Петроло́гия (от греч.πέτρος — камень + др.-греч.λόγος — «учение, наука», рус. устар. камневедение) — комплекс геологических наук o горных породах, процессах их формирования и преобразования. Включает науки: петрография, петрохимия, петрофизика, петротектоника, а также собственно петрологию: экспериментальную (петрургия), теоретическую, техническую и космическую.
...вы должны обязательно связывать химизм породы с её минералогическим составом, <...> без знания законов физической химии даже петрографией, не говоря уже о петрологии, заниматься теперь невозможно.[2]:73
Самое главное для петролога это знать хорошо проверенные и несомненные данные физической химии, без этого в современной петрологии работать нельзя.[2]:144
Физико-химики для нас, петрологов, разумеется, могут быть только экспертами, а не больше.[2]:6
— Владимир Лодочников, «Главнейшие породообразующие минералы» (предисловие ко второму изданию), февраль 1936
...наметилось и развитие отдельных дисциплин: геохимии, изучающей атом в условиях Земли и мироздания в целом; минералогии, изучающей минерал в условиях земной коры, и петрологии, освещающей проблемы горных пород и их историю.[3]
Структурная петрология обладает самостоятельной и детально разработанной методикой исследований. Структурная петрология решает проблемы, входящие в круг интересов геологов.[4]:6
Изучением горных пород и их закономерных ассоциаций глубинного и поверхностного происхождения, слагающих земную кору и верхнюю часть оболочк, занимается петрология.[5]:46
— Георгий Афанасьев, «Магматические формации и общие проблемы геологической петрологии», 1981
...петрография означает описание горных пород, а петрология рассматривает вопросы происхождения горных пород. В отечественной геологии термины «петрография» и «петрология» иногда считают синонимами.[6]:4
— Анатолий Сазонов, «Петрография магматических пород», 2014
Петрология концентрирует свое внимание на особенностях состава и строения пород, отражающих условия их образования (происхождения)...[6]:5
— Анатолий Сазонов, «Петрография магматических пород», 2014
Роль граната в петрологии трудно переоценить, так как он, будучи широко распространённым во многих типах горных пород, является важнейшим индикатором термодинамической эволюции метаморфических и магматических процессов.[7]:34
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
...коэсит <...> был найден спустя почти 20 лет в 1984 году в виде включений в гранате пироповых кварцитов <...> в эклогитах Норвегии. Эти находки открыли новое направление в петрологии метаморфических пород — изучение комплексов сверхвысоких давлений...[7]:128
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
Реакция NaAlSi3O8 = NaAlSi2O6 + SiO2 является одной из важнейших в петрологии...[7]:146
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
Задачи современной петрологии в чём-то сродни задачам криминалистики; эндогенные геологические процессы и их продукты — горные породы, расплавы, флюиды, и т.д. — некое подобие общества и его преступного мира.[8]
— Алексей Перчук, Лекции по петрологии, 2016
Петролог по набору фактов, предоставленных природой, должен восстановить явления и процессы, которые привели к образованию тех или иных пород, расплавов и флюидов.[8]
— Алексей Перчук, Лекции по петрологии, 2016
В петрологии рассматриваются два основных типа систем <закрытые и открытые>, состояние которых определяется преимущественно физическими и химическими процессами[8]
Существуют различные названия для микроструктурного анализа — «учение об узорах горных пород», «петротектоника», «анализ узоров гоных пород», «структурная петрология», «микроструктурный анализ». В дальнейшем мы будем придеживаться названия «микроструктурный анализ», которое наиболее точно передаёт смысл и содержание этого раздела структурной петрологии. Правильнее рассматривать «структурный анализ интрузивных тел» и «микроструктурный анализ» в качестве двух составных частей единой «структурной петрологии», как это впервые было предложено в 1953 г. (Елисеев, 1953). <...>
Структурная петрология обладает самостоятельной и детально разработанной методикой исследований. Структурная петрология решает проблемы, входящие в круг интересов геологов.[4]:5-6
Следующий параметр, который должен быть определен для метеоритов <...> — это петрологический тип. Таких типов всего семь. Первый представлен наименее измененным веществом — углистые хондриты, богатые водой и углеродом. Второй тип содержит хорошо сохранившиеся хондры, гидротермальное изменённое вещество с достаточно высоким содержанием углерода. Более высокие типы, начиная с третьего, обнаруживают следы температурного метаморфизма, начиная с 400–600 ° C — для третьего типа, 600–700 ° C — для четвертого, 700–750 ° C — для пятого, 750–950° C — для шестого и свыше 950 ° C — для седьмого. С увеличением степени метаморфизма все менее отчетливыми становятся контуры хондр, более раскристаллизованной и грубозернистой становится матрица, более гомогенным состав основных минералов (оливина и пироксена), всё меньше содержание углерода. Петрологический анализ Челябинского метеорита приводит к выводу, что он относится к пятому петрологическому типу.[9]
Роль граната в петрологии трудно переоценить, так как он, будучи широко распространённым во многих типах горных пород, является важнейшим индикатором термодинамической эволюции метаморфических и магматических процессов. Использование граната в изотопной геохронологии для восстановления абсолютного возраста (Lu–Hf, Sm–Nd, U–Th–Pb методы) лишь усиливает исключительную значимость этого минерала для изучения геологических процессов.[7]:34-35
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
Благодаря информативности морфологии, геохимии и изотопной геохимии (U–Pb и Lu–Hf системы, изотопный состав кислорода) циркон широко используется для решения широкого круга задач магматической и метаморфической петрологии.[7]:60
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
...в 1965 г. Б.В. Чесноков и В.А. Попов, изучая эклогиты Максютовского комплекса (Южный Урал), впервые предположили наличие коэсита в этих метаморфических породах. Однако коэсит тогда не был выявлен. Он был найден спустя почти 20 лет в 1984 году в виде включений в гранате пироповых кварцитов массива Дора-Майра (Северо-Итальянские Альпы) и в эклогитах Норвегии. Эти находки открыли новое направление в петрологии метаморфических пород — изучение комплексов сверхвысоких давлений (UHP комплексы, Ultra High Pressure). Такие комплексы свидетельствуют о том, что коровые породы могут погружаться до мантийных глубин и затем возвращаться обратно к поверхности. В настоящее время известно более 20 метаморфических комплексов, содержащих коэсит или псевдоморфозы кварца по коэситу, многие из этих комплексов являются алмазоносными.[7]:128
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
Реакция NaAlSi3O8 = NaAlSi2O6 + SiO2 является одной из важнейших в петрологии, поскольку наряду с другими реакциями определяет возникновение минеральной ассоциации эклогитов — пород, состоящих из граната и богатого жадеитовой составляющей моноклинного пироксена, омфацита. Она определяет стабильность альбита в кварцсодержащих ассоциациях (кварц-нормативных).[7]:146
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
...значительная часть продуктов ударно-волновых процессов возникает при остывании расплавов, т.е. фактически являясь магматическими породами. Тем не менее, исторически все импактиты являются предметом изучения метаморфической петрологии.[7]:431
— Александр Перчук и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов, 2015
Породообразующие минералы представляют собой буквально те камни, из которых строится здание пород, т. е. это основа петрографии и петрологии. Породообразующие минералы суть физикохимические единицы; породы представляют собою физико-химические системы, системы из этих единиц; наука же о горных породах, петрология, занимается соотношениями между этими системами, т. е. породами. Поэтому, естественно, без знания породообразующих минералов, их свойств, происхождения, вы не можете даже приступить к изучению петрографии, а также и петрологии, т. е. к познанию состава, к изучению происхождения и взаимоотношения горных пород.[2]:13
Что касается щелочных, богатых SiO2 пород, почти лишенных СаО (например, комендитов или альбитофиров) и имеющих совершенно почти свежую стекловатую основную массу, то в них альбитовые вкрапленники, первичные, вполне допустимы, и понятны с физико-химической точки зрения. Я с умыслом остановился на предыдущем, чтобы показать вам, что при самостоятельной работе вы должны обязательно связывать химизм породы с её минералогическим составом, и чтобы порезче оттенить, что без знания законов физической химии даже петрографией, не говоря уже о петрологии, заниматься теперь невозможно.[2]:73
Однако должен настоятельнейшим образом предупредить, что если с физико-химической точки зрения диаграмма совершенно безупречна и потому принимается без оговорок многими петрологами – мало того, применяется последними для широко идущих обобщений – то с петрологической точки зрения диаграмма далеко – а, по-моему, очень далеко или даже вовсе – не безупречна.[2]:142
Вы спросите, как же быть нам, не имеющим ни достаточного петрологического опыта, ни достаточной подготовки по физической химии? Старайтесь получать возможно больший опыт, накопляйте сами достаточное количество фактов или собирайте последние из книг, и тогда уже философствуйте независимо от авторитетов. Самое главное для петролога это знать хорошо проверенные и несомненные данные физической химии,[10] без этого в современной петрологии работать нельзя.[2]:144
Нефелиновые сиениты, те, которые мне удалось наблюдать, всегда содержали СаСO3, меж тем они бедны кальцием; наконец, граниты, породы, бедные окисью магния, очень часто при ороговиковании пород, несомненно, обогащают их магнием (биотит) и т.д., и т.д. Вопрос относится собственно уже к петрологии, но мне хотелось обратить на него ваше внимание, чтобы вы не удивлялись таким ассоциациям и не теряли время на многократные повторные проверки, если в перидотитах, например, встретите корунд, около диабазов – обогащение Na2O, около гранитов – обогащение геденбергитом, хотя сам гранит очень беден железом, а также обогащение биотитом и т.д., и т.д. Явление это по частой его повторяемости можно было бы назвать правилом полярности магматических и эпимагматических минералов.[2]:192
Ни в коем случае не оставляйте без подробного описания, с учетом количественно-минералогического состава не вычисленного, а подсчитанного под микроскопом, те породы, для которых у вас будет сделан полный химический анализ, чтобы этот последний не пропал почти даром. Если бы даже у вас было несколько подобных пород, для которых вы дали полную общую характеристику, порода анализированная все таки должна описываться отдельно и чем подробнее, тем лучше. В настоящее время очень редко приходится анализировать породу только для того, чтобы иметь возможность назвать ее. Анализ обыкновенно делается или для возможно полной характеристики породы, или для установления химического единства пород данной изверженной провинции. В последнем случае очень хорошо было бы качественно определять в породах магматической провинции редкие элементы. Такие определения служат безусловно наиболее убедительным доказательством принадлежности пород к одной и той же петрографической провинции; гораздо доказательнее определить присутствие в трёх, скажем, породах, какого-либо редкого элемента, например, молибдена или ванадия, даже в виде следов, чем сделать пять анализов обычных и легко определяемых под микроскопом пород, окислы которых можно соединить плавными кривыми для всех этих пород. Я не сомневаюсь, что петрологи скоро обратятся к спектрографическому анализу, как наиболее убедительному средству в этом отношении.[2]:238-239
Важность физико-химических условий бросается резко в глаза при изучении пород порфировых, особенно витрофировых, где <...> плагиоклазы вкрапленников значительно основнее в эффузивных аналогах, чем в зернистых интрузивных породах; выделение вкрапленников происходит при более высокой температуре. С законами же физической химии можно тесно связать и другие особенности витрофировых пород, но об этом — место в петрологии.[2]:239
Сейчас в самой природе наметились совершенно определенные системы, смысл которых нам открыла лишь современная наука: атом, молекула и их сочетание.
Соответственно этому наметилось и развитие отдельных дисциплин: геохимии, изучающей атом в условиях Земли и мироздания в целом; минералогии, изучающей минерал в условиях земной коры, и петрологии, освещающей проблемы горных пород и их историю.
За последние годы уточнился и характер тех основ, на которых строятся эти дисциплины. Их законы в основном решают проблемы упорядочения рассеянной в пространстве материи, определяют судьбы 90% окружающей нас природы.[3]
Изучением горных пород и их закономерных ассоциаций глубинного и поверхностного происхождения, слагающих земную кору и верхнюю часть оболочк, занимается петрология. Дифференциацию вещества земной коры и верхней мантии и перемещение её продуктов в виде глубинных магм м сопровождающими их рудоносными растворами на разные уровни вплоть до дневной поверхности, петрология изучает в тесном содружестве с геохимией, тектоникой и геофизикой.[5]:46
— Георгий Афанасьев, «Магматические формации и общие проблемы геологической петрологии», 1981
Петрография и (или) петрология — учение о горных породах. Разночтение в терминах, определяющих название дисциплины, сформировалось исторически. Если подходить строго к терминологии, то петрография означает описание горных пород, а петрология рассматривает вопросы происхождения горных пород. В отечественной геологии термины «петрография» и «петрология» иногда считают синонимами. Возвращаясь к краткому определению дисциплины, следует сказать, что оно является неполным (в узком смысле слова), так как горные породы могут изучаться с различных точек зрения и это обстоятельство позволяет понимать по-разному содержание и задачи науки.[6]:4
— Анатолий Сазонов, «Петрография магматических пород», 2014
Петрология концентрирует свое внимание на особенностях состава и строения пород, отражающих условия их образования (происхождения), на соотношениях горных пород в ассоциациях, на закономерностях их распространения во времени и пространстве, на процессах, определяющих такие закономерности, и на экспериментальном воспроизведении этих процессов.[6]:5
— Анатолий Сазонов, «Петрография магматических пород», 2014
Задачами петрографии и петрологии являются:
1. Изучение горных пород, их состава, строения, связи с ними полезных ископаемых.
2. Изучение естественной истории их образования и преобразования, в том числе, истории образования и преобразования верхних частей планеты (поэтому любую породу следует рассматривать как документ).
3. Изучение ассоциаций, условий залегания, преобразования и взаимодействия.
Одной из частных, но не менее важных задач является систематизация огромного фактического материала и разработка единой универсальной классификации горных пород. Она должна базироваться, по мнению Ю.А. Кузнецова, на генетической основе и сменить формальные классификации, учитывающие состав и строение.[6]:5
— Анатолий Сазонов, «Петрография магматических пород», 2014
Задачи современной петрологии в чём-то сродни задачам криминалистики; эндогенные геологические процессы и их продукты — горные породы, расплавы, флюиды, и т.д. — некое подобие общества и его преступного мира.
Петролог по набору фактов, предоставленных природой, должен восстановить явления и процессы, которые привели к образованию тех или иных пород, расплавов и флюидов.
Петрологические данные исключительно важны для восстановления механизмов функционирования Земли как единой системы от ранних этапов её развития до современности.[8]
— Алексей Перчук, Лекции по петрологии, 2016
Физическая химия в приложении к петрологии — физико-химическая петрология.
Что даёт нам физико-химическая петрология:
1. Построение и использование фазовых диаграмм.
2. Предсказание появления или исчезновения фаз (минералов, расплавов и флюидов) и их составов при различных внешних условиях (давление, температура и др.).
3. Восстановление давления, температуры и др. параметров по минералам, горным породам, расплавам и флюидам.[8]
— Алексей Перчук, Лекции по петрологии, 2016
В петрологии рассматриваются два основных типа систем, состояние которых определяется преимущественно физическими и химическими процессами.
Закрытые системы обмениваются с окружающей средой энергией, но не веществом. Примеры: эволюция магматической камеры; изохимический метаморфизм (преобразование пород <...> без привноса-выноса вещества); эксперименты, проводимые в ампулах.
Открытые системы обмениваются с окружающей средой и энергией и веществом. Примеры: преобразование пород под действием проходящего флюида; инъекция гранитной магмы в габбро.[8]
При детальном минералогическом изучении пегматитов совершенно обязательно не ограничиваться только одними шлифами, а изучать тяжелые фракции, полученные из больших образцов. Исходя из этого, я вам и упомянул несколько таких характерных, но первичных минералов, хотя и чересчур иногда редких, чтобы вы не пропустили чего-нибудь характерного и при изучении осадочных пород. Упомянуть все сколько-нибудь важные минералы в пределах того времени, которое было мне уделено, я, естественно, не мог (целью моей было подробно охарактеризовать главнейшие из петрологически важных минералов); поэтому и ограничился главнейшими минералами и характернейшими из очень редко встречающихся минералов. Кроме того, я часто совсем не останавливался на химизме минералов, потому что имел в виду породообразующие минералы в том смысле, как они ведут себя под микроскопом.[2]:228
Счёл я необходимым предостеречь своих молодых товарищей по работе о недопустимости перенесения sans phrase данных современной физико-химической силикатографии в учение о горных породах; такие примеры, конечно, можно было умножить. Выделено только важнейшее. Физико-химики для нас, петрологов, разумеется, могут быть только экспертами, а не больше.[2]:6
— Владимир Лодочников, «Главнейшие породообразующие минералы» (предисловие ко второму изданию), февраль 1936
↑Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. Том XXIII (1898): Патенты на изобретения — Петропавловский, с. 466—468. — Из статьи Петрография.
↑ 12акад. А. Е. Ферсман, «Рассказы о самоцветах», издание второе. — Москва: «Наука». – 1974 год, 240 стр.
↑ 12Елисеев Н. А. Основы структурной петрологии. — Ленинград : Наука. Ленингр. отд-ние, 1967 г. — 258 с.
↑ 12Г. Д. Афанасьев. Магматические формации и общие проблемы геологической петрологии. — Москва : Наука, 1981 г. — 514 с.
↑ 12345Анатолий Сазонов. Петрография магматических пород. — Красноярск: СФУ, 2014 г. — 290 с.
↑ 12345678910Перчук А. Л., Сафонов О. Г., Сазонова Л. В. и др., Основы петрологии магматических и метаморфических процессов. — М.: КДУ; Университетская книга, 2015 г. — 472 с.
↑ 123456А. Л. Перчук, Лекции по петрологии. — Москва: геологический факультут МГУ им. М. В. Ломоносова, tech-in, лекции учёных МГУ, 2016 г.
↑Э. М. Галимов. Челябинский метеорит. — М.: «Наука в России», № 4, 2013 г.
↑Таким образом, физико-химик может быть для вас авторитетом только в этих вопросах, а не в вопросах петрологии.
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе
