Čo je to petrografia? História, predmet štúdia a vývoj vedy

Existujú rôzne vedecké smery, v ktorých sa študuje štruktúra Zeme. Jedna taká disciplína je petrografie. hodnota táto veda je ťažké preceňovať. Úzko spolupracuje s mnohými disciplínami. Pozrime sa podrobnejšie na too takejto petrografii.

definícia

Názov disciplíny je gréčtinaslovo petro (kameň). Pokiaľ ide o to, čo petrografia študuje, môže to byť krátka odpoveď - študuje kameň. Takáto definícia však neposkytuje úplné pochopenie cieľov a cieľov disciplíny.

Ak budeme hovoriť úplnejšie, potom petrografia je veda, ktorá študuje horniny, ich chemické a mineralogické zloženie, textúry, štruktúry, podmienky výskytu, vzory pôvodu, distribúcia, zmeny.

Všeobecná veda o skalách je rozdelená na dve časti. Prvý je základy petrografie, za predpokladu prevažujúceho použitiapopisné metódy. Druhou časťou je petrologia. V rámci tohto smeru sa skúmajú genetické vzťahy. V literatúre sa však tieto pojmy často považujú za synonymá.

špecifickosť

Petrografia je disciplína geologického cyklu. Ako bolo uvedené vyššie, úzko súvisí s rôznymi vedeckými oblasťami.

Napríklad v praxi používanie metód mineralogie a petrografie, Okrem toho je disciplína spojená s geochemickou, tektonickou, vulkanologickou, stratigrafickou, atď.

klasifikácia

Vykonáva sa v závislosti od typu skúmanej horniny. Takže existuje petrografie:

• Magmatické skaly. V rámci tohto smeru sa študujú kryštalické horniny, ktoré vznikajú hlavne vtedy, keď magma stuhne a kryštalizuje. Tieto procesy sprevádzajú štiepenie a rozpúšťanie uzavretých štruktúr. To viedlo k vzniku druhov hornín, rôzneho zloženia a skamenelín spojených s nimi. Magmatická petrografia je zameraná na získanie informácií o ich materiálnom zložení, fyzikálno-chemických podmienkach, za ktorých magma stuhla, charakteristiky ich interakcie s inými horninami atď.
• Metamorfné horniny. Tento smer študuje štruktúry, ktoré zmenili svoje chemické a minerálne zloženie pod vplyvom nových podmienok. V závislosti od zmien sa rozlišujú horniny rôznych metamorfných facies. Ich minerálne zloženie je určené hlavne teplotou a tlakom prostredia.

Niektoré plemená zaujímajú strednú pozíciu. Niektoré štruktúry sú čiastočne roztavené počas ich tvorby, iné sú vytvorené pod vplyvom metamorfistických procesov.

Metódy výskumu

všetko že študuje petrografiu, je spojený so zemským vnútrozemím. Špeciálne metódy sa používajú na štúdium štruktúry a zloženia hornín.

Po prvé, musíme hovoriť o kryštaloprotektívnych metódach. Umožňujú študovať jemnozrnné agregáty pomocou polarizačného mikroskopu a iných zariadení.

Spektrálna analýza a fluoroskopická metóda sú tiež široko používané petrografie. títo Tieto techniky umožňujú určiť nečistoty prítomné v štruktúrach v malom množstve. Chemické zloženie sa stanovuje pomocou mikroanalyzátorov priamo v hornine.

Ďalšia bežná metóda petrografia je štúdium fyzikálnych konštánt. Patria sem tvrdosť, hustota, tepelná expanzia, magnetické vlastnosti, stlačiteľnosť, viskozita atď.

Od polovice minulého storočia,mali by sa použiť matematické metódy. Umožňujú vyhodnotiť spoľahlivosť výsledkov spektrálnych alebo chemických analýz, konštrukciu klasifikácie horniny, určenie charakteristík rôznych typov fosílií.

Treba povedať, že študuje petrografiu nielen priame skaly, ale aj podmienky včo sú. Štúdia fosílie teda zahŕňa komplexný súbor opatrení. Akýkoľvek výskum však vždy začína v teréne.

Zovšeobecnenie získaných materiálov umožňuje určiť úlohu rôznych hornín v procese tvorby zemskej kôry.

Sekcie vedy

Sú rozdelené podľa použitých metód. Hlavné časti petrografia je:

• petrophysics;
• petrochémie;
• petrotektonika.

Okrem toho existujú také oblasti ako technická, experimentálna, fyzikálno-chemická, kozmická petrografia.

Definícia komplexu chemických interakcií v roku 2008Tieto alebo iné horniny v ich prirodzených kombináciách sa vykonávajú v rámci petrochémie. Vývoj geofyzikálneho, inžinierskeho a geologického výskumu viedol k vzniku novej sekcie - petrofyziky. V rámci tohto smeru sa stanovuje vzťah fyzikálnych charakteristík hornin so zložením, históriou vzniku a štruktúrou.

Petrotectonics sa nazýva úsek petrografie,skúmanie vzťahu medzi geometrickými vzormi v mikroštruktúrach horniny a pohybmi / deformáciami v nich. S pomocou špeciálnych metód sú objasnené pôsobiace sily a namáhanie. Petrotectonika je založená na mikroštruktúrnej analýze, ktorá umožňuje vytvoriť preferenčnú priestorovú orientáciu lineárnych a rovinných zložiek horninovej štruktúry.

Fyzikálno-chemické Petrografia je veda spojenie medzi minerálnym a chemickým zložením fosílií a všeobecnými podmienkami ich tvorby. Výskum využíva všeobecné termodynamické zákony.

experimentálne petrografia je smer, v ktorom sa uskutočňuje modelovanie prirodzených procesov tvorby hornín a ich minerálnych asociácií.

Samostatne by sa malo hovoriť o technickýchpetrografie. Začala sa rozvíjať vďaka aktivitám sovietskych geológov Belyankin. V rámci tohto smeru sa určuje minerálne zloženie porcelánu, cementu, trosky, skla, kameňa, keramiky a iných technických výrobkov. Výsledky výskumu majú veľký význam pre metalurgickú a silikátovú výrobu. Súčasne sa metódy technickej petrografie používajú na dešifrovanie mnohých procesov tvorby skál.

Kozmická petrografia, ktorá vznikla v 70. rokoch minulého storočia, študuje horniny Mesiaca a iných kozmických telies.

História petrografie

Až do polovice devätnásteho storočia boli problémy so štúdiom hornin vyriešené čiastočne metódami všeobecnej geológie. Počas tohto obdobia sa vytvorili základy mineralogie a petrografie.

V rámci výskumu boli všetky skaly rozdelené na sedimentárne, metamorfné a magmatické horniny podľa ich pôvodu. Mineralogia a petrografia sa začal aktívne rozvíjať, keď Sorbi preukázal možnosť analyzovať minerálne zloženie fosílie v tenkých častiach pod mikroskopom.

Následne v praxi,polarizačným mikroskopom a navyše boli vylepšené kryštálovo optické metódy vyšetrovania. Po určitom čase sa vyvinula teodolitová metóda štúdia konštánt pomocou univerzálnej tabuľky.

Následne boli zavedené metódyŠtúdie minerálov kryštalickými optickými vlastnosťami. Vďaka teodolitovej metóde štúdií horniny sa začala rozvíjať mikroštruktúrna analýza. Súčasne sa chemické metódy začali zlepšovať.

To všetko umožnilo vytvoriť kvantitatívne-mineralogickú a chemickú klasifikáciu hnedých hornín. Rozdelenie bolo založené na rôznych metódach prepočítania chemických analýz fosílie.

Veda na prelome XIX-XX storočia.

Počas tohto obdobia vedci aktívne začali študovať problém vzniku a príčiny rozmanitosti hornín. Predpoklady boli vykonané o oddelení primárnej magmy do čiastočných magmas, o procese asimilácie hostiteľských hornín.

Na konci 19. storočia bol Levinson-Lessing schopnýukazujú, že počiatočný zdroj tvorby igénnych hornín, rozmiestnených na zemskom povrchu, sú dva zásadne odlišné magmy - hlavné a kyslé. V dvadsiatych rokoch 20. storočia túto myšlienku podporil Reilly. O desať rokov neskôr, Bowen robil hypotézu o existencii v interiéri čadičové magma, z ktorého v priebehu kryštalizačného diferenciácii (oddelenie od zostatkového magma na plávajúce alebo ponorením separovaných kryštálov) by mohli byť vytvorené takmer všetky vyvreliny. Tento predpoklad získal veľkú popularitu vo vedeckej komunite. V priebehu ďalšieho výskumu v prírode boli odhalené skutočné prípady takejto diferenciácie.

Štúdium granitu

Vedci venovali osobitnú pozornosť týmto plemenám. Boli študované granity nachádzajúce sa v hlboko metamorfovaných migmatitových a gneissových vrstvách.

Už na začiatku 20. storočia objavil Söderholmhorniny niektoré funkcie, ktoré bolo ťažké vysvetliť. Navrhol, že takéto žuly nemožno považovať za magmatu. Skôr, podľa jeho názoru, boli vytvorené kvôli metasomatickej granitizácii alebo ultrametamorfizmu pod vplyvom hlbokých procesov.

Zavedenie nových konceptov

V spisoch Koržinského boli formulované základyfyzikálno-chemické štúdium minerálnych paragenées. Prvky, ktoré tvoria horniny, boli rozdelené do skupín v závislosti od funkcie, ktorú vykonávajú vo forme minerálov.

Pojem pohyblivých systémovv ktorých sú rovnovážne podmienky chemických parametrov stanovené špecifickými termodynamickými potenciálmi. Bola tu predstava o diferenciálnej mobilite. To všetko významne rozšírilo rozsah metód štúdií minerálnych paragenées.

Koržinskijovi sa podarilo dokázať, že magmatizmus v ČecháchPlanéta sa rozvíja v interakcii s transmagmatickými riešeniami (tekutinami). Zdôvodnil úlohu magmatickej substitúcie pri vytváraní magnetických štruktúr v hlbokých podmienkach. Koržinský rozvinul koncept metasomatickej zónovania.

V súčasnej dobe veda

V 60.-70. rokoch minulého storočia na základevýsledky experimentálnych, petrologických, geofyzikálnych štúdií, vedci opäť začali diskutovať o možnosti vzniku granitu kvôli taveniu z hlbokých vrstiev.

Mnohí vedci uznávajú existenciu 2druhy žuly. Prvý bol vytvorený z palygénnej magmy, ktorá má relatívne nízku teplotu. Vznikla v dôsledku čiastočného topenia krehkých hornín v podmienkach nasýtenia vodou. Počas kryštalizácie sa na mieste magmy vytvárajú slabo presídlené alebo autochtónne (nevytesnené) žuly.

Druhý typ je tvorený z kyslých tavenín. Vznikajú pri transformácii bazaltickej magmy, ktorá zase pochádza zo spodných častí alebo z horného plášťa kôry. Vysokoteplotné kyslé taveniny sa môžu dostať na povrch a vytvárajú tak rušivé žuly a efúzne analógy.

litologie

V rámci tohto vedeckého smerovaniasa uskutočňuje štúdia sedimentárnych hornín. Táto linka bola izolovaná na prelome 19. storočia. kvôli paleografickým, stratigrafickým a iným štúdiám. Kľúčovou úlohou vedy je analyzovať materiálové zloženie hornín a fosílií, ktoré sú s nimi spojené.

Zvláštny význam pri výbere litológie vnezávislým smerom boli materiály, ktoré boli prijaté na plavidle "Challenger", výskum Waltera (nemecký geológ) venovaný problémom sedimentárnej skalnej formácie.

Významný prínos k rozvoju smerovania urobili takí vedci ako Zavaritsky, Arkhangelsky, Shvetsov, Baturin, Strakhov, Rukhin a niekoľko zahraničných vedeckých osobností.

petrology

V rámci tejto vedy, susediacej s petrografiou,Štúdie štrukturálnej a textúrnej špecifičnosti metamorfných a ignálnych hornín sa uskutočňujú. V rámci disciplíny bola stanovená ich klasifikácia vrátane minerálnej kompozície. Petrografia však pokrýva širšiu škálu objektov, skúma nielen metamorfné a magmatické štruktúry. Pokiaľ ide o prvé, tieto dve vedy sú často považované za rovnaké. Avšak v rámci petrologie sa skúmajú genetické vzťahy medzi horninami.

petrophysics

Toto je ďalšia vedecká štúdia týkajúca sa petrografiedisciplína. To je považované za vedu o fyzikálnych a chemických vlastnostiach horniny. Petrofyzika vznikla na základe petrografie, laboratórnych metód analýzy, geofyziky. Kľúčovým smerom je zohľadňovať charakteristiky štruktúr ako geologických orgánov pri zohľadnení ich špecifickej povahy.

Po prvýkrát v roku 1953 navrhol koncept "petrofyziky" nemecký fyzik Frohlich. Prvým metodickým usmernením k disciplíne bola práca Kobranovej, publikovaná v roku 1962.

Kľúčovou úlohou petrofyziky ještúdiu fyzikálnych charakteristík horniny a klasifikáciu typov stavieb, fascií, vrstiev podľa súboru vlastností. Skalné charakteristiky sa skúmajú v masíve pomocou kozmofyzikálnych, geofyzikálnych a geologických metód v laboratórnych podmienkach stanovením parametrov pri vysokých teplotách a tlaku.

Medzi fyzikálnymi charakteristikami hornín (pórovitosť, hustota atď.) A petrograficko-štrukturálnych ukazovateľov existuje korelačný vzťah. Zisťuje sa pomocou petrofyzikálnej analýzy.

Štúdie sa vykonávajú v spojení s inýmitradičných metód. Prijaté údaje sa zobrazia na špeciálnych mapách. Podľa týchto informácií, výskumníci rekonštruovať geodynamických podmienky tvorby geologických útvarov, nastaviť typ deformácie, stresu a identifikovať vzory rozloženie rúd, ropy a zemného plynu vkladov. To všetko poskytuje efektívne riešenie inžinierskych úloh.

Napríklad vďaka petrofyzickémuštúdie odhalili povahu anizotropie elastických charakteristík horniny, stanovili svoju závislosť na petroštrukturálnych faktoroch, vzťah s deformačnými zmenami. Získané údaje umožňujú rekonštruovať geodynamických pnutia počas rušivými orgánov útvar, tvoriaci meradle tektonických prvkov, najmä zlomové, rovnako ako ruda-nosnej konštrukcie.

V rámci petrofýzy, pravidelnostizmeny vo fyzikálnych vlastnostiach igénnych komplexov za rôznych podmienok ich tvorby. V priebehu výskumu sa zistili problémy, ktoré prebiehali hydrotermálno-metasomatickými procesmi. Prispeli k tvorbe pórovitých, krehkých a priepustných hornín, ktoré možno ľahko nahradiť rudou.

Vývoj v oblasti petrofyziky bol zavedený aj v inýchgeologických a fyzikálnych vied. Napríklad mali osobitný význam pre seizmológiu. Vedecký a metodologický vývoj bol použitý na interpretáciu profilov seizmického hlbokého zónovania. Vývoj tektoniky nebol nijako dôležitý. Najmä prispeli k vytvoreniu povahy porušení a odhaľovaniu skrytých chýb.

záver

Zdá sa, že to naznačuje štúdia hornínaplikácie rôznych metód a techník. Nedávno sa vo výskume používali počítačové programy. Významne urýchľujú proces zhromažďovania a spracovania údajov. Vzhľadom na počet nevyriešených problémov sa zdá, že veda o skalách sa bude naďalej zlepšovať.