ЛИТОЛО́ГИЯ

ЛИТОЛО́ГИЯ (от ли­то... и ...ло­гия), гео­ло­гич. нау­ка об оса­доч­ных гор­ных по­ро­дах, их ми­не­раль­ном со­ста­ве, строе­нии, про­ис­хо­ж­де­нии. За ру­бе­жом (Зап. Ев­ро­па, США) Л. на­зы­ва­ет­ся се­ди­мен­то­ло­ги­ей. Объ­ек­том Л. яв­ля­ют­ся оса­доч­ные гор­ные по­ро­ды в ши­ро­ком по­ни­ма­нии – эк­зо­ли­ты, вклю­чаю­щие, по­ми­мо соб­ст­вен­но оса­доч­ных об­ра­зо­ва­ний, вто­рич­ные эк­зо­ген­ные гор­ные по­ро­ды, об­ра­зую­щие­ся при вы­вет­ри­ва­нии (напр., као­ли­ны, воз­ник­шие в про­цес­се вы­вет­ри­ва­ния гра­ни­тов) или внут­ри оса­доч­ных толщ на ста­ди­ях диа-, ка­та-, ме­та­ге­не­за (напр., не­се­ди­мен­та­ци­он­ные до­ло­ми­ты, си­де­ри­ты, крем­ни). Мн. оса­доч­ные гор­ные по­ро­ды – по­лез­ные ис­ко­пае­мые. Это ру­ды же­ле­за, мар­ган­ца, алю­ми­ния (бок­си­ты), фос­фо­ра (фос­фо­ри­ты), строн­ция, ни­ке­ля; торф, бу­рые и ка­мен­ные уг­ли, го­рю­чие слан­цы; пес­ки – рос­сы­пи зо­ло­та, пла­ти­ны, ал­ма­зов и др. цен­ных ми­не­ра­лов; пес­ки сте­коль­ные, фор­мо­воч­ные и строи­тель­ные; гли­ны ог­не­упор­ные, кир­пич­ные и бен­то­ни­то­вые; гипс, ка­мен­ная, ка­лий­ные и ка­лий­но-маг­не­зи­аль­ные со­ли; це­мент­ное сы­рьё, ад­сор­бен­ты и др. Кро­ме то­го, оса­доч­ные по­ро­ды вме­ща­ют за­ле­жи неф­ти и при­род­но­го го­рю­че­го га­за, ру­ды ме­ди, свин­ца, цин­ка, рту­ти; ар­те­зи­ан­ские во­ды (пить­е­вые, ми­не­раль­ные ле­чеб­ные, рас­со­лы).

Совр. Л. со­сто­ит из опи­сат. час­ти – пет­ро­гра­фии оса­доч­ных по­род, в ко­то­рой да­ёт­ся опи­са­ние ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва, струк­тур и тек­стур по­род, и из ге­не­ти­ко-тео­ре­тич. час­ти – соб­ст­вен­но Л., за­да­чей ко­то­рой яв­ля­ют­ся по­строе­ние клас­си­фи­ка­ций оса­доч­ных по­род, раз­ра­бот­ка ме­то­дов изу­че­ния, соз­да­ние на­уч­ной тео­рии ли­то­ге­не­за. Л. тес­но со­при­ка­са­ет­ся со стра­ти­гра­фи­ей, па­лео­гео­гра­фи­ей, тек­то­ни­кой, гео­хи­ми­ей, ми­не­ра­ло­ги­ей, гео­ло­ги­ей по­лез­ных ис­ко­пае­мых, гид­ро­гео­ло­ги­ей, инж. гео­ло­ги­ей, мор. гео­ло­ги­ей, па­лео­нто­ло­ги­ей, кли­ма­то­ло­ги­ей, поч­во­ве­де­ни­ем, а так­же с цик­лом фи­зи­ко-хи­мич. и ма­те­ма­тич. на­ук.

Методы исследования

в Л. раз­но­об­раз­ны, сре­ди них – по­ле­вые и ла­бо­ра­тор­ные ра­бо­ты, ме­то­ды обоб­ще­ния ма­те­риа­лов. Ли­то­ло­гич. по­ле­вые ра­бо­ты ха­рак­те­ри­зу­ют­ся де­таль­ным опи­са­ни­ем со­ста­ва и строе­ния оса­доч­ных по­род, на­блю­де­ния­ми за за­ме­ще­ни­ем ком­по­нен­тов по­род др. ми­не­ра­ла­ми. Про­во­дит­ся оп­ре­де­ле­ние со­ста­ва и др. свойств оса­доч­ных по­род пу­тём ре­ги­ст­ра­ции фи­зич. па­ра­мет­ров по­род раз­ре­за в бу­ро­вых сква­жи­нах. Осн. ла­бо­ра­тор­ные ме­то­ды – мик­ро­ско­пи­че­ский и хи­ми­ко-ана­ли­ти­че­ский. Для оп­ре­де­ле­ния со­ста­ва мель­чай­ших ми­нер. зё­рен оса­доч­ных по­род при­ме­ня­ет­ся им­мер­си­он­ный ме­тод, ос­но­ван­ный на оп­тич. свой­ст­вах ми­не­ра­лов. Для раз­де­ле­ния зё­рен рых­лых по­род по гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ву ис­поль­зу­ет­ся гра­ну­ло­мет­рич. ана­лиз (см. Гра­ну­ло­мет­рия). Тер­мич. ана­лиз по­зво­ля­ет оп­ре­де­лять по­ве­де­ние ми­не­ра­лов, сла­гаю­щих не­ко­то­рые оса­доч­ные по­ро­ды, при на­гре­ва­нии до 1000 °C и вы­ше. Для ис­сле­до­ва­ния тон­ко­дис­перс­ных по­род (глин, крем­нёвых, не­ко­то­рых кар­бо­нат­ных по­род и др.) ис­поль­зу­ет­ся рент­ге­но­ст­рук­тур­ный ана­лиз, а так­же элек­трон­ная мик­ро­ско­пия, имею­щие осо­бен­но важ­ное зна­че­ние для ди­аг­но­сти­ки ми­нер. со­ста­ва и ис­сле­до­ва­ния из­ме­не­ний отд. ми­не­ра­лов на раз­ных ста­ди­ях ли­то­ге­не­за. Ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся так­же рент­ге­нос­пек­траль­ный, лю­ми­нес­цент­ный, га­зо­во-объ­ём­ный ана­ли­зы. Для обоб­ще­ния ма­те­риа­лов ла­бо­ра­тор­ных ис­сле­до­ва­ний су­ще­ст­ву­ет ряд гра­фич. ме­то­дов (диа­грам­мы, ку­му­ля­тив­ные кри­вые и т. д.), а так­же приё­мы ма­те­ма­тич. ана­ли­за. По ре­зуль­та­там по­ле­вых и ла­бо­ра­тор­ных ис­сле­до­ва­ний со­став­ля­ют­ся ли­то­ло­гич. ко­лон­ки и фа­ци­аль­ные про­фи­ли, ли­то­ло­го-фа­ци­аль­ные кар­ты раз­ных мас­шта­бов. Всё ши­ре для ре­ше­ния за­дач Л. вне­дря­ют­ся ма­те­ма­ти­че­ские (ста­ти­сти­ка, ком­пь­ю­тер­ное мо­де­ли­ро­ва­ние и др.) и фи­зи­че­ские (экс­пе­ри­мент) ме­то­ды, сис­тем­ный ана­лиз, ком­пь­ю­тер­ные тех­но­ло­гии (гео­ин­фор­ма­ци­он­ные сис­те­мы).

Гл. ме­то­ды обоб­ще­ния при ге­не­тич. изу­че­нии оса­доч­ных по­род – фа­ци­аль­ный и фор­ма­ци­он­ный ана­ли­зы, а так­же срав­ни­тель­но-ли­то­ло­гич. ме­тод, осо­бен­но пол­но раз­ра­бо­тан­ные в Рос­сии на при­ме­ре уг­ле­нос­ных толщ (Ю. A. Жем­чуж­ни­ков, П. П. Ти­мо­фе­ев, Г. Ф. Кра­ше­нин­ни­ков и др.) и др. оса­доч­ных об­ра­зо­ва­ний.

Исторический очерк

Л. как од­на из от­рас­лей гео­ло­гии обо­со­би­лась в нач. 20 в. в ре­зуль­та­те ис­сле­до­ва­ний, на­прав­лен­ных на изу­че­ние ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва оса­доч­ных по­род и свя­зан­ных с ни­ми по­лез­ных ис­ко­пае­мых. Боль­шое зна­че­ние для обо­соб­ле­ния Л. име­ли ма­те­риа­лы, по­лу­чен­ные англ. океа­но­гра­фич. экс­пе­ди­ци­ей на суд­не «Чел­ленд­жер» (амер. учё­ный Дж. Мер­рей, бель­гий­ский – A. Ре­нар, 1891), а так­же ис­сле­до­ва­ния нем. гео­ло­га Й. Валь­те­ра (1893–94), по­свя­щён­ные во­про­сам оса­доч­но­го по­ро­до­об­ра­зо­ва­ния. Л. от­де­ли­лась от об­щей пет­ро­гра­фии в 1916–22, ко­гда бы­ли соз­да­ны ру­ко­во­дства по ме­то­дам изу­че­ния оса­доч­ных по­род (франц. учё­ный Л. Кайё) и впер­вые в ву­зах на­ча­ли пре­по­да­вать спец. курс «Пет­ро­гра­фия оса­доч­ных по­род» [в СССР (МГУ) – М. С. Шве­цов, в Ве­ли­ко­бри­та­нии – Г. Б. Мил­нер, в США – А. Грэ­бо и др.]. Для даль­ней­ше­го оформ­ле­ния Л. в са­мо­сто­ят. нау­ку (по­строе­ние клас­си­фи­ка­ций по­род, раз­ра­бот­ка ме­то­дов ис­сле­до­ва­ний, соз­да­ние осн. тео­рий) боль­шую роль сыг­ра­ли амер. гео­ло­ги У. Твен­хо­фел и У. Крум­бейн, оте­че­ст­вен­ные – А. Д. Ар­хан­гель­ский, В. П. Ба­ту­рин, Н. М. Стра­хов, Л. В. Пус­то­ва­лов, Л. Б. Ру­хин, Д. В. На­лив­кин и др. Осо­бен­но ин­тен­сив­ное раз­ви­тие отеч. Л. на­ча­лось по­сле пер­во­го ли­то­ло­гич. со­ве­ща­ния (1952), на ко­то­ром бы­ли об­су­ж­де­ны дос­ти­же­ния нау­ки за весь про­шед­ший пе­ри­од и на­ме­че­на про­грам­ма даль­ней­ших ис­сле­до­ва­ний.

Од­ной из важ­ней­ших за­дач Л. бы­ло соз­да­ние тео­рии ли­то­ге­не­за. B по­строе­нии этой тео­рии ве­ду­щая роль при­над­ле­жит H. M. Стра­хо­ву, раз­ра­бо­тав­ше­му (1956–76) уче­ние об осн. ти­пах ли­то­гене­за и их эво­лю­ции в ис­то­рии Зем­ли, а так­же уче­ние о диа­ге­не­зе, эк­зо­ген­ном руд­ном про­цес­се. В хо­де раз­ви­тия нау­ки отеч. учё­ны­ми соз­да­ны тео­рии оса­доч­ной диф­фе­рен­циа­ции ве­ще­ст­ва (Л. В. Пус­то­ва­лов), ста­дий ли­то­ге­не­за (Н. В. Лог­винен­ко, Н. М. Стра­хов, О. В. Япа­скурт и др.). Наи­боль­шее чис­ло ра­бот рос. и за­ру­беж­ных гео­ло­гов по­свя­ще­но ис­сле­до­ва­нию ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва, струк­тур и тек­стур оса­доч­ных по­род, за­ко­но­мер­но­стей их раз­ме­ще­ния и из­ме­не­ний в кон­крет­ных ре­гио­нах. По­ми­мо ве­ще­ст­вен­но­го ана­ли­за, раз­ра­бо­та­ны ге­не­ти­че­ский (фа­ци­аль­ный) ана­лиз от­ло­же­ний (Д. В. На­лив­кин и др.) и ба­зи­рую­щий­ся на нём фор­ма­ци­он­ный ана­лиз и фор­ма­цио­ло­гия в це­лом (П. П. Ти­мо­фе­ев и др.). Су­ще­ст­вен­ные ус­пе­хи, дос­тиг­ну­тые учё­ны­ми в этом на­прав­ле­нии, на­шли своё вы­ра­же­ние в ря­де ат­ла­сов ли­то­ло­го-па­лео­гео­гра­фич. карт, со­став­лен­ных для тер­ри­то­рии СССР в це­лом и для от­дель­ных его ре­гио­нов (A. П. Ви­но­гра­дов, B. H. Ве­ре­ща­гин, A. B. Ха­ба­ков, 1960–72), а так­же для все­го ми­ра (A. Б. Ро­нов, К. Б. Се­сла­вин­ский, B. E. Ха­ин). Ат­ла­сы да­ют об­щий про­гноз раз­ме­ще­ния мн. ви­дов по­лез­ных ис­ко­пае­мых, свя­зан­ных с оса­доч­ны­ми по­ро­да­ми.

Обо­со­би­лись на­уч. на­прав­ле­ния: изу­че­ние кор вы­вет­ри­ва­ния, ус­ло­вий об­разо­ва­ния и за­ко­но­мер­но­стей раз­ме­ще­ния в них по­лез­ных ис­ко­пае­мых (рос. учё­ные Б. Б. По­лы­нов, И. И. Гинз­бург и др.); ис­сле­до­ва­ние вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ных толщ под­виж­ных поя­сов, цель ко­то­ро­го – вы­яс­не­ние ро­ли вул­ка­но­ген­но-оса­доч­но­го ли­то­ге­не­за в об­щем по­ро­до­об­ра­зо­ва­нии (Г. C. Дзо­це­нид­зе, И. B. Хво­ро­ва и др.); ис­сле­до­ва­ние совр. оса­дочных об­ра­зо­ва­ний су­ши и вы­де­ле­ние ге­не­тич. ти­пов от­ло­же­ний (Е. В. Шан­цер); ана­лиз осад­ков мор. дна (A. П. Ли­си­цын, И. O. Мур­дмаа и др.); изу­че­ние древ­них (до­кем­брий­ских) глу­бо­ко ме­та­мор­фи­зо­ван­ных оса­доч­ных по­род, со­хра­няю­щих не­ко­то­рые пер­вич­но-оса­доч­ные чер­ты строе­ния, вы­яв­ле­ние ко­то­рых по­зво­ля­ет вос­ста­но­вить ус­ло­вия древ­не­го осад­ко­на­ко­п­ле­ния, за­ко­но­мер­но­сти раз­ви­тия зем­ной ко­ры в до­кем­брии и свя­зан­но­го с ни­ми ру­до­об­ра­зо­ва­ния (A. B. Си­до­рен­ко и др.).

В по­след­ней четв. 20 в. сде­ла­ны обоб­ще­ния по вы­вет­ри­ва­нию (в т. ч. под­вод­но­му), глау­ко­ни­то- и фос­фо­ри­то­об­ра­зо­ва­нию, ге­не­тич. ти­пам по­род и от­ло­же­ний, фор­ма­цио­ло­гии под­виж­ных зон и океа­нич. бас­сей­нов, цик­лич­но­сти осад­ко­на­ко­п­ле­ния (В. Т. Фро­лов и др.); раз­ра­бо­та­ны тео­рии кар­бо­на­то-, си­ли­ци­то-, эва­по­ри­то­об­ра­зо­ва­ния, вул­ка­но­ген­но-оса­доч­но­го ли­то­ге­не­за и стра­ти­форм­но­го ру­до­об­ра­зо­ва­ния. Пер­спек­тив­но гео­эко­ло­гич. на­прав­ле­ние Л. Са­мым ак­ту­аль­ным ос­та­ёт­ся изу­че­ние ли­то­ге­не­за океа­нов.

Литологические совещания, международное сотрудничество, периодические издания

Л. ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ет­ся во всех стра­нах, имею­щих гео­ло­гич. служ­бу. B Рос­сии пе­рио­ди­че­ски со­зы­ва­ют­ся вcероc. ли­то­ло­гич. со­ве­ща­ния (по­след­нее со­ве­ща­ние про­ве­де­но в 2008 в Ека­те­рин­бур­ге). «Тру­ды» со­ве­ща­ний и те­ма­тич. се­ми­на­ров ре­гу­ляр­но пуб­ли­ку­ют­ся. Функ­цио­ни­ру­ет Меж­ве­дом­ст­вен­ный ли­то­ло­гич. к-т, ко­то­рый вклю­ча­ет 15 под­раз­де­ле­ний, пред­став­ляю­щих осн. на­уч. раз­де­лы Л., и име­ет ре­гио­наль­ные сек­ции. C 1963 вы­хо­дит ж. «Ли­то­ло­гия и по­лез­ные ис­ко­пае­мые» (ос­но­ван Н. М. Стра­хо­вым, пе­ре­во­дит­ся на англ. яз. и из­да­ёт­ся так­же в США). Во­про­сы Л. об­су­ж­да­ют­ся на сес­си­ях Ме­ж­ду­нар. гео­ло­гич. кон­грес­са (со­зы­вае­мых 1 раз в 3–4 го­да). B 1952 соз­да­на Ме­ж­ду­нар. ас­со­циа­ция се­ди­мен­то­ло­гов, ре­гу­ляр­но ор­га­ни­зую­щая кон­грес­сы, в ра­бо­те ко­то­рых с 1958 при­ни­ма­ют уча­стие и де­ле­га­ции рос. ли­то­ло­гов. Сре­ди за­ру­беж­ных жур­на­лов, пуб­ли­кую­щих ста­тьи по Л., наи­бо­лее из­вест­ны «Journal of Sedimentary Petrology» (Tulsa, с 1931), «Se­dimen­tary Geology» (Amst., c 1967), «Se­dimento­lo­gy» (Oxf., c 1962).