестве самостоятельной ветви геологических знаний петрография начала обособляться с середины XIX в., с момента введения в практику исследования горных пород поляризационного микроскопа.
Микроскопическое изучение горных пород широко раздвинуло рамки исследований и послужило толчком к интенсивному изучению их состава и строения. Этот период принято называть описательным (физиографическим) направлением в петрографии. Первый учебник петрографии был составлен в 1866 г. немецким ученым Ф. Циркелем. В России впервые петрографические описания пород с применением микроскопа были опубликованы в 1867 г А. А. Иностранцевым и И. Блюммелем, затем в 1869 г.- А. К. Карпинским. В 1923 г. в Германии появилась капитальная работа Г. Розенбуша, заложившая основы систематики горных пород.
Параллельно совершенствовались методы кристаллооптических исследований, в развитие которых большой вклад внес Е. С. Федоров (1891), разработавший оригинальную методику определения оптических констант породообразующих минералов с помощью сконструированного им прибора, названного федоровским столиком. Методика Е. С. Федорова получила дальнейшее развитие в работах его учеников и последователей - В. В. Никитина, А. К. Болдырева, А. Н. Заварицкого и в настоящее время широко применяется петрографами Советского Союза и зарубежными специалистами.
Быстро накапливающийся описательный материал послужил основанием для создания количественно-минералогических классификаций магматических пород, различные варианты которых были предложены С. Шендом (1927), А. Джохенсеном (1931), П. Ниггли (1931) и др.
На рубеже XIX-XX вв. наряду с микроскопическими исследованиями изучение горных пород начало развиваться по нескольким направлениям, среди которых главными явились химическое, физико-химическое и экспериментальное.
Химические исследования ставили целью выявление закономерностей в изменении химического состава магматических пород. В этой области велика роль Ф. Ю. Левинсона-Лессинга, одного из создателей отечественной петрографической школы, который наряду с разработкой многих проблем теоретической и практической петрографии предложил метод обработки данных химических анализов и разработал систематику магматических пород на основе их химического состава. Дальнейшие исследования позволили выделить особый раздел петрографии - петрохимию. Особенно большой вклад в развитие петрохимических исследований внес А. Н. Заварицкий, усовершенствовавший метод пересчета химических анализов и разработавший новую химическую классификацию магматических пород (1941, 1944). В задачу физико-химических исследований входило изучение процессов кристаллизации и дифференциации магмы, т. е. выявление причин разнообразия магматических пород. Такого рода исследования были начаты И. Фогтом (1890), А. Е. Лагорио (1891), И. И. Морозевичем (1892-1897), Н. Боуэном (1902 - 1908). В наше время важнейшие работы в указанной области проводились А. С. Гинзбергом, А. Н. Заварицким, В. А. Николаевым, В. С. Соболевым, Д. С. Коржинским и другими учеными.
Целью экспериментальных исследований являлось изучение процессов образования минералов и горных пород в условиях, приближающихся к естественным. В развитии экспериментального направления большая роль принадлежит коллективу ученых геофизической лаборатории Карнеги в Вашингтоне: Н. Боуэну, Дж. Грейгу, К. Горансону и др., получившим исключительно важные данные о процессах кристаллизации силикатных систем. Технические возможности в отношении получения сверхвысоких температур и давлений позволили изучать системы с летучими компонентами, что расширило представления об условиях кристаллизации природных расплавов и дало возможность установить области термодинамической устойчивости важнейших породообразующих минералов.
Развитие инженерно-геологических и геофизических исследований активизировало изучение физико-механических свойств горных пород и привело к появлению новой ветви в петрографии - петрофизики. Работы Б этом направлении в нашей стране были начаты Ф. Ю. Левпнсоном-Лессингом и продолжены Б. В. Залесским, Б. П. Беликовым, М. П. Воларовичем и др. В последние годы появилось большое число фундаментальных исследований в области установления зависимости физико-механических свойств горных пород от их состава и строения. К такого рода работам следует отнести книги «Физические свойства горных пород и полезных ископаемых СССР» (1964), «Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород» (1968), учебник В. Д. Ломтадзе «Инженерная геология. Инженерная петрология» (1970).
Всестороннее аналитическое изучение магматических пород и параллельно проводившиеся региональные геолого-петрографические исследования привели к возникновению учения о магматических формациях, позволяющего рассматривать вопросы происхождения магматических пород как закономерных ассоциаций, связанных с тектонической жизнью Земли. В развитие этого учения большой вклад внесли советские ученые: Ю. А. Билибин, Г. Д. Афанасьев, О. А. Воробьева, В. С. Коптев-Дворников, Е. К. Устиев, Ю. А. Кузнецов.
Как видим из приведенного выше краткого обзора, на протяжении всей истории развития петрографии особое внимание уделялось изучению магматических пород. Изучение метаморфических пород отставало и приобрело самостоятельное значение несколько позднее в результате работ К. Ван-Хайза (1898, 1904), У. Грубенмана (1904, 1910), Ф. Бекке (1903, 1921), И. Д. Лукашевича (1909), П. Ниггли (1913) и др. Большой вклад в развитие учения о метаморфических породах внес П. Эскола, впервые в 1915 г. сформулировавший принцин метаморфических фаций - основу для создания современной классификации метаморфических пород. В последние годы в этой области много сделано Ф. Тернером, X. Платеном, Г. Винклером, В. С. Соболевым и другими исследователями. Особое место в создании современной теории метасоматических процессов занимают работы Д. С. Коржииского.
Разработка и применение специальных лабораторных методов исследования осадочных пород значительно расширили возможности их изучения. В 20-30-е годы петрография осадочных пород выделилась в качестве самостоятельной ветви петрографической науки. В результате детального изучения древних осадочных толщ и современных осадков появились теоретические обобщения, посвященные изучению основных закономерностей процессов осадкообразования. К ним относятся работы Н. М. Страхова, Л. В. Пустовалова, М. С. Швецова и др.


Геологический институт Российской академии наук


E-mail: snn@nicsys.ru

шлифы.рф © 2014