Petrografija je kaj? Zgodovina, predmet študija in razvoja znanosti

Obstajajo različne znanstvene smeri, v katerih se preučuje struktura Zemlje. Ena takšna disciplina je petrografija. Pomen

o takšni petrografiji.

Opredelitev

V imenu discipline se uporablja grška beseda pétros (kamen). Na vprašanje o tem, kaj petrografija študira, lahko dobimo kratek odgovor - preučuje kamen. Vendar takšna opredelitev ne zagotavlja popolnega razumevanja ciljev in ciljev discipline.

Če torej govorimo bolj v celoti, potem Petrografija je znanost, ki študija kamnine, njihova kemična in mineraloška sestava, teksture, strukture, pogoji pojavljanja, vzorci porekla, porazdelitve, spremembe.

Splošna znanost o kamninah je razdeljena na dva dela. Prva je osnove petrografije, prevladujoča uporaba deskriptivnih metod. Drugi del je petrologija. V okviru te smeri se proučujejo genske povezave. V literaturi pa se ti izrazi pogosto štejejo za sinonim.

Specifičnost

Petrografija je disciplina geološkega cikla. Kot je navedeno zgoraj, je tesno povezano z različnimi znanstvenimi področji.

Na primer, v praksi, uporaba metod mineralogija in petrografija. Poleg tega je disciplina povezana z geokemijo, tektoniko, vulkanologijo, stratigrafijo itd.

Razvrstitev

Izvaja se glede na vrsto kamnine, ki se preučuje. Torej, obstaja petrografija:

• Magmatske kamnine. V okviru te smeri se proučujejo kristalne kamnine, ki nastanejo v glavnem, ko se magma strdi in kristalizira. Te procese spremlja delitev in raztapljanje obodnih struktur. To je privedlo do pojava vrst kamnin, ki so drugačne v kompoziciji, in fosilov, povezanih z njimi. Magmatska petrografija je namenjena pridobivanju informacij o njihovi materialni sestavi, o fizikalno-kemijskih pogojih, v katerih je bila magma utrjena, o značilnostih njihove interakcije z drugimi skalami in tako naprej.
• Metamorfne kamnine. V teh smernih študijah so strukture, ki so pod vplivom novih pogojev spremenile svojo kemično in mineralno sestavo. Odvisno od sprememb se razlikujejo kamnine različnih metamorfnih faset. Njihovo mineralno sestavo določajo predvsem temperatura in tlak okolja.

Nekatere pasme zasedajo vmesni položaj. Nekatere strukture se med njihovim nastajanjem deloma talijo, druge pa se tvorijo pod vplivom metamorfnih procesov.

Metode raziskovanja

Vse, da študija petrografijo, je povezan z črevesji Zemlje. Za preučevanje strukture in sestave kamnin uporabljamo posebne metode.

Najprej moramo govoriti o kristalno-optičnih metodah. Omogočajo študij drobnozrnatih agregatov z uporabo polarizirajočega mikroskopa in drugih naprav.

Spektralna analiza in fluoroscopic metoda se prav tako široko uporabljajo petrografija. Te Tehnike omogočajo določitev nečistoč, prisotnih v strukturah v majhni količini. Kemična sestava se določi s pomočjo mikroanalizatorjev neposredno v skalo.

Še ena pogosta metoda Petrografija je študija fizikalnih konstant. Ti vključujejo trdoto, gostoto, toplotno širjenje, magnetne lastnosti, stiskljivost, viskoznost itd.

Od sredine prejšnjega stoletja se aktivno uporabljajo matematične metode. Omogočajo ovrednotenje zanesljivosti rezultatov spektralnih ali kemičnih analiz, gradnjo klasifikacij kamnin, določanje značilnosti različnih tipov fosilov.

Treba je reči, da študija petrografijo ne le neposredno na kamninah, temveč tudi pogoje, v katerih se nahajajo. Tako študija fosilov vključuje kompleksen sklop ukrepov. Vendar pa se vsa raziskava vedno začne na terenu.

Posploševanje dobljenih materialov omogoča določitev vloge različnih kamnin v procesu nastajanja Zemljine skorje.

Oddelki znanosti

Dodeljene so glede na uporabljene metode. Glavni oddelki Petrografija je:

• petrofizika;
• petrokemija;
• petrotektonike.

Poleg tega obstajajo tudi področja, kot so tehnična, eksperimentalna, fizikalno-kemijska, kozmična petrografija.

Opredelitev kompleksa kemijskih interakcij v teh ali tistih kamninah v njihovih naravnih kombinacijah se izvaja v okviru petrokemije. Razvoj geofizikalnih, inženirskih in geoloških raziskav je privedel do nastanka novega oddelka - petrofizike. V okviru te smeri se ugotovi razmerje med fizičnimi značilnostmi kamnin s sestavo, zgodovino tvorbe in strukturo.

Petrotektonika se nanaša na odsek petrografije, ki raziskuje razmerje med geometrijskimi vzorci v mikrostrukturah kamnin in gibi / deformacijami v njih. S pomočjo posebnih metod so pojasnjene delovne sile in napetosti. Petrotektonika temelji na mikrostrukturni analizi, ki omogoča določitev prednostne prostorske usmeritve linearnih in ravninskih komponent kamnine.

Fizikalno-kemijski Petrografija je znanost povezava mineralne in kemične sestave fosilov ter splošnih pogojev njihovega nastanka. Raziskava uporablja splošne zakone termodinamike.

Eksperimentalni Petrografija je smer, v kateri se izvajajo modeliranje naravnih procesov nastajanja kamnin, njihovih mineralnih združenj.

Ločeno je treba omeniti tehnično petrografijo. Začel se je razvijati zahvaljujoč dejavnostim sovjetskega geologa Belyankina. V okviru te smeri se določi mineralna sestava porcelana, cementa, žlindre, stekla, litega kamna, keramike in drugih tehničnih izdelkov. Rezultati raziskave so zelo pomembni za metalurško in silikatno proizvodnjo. Hkrati se uporabljajo metode tehnične petrografije za dešifriranje številnih procesov nastajanja kamnin.

Kozmična petrografija, ki se je začela v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, proučuje skale lune in drugih kozmičnih teles.

Zgodovina petrografije

Do sredine devetnajstega stoletja so problemi proučevanja kamnin deloma rešili metode splošne geologije. V tem obdobju so nastali temelji mineralogije in petrografije.

V okviru raziskave so bile vse kamnine po njihovem nastanku razdeljene na sedimentne, metamorfne in magmatske kamnine. Mineralogija in petrografija se je začel razvijati aktivno, ko je Sorbi pokazal možnost analize mineralne sestave fosilov v tankih odsekih pod mikroskopom.

Kasneje se je v praksi uporabil polarizacijski mikroskop, kristalno-optične metode preiskovanja pa so se še izboljšale. Po nekaj časa je bila z univerzalno tabelo razvita teodolitska metoda proučevanja konstant.

Kasneje so v praksi začeli uporabljati metode za proučevanje mineralov s kristalno optičnimi lastnostmi. Zaradi uporabe teodolitske metode stenskih študij se je začela razvijati mikrostrukturna analiza. Hkrati se je kemična metoda začela izboljševati.

Vse to je omogočilo ustvarjanje kvantitativno-minerološke in kemične klasifikacije skrivnostnih kamnin. Ločitev je temeljila na različnih načinih pretvorbe kemijske analize fosili.

Znanost na prelomu XIX-XX. Stoletja.

V tem obdobju so se znanstveniki aktivno začeli ukvarjati s problemom geneze in vzroki raznolikosti kamnin. Predpostavili smo se o ločitvi primarne magme v delne magme, o procesu asimilacije gostiteljskih kamnin.

Ob koncu XIX stoletja Levinson-Lessing, ki izkaže, da je prvotni vir magmatskih kamnin, razdeljenih na zemeljski površini 2 bistveno drugačna magma - osnovni in kisla. V 20-ih letih XX. Stoletja je to idejo podprla Reilly. Po desetih letih, Bowen postavil hipotezo obstoja v notranjosti bazaltne magme iz katerega med diferenciacije kristalizacijo (ločitev od preostalega magme na plavajoče ali potopitev ločenih kristalov) lahko tvorili skoraj vseh magmatskih kamnin. Ta predpostavka je postala zelo priljubljena v znanstveni skupnosti. Med nadaljnjimi raziskavami v naravi so odkrili resnične primere takšne diferenciacije.

Študija granita

Raziskovalci so posebno pozornost namenili tem pasem. Raziskali smo granite, ki jih najdemo v globoko metamorfiziranih migmatskih in gneissih plasti.

Tudi v začetku dvajsetega stoletja je Söderholm odkril nekaj posebnosti v teh kamninah, kar je bilo težko razložiti. Predlagal je, da se takšni graniti ne morejo šteti za magmatske. Namreč, po njegovem mnenju so nastali zaradi metasomatske granitizacije ali ultrametamorfizma pod vplivom globokih procesov.

Uvedba novih konceptov

V delih Korzhinskega so bili formulirani temelji fizikalno-kemijske študije mineralnih paragenez. Elementi, ki sestavljajo kamenje, so bili razvrščeni v skupine, odvisno od funkcije, ki jo opravljajo v mineralni formaciji.

Pojavilo se je sistem sistemov z mobilnimi komponentami, v katerem so ravnotežni pogoji za kemijske parametre določeni s specifičnimi termodinamičnimi potenciali. Pojavil se je diferencialna mobilnost. Vse to je znatno razširilo obseg metod za proučevanje mineralnih paragenez.

Korzhinsky je lahko pokazal, da se magmatizem v skorji planeta razvija v interakciji s transmagmatskimi raztopinami (tekočinami). Utemeljil je vlogo magmatske zamenjave pri nastanku vlaženosti v globokih razmerah. Korzhinsky je razvil koncept metasomatske cone.

Znanost v sedanji fazi

V šestdesetih in sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki na podlagi rezultatov eksperimentalnih, petroloških, geofizičnih študij spet začeli razpravljati o možnosti nastajanja granita zaradi taljenja iz globokih plasti.

Mnogi znanstveniki priznavajo obstoj dveh vrst granita. Prvi je bil oblikovan iz paliggenične magme, ki ima razmeroma nizko temperaturo. Nastala je kot posledica delnega taljenja kraških kamnin v pogojih nasičenja vode. Med kristalizacijo se na mestu magme oblikujejo slabo premaknjeni ali avtohtoni (neizrazeni) graniti.

Drugi tip se tvori iz taline kisline. Nastanejo med preoblikovanjem bazaltne magme, ki pa izhaja iz spodnjih delov ali zgornje plasti skorje. Visokotemperaturne tvorbe kisline lahko dosežejo površino, ki tvori tako vsiljive granite kot tudi efuzivne analoge.

Litologija

V okviru te znanstvene smeri se izvaja študija sedimentnih kamnin. Ta vrstica je bila izolirana ob prelomu XIX-XX stoletja. zaradi paleogeografskih, stratigrafskih in drugih študij. Ključna naloga znanosti je analiza materialne sestave kamnin in fosilov, povezanih z njimi.

Poseben pomen za izbor litologije v samostojni smeri so bili materiali, ki so bili pridobljeni na plovilu Challenger, raziskavi Walterja (nemškega geologa), ki je bila posvečena problemom sedimentne kamnine.

Pomemben prispevek k razvoju smeri so naredili znanstveniki Zavaritsky, Arkhangelsky, Shvetsov, Baturin, Strakhov, Rukhin in številni tuji znanstveni osebki.

Petrologija

V okviru te znanosti se poleg petrografije preučujejo strukturne in teksturne posebnosti metamorfnih in magnetnih kamnin. V disciplini je bila določena njihova razvrstitev, vključno z mineralno sestavo. Vendar pa petrografija pokriva širšo paleto predmetov, ne raziskuje le metamorfnih in magmatičnih struktur. Kar zadeva prvo, se te dve znanosti pogosto štejeta za enaka. Vendar pa se v okviru petrologije proučuje genetski odnos med kamni.

Petrofizika

To je še ena znanstvena disciplina, ki mejijo na petrografijo. Šteje se za znanost o fizikalnih in kemijskih lastnostih kamnin. Petrofizika je nastala na osnovi petrografije, laboratorijskih metod analize, geofizike. Ključna usmeritev je upoštevanje značilnosti objektov kot geoloških teles, ki upoštevajo njihovo specifično naravo.

Prvič je koncept "petrofizike" leta 1953 predlagal nemški fizik Frohlich. Prva metodična smernica o disciplini je delo Kobranove, ki je bilo objavljeno leta 1962.

Ključna naloga petrofizike je proučiti fizične lastnosti kamnin in klasificirati vrste struktur, faset, slojev glede na niz lastnosti. Karakteristike kamnin se proučujejo v masivu s pomočjo kozmofizičnih, geofizikalnih in geoloških metod v laboratorijskih pogojih z določanjem parametrov pod visokimi temperaturami in tlakom.

Med fizičnimi značilnostmi kamnin (poroznosti, gostote itd.) In petrografsko-strukturnimi kazalniki obstaja razmerje korelacije. Ugotovljeno je z uporabo petrofizične analize.

Študije potekajo v povezavi z drugimi tradicionalnimi metodami. Prejeti podatki so prikazani na posebnih zemljevidih. Glede na te podatke, so raziskovalci rekonstruirala geodinamičnih pogoje za nastanek geoloških organov, določi vrsto deformacije, stresa in prepoznati vzorce distribucije rude, nafte in plina. Vse to omogoča učinkovito rešitev inženirskih nalog.

Na primer, zahvaljujoč petrofizičnim študijam je bila razvidna narava anizotropije elastičnih lastnosti kamnin, njegova odvisnost od petrostrukturnih faktorjev pa je bila ugotovljena njegova povezava s spremembami deformacij. Dobljeni podatki so omogočili rekonstrukcijo geodinamičnih napetosti, ki so nastale med oblikovanjem invazivnih teles, nastankom tektonskih elementov, še posebej z napakami, pa tudi rudnimi strukturami.

V okviru petrologije so proučevali pravilnost sprememb fizikalnih lastnosti vnetnih kompleksov v različnih pogojih njihovega nastajanja. V času raziskave so bile ugotovljene težave, ki so jih izvedli predhodni hidrotermalno-metasomatski procesi. Prispevali so k nastanku poroznih, krhkih in prepustnih kamnin, ki jih zlahka zamenjamo z rudo.

Razvoj petrofizike je bil uveden na druga geološka in fizikalna znanstvena področja. Na primer, imeli so poseben pomen za seizmologijo. Znanstveni in metodološki razvoj se je uporabil za interpretacijo profilov seizmičnega globinskega območja. Ni pomembno, da so bili razvoj tektonike. Zlasti so prispevali k ugotavljanju narave kršitev in odkrivanju skritih napak.

Zaključek

Očitno je, da študija kamenja vključuje uporabo različnih metod in tehnik. V zadnjem času so bili v raziskavah uporabljeni računalniški programi. Znatno pospešijo proces zbiranja in obdelave podatkov. Glede na število odprtih vprašanj se zdi, da se bo znanost o kamninah še naprej izboljševala.