Петрология

ПЕТРОЛОГИЯ (от греч. petros — камень и logos — слово, учение * а. petrology; н. Petrologie; ф. petrologie; и. petrologia) — наука о горных породах, их минералогическом и химическом составах, структурах и текстурах, условиях залегания, закономерностях распространения, происхождения и изменения в земной мантии, коре и на поверхности Земли.

Петрология тесно связана с минералогией, геохимией, космохимией, вулканологией, планетологией, тектоникой, стратиграфией и учением о полезных ископаемых. Различают петрологию магматическую, метаморфическую и осадочных тектонических пород, или литологию. Петрология магматических горных пород исследует кристаллические горные породы, образовавшиеся в основном в результате застывания и кристаллизации магмы, их вещественный состав, физико-химические условия застывания магмы, взаимоотношение с окружающими породами, связь с рудообразованием и др.

Петрология метаморфических горных пород занимается исследованием тектонических пород, изменивших (без разрушения и расплавления) первоначальный минеральный и химический состав под влиянием новых физико-химических условий. По характеру изменения различают породы разных метаморфических фаций, минеральный состав которых определяется в основном давлением и температурой (см. Метаморфизм). Для изучения состава и строения горных пород применяются в основном кристаллооптические методы исследования, позволяющие изучать минеральные агрегаты в шлифах с помощью поляризационных микроскопов и других приборов. Рентгеноскопический метод и спектральный анализ дают возможность определить присутствующие в породах элементы-примеси. Химический состав минералов устанавливается рентгеновскими микроанализаторами непосредственно в горных породах без предварительного выделения минералов. Вещество тектонических пород исследуется также путём химического анализа, фотоэлектронной спектроскопии и другими методами. Физические исследования тектонических пород и составляющих их минералов используют для определения ряда физических констант (плотности, твёрдости, теплового расширения, сжимаемости, скорости сейсмических волн, вязкости, электрических и магнитных свойств и др.). В петрологических исследованиях используются, математические методы (в т.ч. на основе применения ЭВМ), в первую очередь методы математической статистики для оценки достоверности совокупности химических или спектральных анализов, построения рациональных классификаций тектонических пород, определения поисковых признаков на различных видах полезных ископаемых, пересчётов химических анализов.

Обобщение геолого-петрографических данных в региональном и глобальном масштабе позволяет подойти к выявлению роли различных видов горных пород в процессе формирования и развития земной коры и её крупных структур (формационный анализ). На основе формационного анализа прослеживается необратимая эволюция магматизма в истории Земли, заключающаяся в переходе от простого типа магматизма к более сложному, от площадного его развития к линейному и т.д. Тесная связь магматизма, метаморфизма и геодинамики позволяет петрологическими методами реконструировать геодинамические обстановки прошлого, проводить аналогии между современными геологическими процессами и их палеоаналогами.

По характеру изучаемых свойств и применяемым методам выделяют следующие разделы петрологии: петрохимия, петрофизика, петротектоника, физико-химическая и экспериментальная петрология, техническая петрология, космическая петрология. Петротектоника (структурная петрология) изучает связи между геометрическими закономерностями микроструктур горных пород и движениями или деформациями в них. В её основе лежит микроструктурный (петроструктурный) анализ, направленный на установление господствующей пространственной ориентировки плоскостных и линейных компонентов структуры горных пород. Физико-химическая петрология на основе общих законов термодинамики выявляет связи между химическими и минеральными составами горных пород. Экспериментальная петрология занимается моделированием природных процессов образования горных пород (составляющих их минералов и минеральных ассоциаций). Техническая петрология выявляет с помощью петрографических методов минеральный состав продуктов технической переработки горных пород (шлаков, фарфора, цемента, стекла, керамики, каменного литья) и, в свою очередь, используя опыт металлургии и каменного литья, помогает расшифровать многие природные процессы. Космическая петрология изучает метеориты, импактиты, горные породы Луны и других планет. Широкое применение горных пород в качестве строительных материалов определило появление нового раздела науки — петрологии строительного камня.

Исследования в области петрологии в CCCP ведутся институтами Академии Наук CCCP, Министерства геологии CCCP, учебными институтами. В 1952 в Академии Наук CCCP создан Межведомственный петрографический комитет, координирующий петрографические исследования в стране. Проблемы петрологии обсуждаются на периодически (через 4-5 лет) созываемых Всесоюзных петрографических совещаниях (с 1953), а также на региональных петрографических совещаниях.