Большая Советская Энциклопедия (ПЕ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 221

  Лит.: Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Петрография, 5 изд., М.— Л., 1940; Judd J. W., On the gabbros, dolerites and basalts of Tertiary age in Scotland and Ireland, «Quarterly Journal of the Geological Society of London», 1886, v. 42.

Петрография

Петрогра'фия (от греч. pétros — камень и ...графия ), наука о горных породах , их минералогических и химических составах, структурах и текстурах, условиях залегания, закономерностях распространения, происхождения и изменения в земной коре и на поверхности Земли. Существует тенденция разделения общей науки о горных породах на две части — П., преимущественно описательного характера, и петрологию , в которой даётся анализ генетических соотношений. Однако часто эти термины рассматриваются как синонимы.

  Предмет и методы петрографии. П.— наука геологического цикла; она тесно связана с минералогией , геохимией , вулканологией , тектоникой , стратиграфией и учением о полезных ископаемых .

  По типам изучаемых горных пород различают П. магматических, П. метаморфических и П. осадочных горных пород, или литологию .

  П. магматических горных пород исследует кристаллические горные породы, образовавшиеся в основном в результате застывания и кристаллизации магмы . Процессы расщепления (дифференциации) магмы в ходе её застывания в земной коре и растворения в магме вмещающих пород (ассимиляции, контаминации) вели к возникновению различных по составу типов изверженных горных пород и связанных с ними полезных ископаемых. Исследование магматических пород проводится с целью определения их вещественного состава, выяснения физико-химических условий застывания магмы, их взаимоотношения с окружающими породами и пр.

  П. метаморфических горных пород занимается исследованием горных пород, изменивших (без разрушения и расплавления) первоначальный минеральный и химический состав под влиянием новых физико-химических условий (см. также Метаморфизм горных пород ). По характеру изменения различают породы разных метаморфических фаций, минеральный состав которых определяется в основном давлением и температурой окружающей среды (см. Фации метаморфизма ).

  Кроме того, существуют горные породы, занимающие промежуточное положение. Так, некоторые метаморфические породы в процессе своего образования подвергаются частичному расплавлению (см. Палингенезис ); и наоборот, в формировании некоторых магматических пород значительную роль играют процессы метаморфизма. Существуют породы, переходные между осадочными и магматическими (вулканогенно-осадочные породы , пирокластические породы и др.), которые сложены магматическим материалом, но способ их образования и условия залегания характерны для осадочных горных пород .

  Для изучения состава и строения горных пород применяются специальные методы исследования. К ним относятся в первую очередь кристаллооптические методы, позволяющие изучать тонкозернистые минеральные агрегаты. При этом используются поляризационный микроскоп и другие приборы. Широко применяются рентгеноскопический метод и спектральный анализ, которые дают возможность определить элементы-примеси, присутствующие в породах в ничтожных количествах. Химический состав минералов определяется при помощи микроанализаторов непосредственно в горных породах без предварительного выделения минералов. Вещество горных пород исследуется также путём химического анализа. Физические исследования горных пород и составляющих их минералов применяют для определения ряда физических констант (плотность, твёрдость, тепловое расширение, сжимаемость, скорости сейсмических волн, вязкость, электрические и магнитные свойства и т.д.). С середины 20 в. в П. всё шире используются математические методы на основе применения ЭВМ. В первую очередь привлекаются методы математической статистики для оценки достоверности совокупностей химических или спектральных анализов, построения рациональных классификаций горных пород, определения поисковых признаков на разные виды полезных ископаемых, пересчётов химических анализов. Таким образом, изучение горных пород включает в себя сложный комплекс разнообразных исследований, начало которых относится к полевым наблюдениям (при геологосъёмочных работах, в кернах или в горных выработках). Обобщение геолого-петрографических материалов в региональном плане позволяет подойти к выявлению роли различных типов горных пород в процессах формирования и развития земной коры (формационный анализ).

  По характеру изучаемых свойств и применяемым методам выделяют следующие разделы П.: петрохимия , петрофизика , петротектоника , физико-химическая и экспериментальная П., техническая П., космическая П.

  Выяснение всего комплекса химических взаимоотношений в отдельных породах и в их естественных сочетаниях составляет содержание раздела П.— петрохимии.

  Развитие инженерно-геологических и геофизических исследований активизировало изучение физических свойств горных пород и привело к появлению новой ветви в П.— петрофизики, устанавливающей связь физических свойств горных пород с их составом, структурой и историей формирования.

  Петротектоника (структурная петрология) — раздел П., изучающий связи между геометрическими закономерностями микроструктур горных пород и движениями или деформациями в них с целью выяснения действующих сил и напряжений. В её основе лежит микроструктурный (петроструктурный) анализ, направленный на установление господствующей пространственной ориентировки плоскостных и линейных компонентов структуры горной породы.

  Физико-химическая П. на основе общих законов термодинамики выявляет связи между химическим и минеральным составами горных пород, с одной стороны, и общими условиями их формирования — с другой.

  Экспериментальная П. занимается моделированием природных процессов образования горных пород (составляющих их минералов и минеральных ассоциаций).

  Особое направление в развитии П. составляет техническая П., начало которой было положено трудами советского геолога Д. С. Белянкина. Техническая П. выявляет с помощью петрографических методов минеральный состав технических продуктов (шлаков, фарфора, цемента, стекла, керамики, каменного литья), тем самым оказывает большую помощь силикатному и металлургическому производству. В свою очередь, используя опыт техники в части образования каменных продуктов, техническая П. помогает расшифровывать многие процессы породообразования.

  Космическая П., оформившаяся в 1970-е гг., изучает метеориты , горные породы Луны и др. планет.

  Исторический очерк. До середины 19 в. проблемы П. решались частично минералогией и общей геологией; в это время были заложены её основы. В частности, было проведено разделение всех горных пород по их генезису на осадочные, магматические и метаморфические. Зарождение П. как науки относится к середине 19 в., когда Г. К. Сорби показал возможность изучения минерального состава горных пород в шлифах под микроскопом. Далее в практику исследовательских работ по П. был введён поляризационный микроскоп, а затем усовершенствованы методы кристаллооптических исследований (немецкие петрографы К. Г. Розенбуш и Ф. Циркель, французские — Ф. Фуке, О. Мишель-Леей , советский — А. П. Карпинский , американский — Э. Ларсен), разработан теодолитный метод изучения оптической констант минералов в шлифах при помощи универсального столика (Е. С. Федоров ). Были предложены способы определения состава минералов по их кристаллооптическим свойствам, лежащие сейчас в основе изучения вещества горных пород (Е. С. Федоров, В. В. Никитин, американский учёный А. Уинчелл). Теодолитный (федоровский) метод породил микроструктурный анализ (немецкие учёные Б. Зандер, Г. Беккер, В. Шмидт, советский — Н. А. Елисеев).