]> Раздел 1. Общая петрография и методы
Общая петрография
 
Оглавление Лекции Список использованной литературы Список рекомендуемой литературы Разработчики


Раздел 1. Общая петрография и методы

Предыдущий раздел Разделы Следующий раздел

Содержание:

Объекты и методы петрографии



Петрография — наука о горных породах, их строении и происхождении, минеральном и химическом составе, условиях залегания и изменения, методах изучения и сферах практического использования. Современная петрография представляет собой развитую систему накопленных данных, знаний и идей, дающих всестороннюю информацию о закономерностях и существенных связях в области одного из главных направлений геологии — изучения вещества Земли и других планет Солнечной системы. Термин петрография ("петро" — скала, камень, "графо" — пишу) широко применялся в Германии. Термин петрология ("логос" — познаю, изучаю) распространен в англо-американской литературе. В интерпретации некоторых исследователей он считается более широким, поглощающим "петрографию", которой отводятся только описательные функции. Однако в дидактических целях, с учётом искусственности отделения генетических выкладок от фактических данных, эти термины можно считать синонимами.

Цель петрографических исследований — изучение породного состава земной коры для обеспечения эффективного решения практических (поиск, разведка и эксплуатация месторождений полезных ископаемых и т. д.) и теоретических проблем геологии, геофизики и геомеханики (разработка генетических гипотез и новых методик изучения пород и минералов, создание классификаций горных пород, выявление закономерных связей физических аномалий с особенностями состава и строения пород, определение предельно-напряженного состояния горно-породных массивов и т. п.).

Петрографическими методами могут быть решены следующие задачи:

  • изучение строения и вещественного состава горных пород различных генетических типов и выбор (или разработка) рациональных классификаций;
  • системная характеристика горных пород и выяснение причин их разнообразия на основе минералогических, химических, структурных, физических и других признаков;
  • выяснение относительной роли различных геологических процессов в происхождении, эволюции и взаимоотношениях горных пород;
  • оценка практической значимости отдельных видов пород.

Добавим, что знание петрографии с одинаковым успехом позволяет идентифицировать техногенные минеральные смеси, композиты, продукты высокотемпературной обработки, археологические артефакты и т. д.

Взаимоотношение петрографии с существующими смежными науками (табл. 1.1) определяется тем, что, с одной стороны, она не может обойтись без главных достижений кристаллографии, кристаллохимии, минералогии, физической химии и ряда других наук. С другой стороны, без знания горных пород не может быть корректно выполнено большинство (если не все) работ геологической направленности. Прежде всего это относится к геологическому и структурному картированию, поиску полезных ископаемых по косвенным признакам, анализу геологических фаций и формаций. В обобщенном виде петрографические данные используются в геофизике, геомеханике, геотектонике и геодинамических реконструкциях. Методы петрографии находят применение в космологии, строительном и военном деле, металловедении и других областях.

                                                                              Таблица 1.1 Место петрографии среди других наук

Объекты изучения

Науки

1

Кристаллы

Кристаллография

Кристаллофизика

2

Минералы

Минералогия

3

Горные породы

Петрография

Петрофизика

Петрохимия

4

Руды

Минераграфия

5

Геологические тела

Общая геология

6

Геологические структуры

Структурная геология

7

Формации, комплексы

Формационный анализ

8

Плиты, палеоконтиненты

Тектоника литосферных плит

9

Астеносфера, мантия

 

Динамика мантийных плюмов

Губинная геодинамика

10

Планеты

Планетология

 

Историческая справка. В истории петрографии можно выделить три условных периода. В первый период (до середины XIX века), не имеющий определенного названия, накопление знаний о горных породах происходило стихийно. Вначале это были просто "камни", которые сыграли определенную роль в древнейшем культурно-историческом периоде эволюции человечества (каменный век). Остается только удивляться навыкам целевого выбора кремней, сланцев, песчаников, базальтов, диоритов и других известных нам пород для использования в качестве оружия (наконечники, молоты) и орудий труда (режущие и скребковые инструменты, ступки и мельницы) [33]. В сменившей каменный век эпохе металлов (медный, бронзовый и железный века) основное внимание было уделено поиску руд (медь, серебро, золото, железо) и отдельных минералов. К рудам стали относиться как к породам, имеющим коммерческое значение, как к полезным ископаемым, содержащим металлы в экономически целесообразных для извлечения объемах. Большинство же камней, не содержащих необходимых металлов в достаточных количествах, называлось "пустыми породами". Данные о горных порода, в том числе и о рудах, хранились в памяти поколений, поэтому собственно о петрографии можно говорить лишь только с момента, когда появилась письменность.Истоки же первых описаний горных пород, несомненно, восходят к геологии, минералогии и археологии. В конце первого периода для изучения горных пород стали применяться физические методы, используемые в минералогии: механический (раскалывание, царапание), оптический (лупа), химический (кислоты) и термический (паяльная трубка). Был собран громадный фактический материал по горным породам, многие из которых относились к разряду "пустых" с целью отличия их от добываемых "руд". Первые названия пород (гранит, горнблендит и др.) появились именно в данный период, в котором, кстати говоря, была также выдвинута масса петрологических гипотез, б?льшая часть которых, видоизменяясь, не потеряла своего значения и в наши дни.

Стержневым, революционным событием второго периода (конец XIX — начало XX в.), послужившим выделению петрографии в самостоятельную науку, явилось введение в практику исследования минералов и пород поляризационного микроскопа, с помощью которого англичанин Г. К. Сорби впервые (1858 г.) описал несколько минералов. Однако кристаллооптический метод в изучении горных пород систематически начал применяться с 1870 г., когда Ф. Циркель опубликовал работу о составе и структуре базальтов. Это была яркая демонстрация возможностей метода для изучения мелкокристаллических и скрытокристаллических пород, стимулировавшая исследования по повышению разрешающей способности микроскопов и умножению количества получаемых оптических характеристик минералов и горных пород. Значительный вклад в развитие петрографии внесли А. П. Карпинский, И. В. Мушкетов, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, Е. С. Федоров, К. Г. Ф. Розенбуш, О. Мишель-Леви.

На протяжении третьего периода (30-е годы XX в. и по настоящее время) широко применяются высокоточные методы изучения горных пород: микроструктурный, рентгеноструктурный, дифференциально-термический, петрохимический, геохронологический, изотопно-геохимический, петроструктурный, петрофизический, физико-химический и др. Большое внимание уделяется минералогическим термобарометрам и изучению газово-жидких и твердофазных включений в минералах.

Исторически сложилось так, что с самого начала петрография специализировалась на горных породах, имеющих различное происхождение. В результате этого в петрографии четко обозначились три направления — магматический, метаморфический и осадочный. Объединение двух первых составляет содержание петрографии кристаллических пород. В петрографии осадочных пород содержится раздел, посвященный каменным углям (углепетрография). Дополнительные разделы представлены региональной (изучение латерального распределения главных петрографических типов) и технической петрографией, или петрографией искусственного камня (изучение керамики, бетонов, сплавов, продуктов каменного литья, гончарных и кирпичных композитов).

И, наконец, освоение космического пространства и возможность доставки образцов горных пород с Луны и других планет стимулируют развитие космической петрографии.

Предыдущий раздел Разделы Следующий раздел