БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПЕ)

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).

Параллельно усовершенствовались методы химических исследований горных пород, что в совокупности с появлением богатого описательного петрографического материала привело к созданию в 1920—30-е гг. количественно-минералогического (П. Ниггли , Б. М. Куплетский и др.) и химического (Ф. Ю. Левинсон-Лессинг , А. Н. Заварицкий , К. Г. Розенбуш, П. Ниггли) классификаций магматических горных пород, основанных на различных способах пересчёта химических анализов горных пород.

В конце 19— начале 20 вв. основное внимание П. было привлечено к изучению проблемы генезиса и причин разнообразия магматических пород. Были высказаны предположения о существовании процессов разделения первичной магмы на частные магмы ( дифференциация магмы ) и процессов усвоения магмой вмещающих пород ( ассимиляция , контаминация). В конце 19 в. Ф. Ю. Левинсон-Лессинг показал, что родоначальным источником для образования магматических пород, развитых на поверхности Земли, служат две принципиально различные магмы — кислая и основная. В 1920-х гг. эта идея была поддержана Р. Дейли . В начале 30-х гг. Н. Л. Боуэн выступил с получившей большую популярность гипотезой существования в недрах Земли одной базальтовой магмы, за счёт которой в процессе т. н. кристаллизационной дифференциации (отделение от остаточной магмы в результате всплывания или погружения в ней выделившихся кристаллов) могли образоваться почти все магматические горные породы. Впоследствии в природе были обнаружены реальные случаи кристаллизационной дифференциации (А. А. Полканов , английские учёные Л. Уэйджер и Г. Браун).

Большое внимание петрографов было привлечено к гранитам, залегающим в глубокометаморфизованных гнейсовых и мигматитовых толщах. Ещё в начале 20 в. Я. И. Седергольм выяснил, что эти породы обладают рядом особенностей, которые трудно объяснимы, если предположить внедрение гранитной магмы, и указал, что такие граниты не являются магматическими, а образовались в результате метасоматической гранитизации или ультраметаморфизма под действием глубинных эманаций. В 40—50-е гг. эти предположения пользовались особой популярностью (П. Эскола , Х. Г. Баклунд , Ю. А. Кузнецов , Н. Г. Судовиков).

В работах Д. С. Коржинского (начиная с 1936) были созданы основы физико-химического анализа парагенезисов минералов . Компоненты, составляющие горные породы, были разделены на группы в соответствии с ролью, которую они играют в процессах минералообразования. Введены понятия о дифференциальной подвижности компонентов и системах с вполне подвижными компонентами, условия химического равновесия в которых определяются особыми термодинамическими потенциалами (потенциалы аллохимических равновесий). Это значительно расширило область приложения анализа парагенезисов минералов к природным процессам (см. Минералогическое правило фаз ). Д. С. Коржинский показал, что магматизм в земной коре развивается в тесном взаимодействии с флюидами (трансмагматическими растворами), обосновал большую роль процессов магматического замещения в становлении изверженных пород в глубинных условиях и разработал теорию метасоматической зональности. На основе анализа парагенезисов минералов в 60—70-е гг. разработаны системы минеральных фаций магматических, метаморфических и метасоматических горных пород (советские геологи В. А. Жариков, А. А. Маракушев).

Большое значение для выяснения происхождения различных магматических и метаморфических пород имели экспериментальные исследования в П. (Ф. Ю. Левинсон-Лессинг и А. С. Гинзберг, начало 20 в., американские учёные Н. Л. Боуэн, О. Татл, Р. Горансон, 20—30-е гг.). Эти исследования получили особенно большой размах в 50—60-е гг. (советские учёные И. А. Островский, Н. И. Хитаров, В. С. Соболев, Г. Л. Поспелов, американские — Д. Гамильтон, Х. Йодер, С. Тилли, австралийские — Д. Грин, А. Рингвуд и др.).