Петрология

Наука
Петрология
петрография, петрохимия, петрофизика, петротектоника. англ. Petrology
Тема	Геология
Предмет изучения	Горные породы
Период зарождения	конец XIX века
Основные направления	Наука о горных породах

Петроло́гия (от греч. πέτρος — камень + λόγος — «учение, наука», рус. устар. камневедение) — комплекс геологических наук o горных породах, процессах их формирования и преобразования.

Петрология тесно связана с вулканологией, планетологией, сейсмологией, геотектоникой, минералогией, геохимией, литологией, седиментологией, кристаллохимией, космохимией, стратиграфией, материаловедением и геологией полезных ископаемых.

История

Уже в древних цивилизациях, таких как древний Египет и Месопотамия, люди проявляли интерес к горным породам. Они использовали камни для строительства и создания орудий. Плиний Старший в «Естественной истории» подробно описывает различные горные породы, а также места их добычи.

В средние века горные породы стали изучать более систематически. Великий итальянский учёный Леонардо да Винчи проводил наблюдения над горными породами и создал первые научные записи о них. Первые варианты систематизации горных пород и руд принадлежат Георгу Агриколе (1494—1555) в связи с описанием методов добычи полезных ископаемых в Европе.

В эпоху Просвещения петрология стала развиваться как наука. Учёные начали классифицировать горные породы и изучать их свойства. Важным вкладом в развитие петрологии в этот период было создание первых геологических карт и описаний горных пород. В XVIII веке систематизацией горных пород и минералов занимались Карл Линней (1707—1778) (в единой генетической систематике животного, растительного мира и горных пород), А. Г. Вернер (1749—1817) и др.

Как самостоятельная наука описательная петрология (петрография) стала складываться в начале XIX века. Термины «петрология» и «петрография» ввёл в 1811 году шотландский учёный Дж. Пинкертон. В 1807 году принцип классификации горных пород по их минеральному составу независимо друг от друга предложил В. М. Севергин (1765—1826) и в 1813 году А. Броньяр (1801—1876). Методы микроскопического исследования горных пород разработал Г. К. Сорби (1826—1908), который и считается основоположником петрографии, седиментологии и ряда других наук. Усовершенствованию микроскопических исследований горных пород посвящены работы его последователей: Ф. Циркеля и К. Г. Ф. Pозенбуша в Германии; Ф. Фуке и O. Mишель-Леви во Франции; учеников Ф. Циркеля, A. A. Иностранцева, И. Г. Блюммеля, A. П. Карпинского в Pоссии и др.

В 1892 году Е. С. Фёдоров (1853—1919) изобрёл теодолитный столик и разработал метод определения оптических констант минералов в шлифах с его применением. С начала XX века Ф. Ю. Левинсон-Лессингом (1861—1939) были опубликованы «Сборник химических анализов русских горных пород» и фундаментальный учебник «Петрография» (1925), выдержавший 6 изданий. H. Л. Боуэн (1887—1956) предложил гипотезу генезиса изверженных г. п. в результате кристаллизац. дифференциации базальтовой магмы. Я. И. Седерхольм ввёл в петрографию термин «мигматит». Д. C. Коржинский и B. C. Cоболев разработали основы физико-химической теории процессов глубинного минералообразования. Д. С. Коржинский обосновал принцип кислотно-обоснованного взаимодействия при кристаллизации расплавов. Под ру­ко­во­дством В. С. Соболева со­зда­на ме­то­ди­ка вы­ра­щи­ва­ния кри­стал­лов изум­ру­да.

В 1920—1930-e годах разрабатываются минералогическая и химическая классификации горных пород. В 1950-1970-e годы российскими исследователями развивается учение о магматических и метаморфических формациях (Ю. A. Кузнецов и др.). Начиная с 1970-х годов работами российских учёных Л. Л. Перчука, Р. Г. Бермана, Л. Я. Арановича, американского исследователя Р. Пауэлла создаётся количественная физико-химическая база для моделирования метаморфизма. В 1980—2000-х годах работы российских учёных М. Я. Френкеля, Р. Л. Нильсена, А. А. Арискина, Л. В. Данюшевского, французского исследователя М. Джиорсо и др. закладывают основы компьютерного моделирования магматических процессов.

Современные проблемы петрологии

Основы формационного анализа и принципы выделения магматических серий, использование микроэлементов и изотопов в геохимии магматизма, представления о фракционировании магм, методы моделирования фракционной кристаллизации иданные о главных мантийных резервуарах и условиях зарождения первичных магм. Происхождение андезитовых магм и эволюция магматизма в истории Земли. Основные типы, строение, условия образования и эволюции метаморфических комплексов, их связь с протолитом игеодинамическими обстановками. Геологические, структурные и геохимические методы реконструкции протолита метаморфических пород, методы парагененического и микроструктурного анализа и методы восстановления термодинамических условий метаморфизма.

Классификация горных пород

Флюорит

Классифицировать горные породы можно по различным признакам, которые влияют на их состав и свойства. В зависимости от количества минералов в составе различают два вида горных пород:

Простые (мономинеральные) — состоят только из одной разновидности минерала.

Сложные (полиминеральные) — состоят из нескольких различных минералов.

К основным критериям классификации горных пород относят химический и минеральный состав. Последний определяется процентным содержанием минералов в горных породах.

Весьма распространенной является классификация горных пород по происхождению:

Магматические (изверженные) — горные породы, образованные при застывании магмы в недрах Земли или на её поверхности.

Осадочные — породы, образованные при скоплении органики и неорганических веществ на поверхности земли или на дне водных бассейнов.

Метаморфические — горные породы, сформированные вследствие смещения горизонтальных слоев земной коры, а также под действием высокой температуры, давления и химически активных компонентов.

Разделы петрологии

Петрология включает несколько разделов, которые по отношению к петрографии как к ее части являются смежными науками:

Петрография — занимается изучением, описанием, классификацией магматических и метаморфических горных пород и их природных ассоциаций, образующих геологически самостоятельные части земной коры.

Петрохимия — изучает распределение химических элементов в магматических горных породах и породообразующих минералах. Понятие «петрохимия» введено советским учёным А. Н. Заварицким (1944).

Петрофизика — изу­чает связь фи­зических свойств гор­ных по­род с их со­ста­вом, струк­ту­рой и ис­то­ри­ей фор­ми­ро­ва­ния.

Петротектоника — изучает связи микроструктур в горных породах и отдельных зёрнах минералов с тектоническими движениями или напряжениями.

Экспериментальная петрология занимается моделированием природных процессов образования горных пород.

Tехническая петрология изучает петрологические аспекты промышленных технологических процессов, связанных с переработкой горных пород.

Космическая петрология изучает вещество метеоритов и других небесных тел.

Петрургия — область науки и техники, охватывающая получение материалов из расплавленных горных пород при релаксационных физико-химических процессах, сопровождающих остывание высокотемпературных растворов каменного сырья.

Задачи и методы исследования

Предметом петрологии являются химический и минералогический состав пород, условия залегания, распространение, структурно-текстурные особенности, изменения, происхождение пород. Следовательно, задачи данной науки состоят в исследовании состава, особенностей, происхождения, распространения горных пород Земли и космического вещества.

В петрографии для изучения состава и строения горных пород применяются в основном кристаллооптические методы исследования, позволяющие изучать минеральные агрегаты в тонких шлифах с помощью поляризационных микроскопов и других приборов, также применяются математические методы, особенно статистические, для оценки достоверности совокупности химических или спектральных анализов. Специфические методы применяют в литологии, петротектонике (микроструктурный анализ), теоретическом направлении (компьютерное моделирование). При обобщении геолого-петрологических данных применяют формационный анализ.

Научные организации и печать

Mежведомственный петрографический комитет

Лаборатория флюидных процессов при ИГГД РАН

Институт земной коры РАН

Геологический институт СО РАН

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук» (КарНЦ РАН)

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Институт геохимии им. А. П. Виноградова

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского

В России с 1993 года издаётся журнал «Петрология» (1 раз в 2 месяца на русском и английском языках), электронная версия с 2007 года. В Великобритании Оксфордским университетом издаётся Journal of Petrology (с 1960).

Ссылки

• Статья «Петрология» на wiki.web.ru Архивная копия от 12 апреля 2021 на Wayback Machine.
• Журнал Петрология.
• Contributions to Mineralogy and Petrology Архивная копия от 22 августа 2017 на Wayback Machine.
• Journal of Petrology Архивная копия от 20 марта 2016 на Wayback Machine.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Петрология», расположенная по следующим адресам: — «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Петрология» — «https://znanierussia.ru/articles/Петрология» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».