литология что это такое
Литология
ЛИТОЛОГИЯ (от греческого lithos — камень и logos — слово, учение * а. lithology; н. Lithologie; ф. lithologie; и. litologia) — наука о современных осадках и осадочных породах, их составе, строении, происхождении и закономерностях пространственного размещения.
Литология как одна из отраслей геологии обособилась в конце 19 — начале 20 веков в результате стратиграфического, палеогеографического и других исследований, сопровождавшихся изучением вещественного состава осадочных пород и связанных с ними полезных ископаемых. Большое значение для обособления литологии имели материалы, полученные английской океанографической экспедицией на судне «Челленджер» (американский учёный Дж. Меррей, бельгийский — А. Ренар, 1891), а также исследования немецкого геолога Й. Вальтера (1893-94), посвященные вопросам осадочного породообразования. Благодаря работам русских (П. А. Земятченский, Я. В. Самойлов, В. Н. Чирвинский, А. П. Карпинский, А. П. Павлов и др.) и зарубежных (английский учёный Г. Сорби, американские — Дж. Баррелл, французкий — Л. Кайё, В. Воган, немецкий — Г. Потонье и др.) учёных литология в 1910-е годы оформилась в качестве самостоятельной науки. Большой вклад в её дальнейшее развитие внесли советские (А. Д. Архангельский, А. Н. Заварицкий, Д. В. Наливкин, М. С. Швецов, В. П. Батурин, Л. В. Пустовалов, Н. М. Страхов, Л. Б. Рухин и др.), американские (У. Твенхофел, У. Крумбейн, Ф. Петтиджон и др.) и другие зарубежные учёные. Особенно интенсивное развитие литологии началось в CCCP после 1-го литологического совещания (1952), на котором были обсуждены достижения литологии за весь прошедший период и намечена программа дальнейших исследований.
Современная литология тесно соприкасается со стратиграфией, тектоникой, палеогеографией, геохимией, минералогией, геологией полезных ископаемых, гидрогеологией, инженерной геологией, морской геологией, палеонтологией, климатологией, почвоведением, а также с циклом физико-химических и математических наук.
Реклама
Главные задачи литологии заключаются в выявлении закономерностей распределения различных типов осадочных пород и полезных ископаемых в общем ходе процессов породообразования на протяжении геологической истории Земли, в стратификации и корреляции разрезов. Основным путём решения этих задач является генетический (фациальный) анализ осадочных пород, их естественных парагенетических сочетаний — осадочных формаций, палеогеографических обстановок их накопления. Существенные успехи, достигнутые советскими учёными в этом направлении, нашли своё выражение в ряде атласов литолого-палеогеографических карт, составленных как для CCCP в целом, так и для отдельных его регионов (А. П. Виноградов, В. Н. Верещагин, А. В. Хабаков, 1960-72), а также для всего мира (А. Б. Ронов, К. Б. Сеславинский, В. Е. Хаин). Подготовлены такие атласы и для ряда зарубежных территорий. Их значение состоит в том, что они дают общий прогноз размещения многих видов полезных ископаемых, связанных с осадочными породами. Одна из важнейших задач литологии — разработка теории литогенеза. В создании этой теории ведущая роль принадлежит советскому учёному Н. М. Страхову, разработавшему (1956-76) учение о 5 основных типах литогенеза (ледовом, гумидном, аридном, вулканогенно-осадочном и океанском) и их эволюции в истории Земли. Важное значение для развития теоретических представлений об осадочном процессе в целом имело изучение кор выветривания (И. И. Гинзбург и др.), условий образования и закономерностей размещения в них полезных ископаемых. Весьма широко литология изучает современные осадки и условия их образования как на суше (Е. В. Шанцер и др.), так и на морском дне (П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, И. О. Мурдмаа и др.). Большое значение для развития литологии имели работы по глубоководному бурению в океанах с корабля «Гломар Челленджер» (Deep Sea Drilling Project, с 1968). Наибольшее число работ по литологии посвящено исследованию вещественного состава, структур и текстур осадочных пород, закономерностей их размещения и изменений в конкретных регионах. Относительно новое направление литологии — изучение древних (докембрийских) глубоко метаморфизованных осадочных пород (А. В. Сидоренко и др.). Эти породы сохраняют некоторые первично-осадочные черты и их выявление позволяет восстановить условия древнего осадконакопления, установить закономерности развития земной коры в докембрии и связанного с ними рудообразования.
Выявление вторичных изменений осадочных пород при погружении их в более глубокие горизонты литосферы с помощью так называемого стадиального анализа (см. Катагенез, Метагенез, Эпигенез) — одна из актуальных задач литологии, особенно в нефтяной геологии (А. Г. Коссовская, Н. В. Логвиненко и др.). В 60-70-х годах 20 века широко развернулось изучение литологии вулканогенно-осадочных пород, распространённых главным образом в геосинклинальных областях (Г. С. Дзоценидзе, И. В. Хворова и др.). Выяснение роли вулканогенно-осадочного литогенеза в общем породообразовании — также одна из важнейших задач литологии.
Методы исследования в литологии разнообразны, среди них — полевые и лабораторные работы, методы обобщения материалов. Литологические полевые работы характеризуются более детальным описанием состава и строения осадочных пород, тщательными наблюдениями за органическими остатками, их сохранностью, замещением другими минералами, распределением, количественными соотношениями и условиями захоронения. Проводится определение состава и других свойств осадочных пород в буровых скважинах на основании выявления физических параметров пород разреза (например, каротажные диаграммы). Лабораторные работы включают аналитические исследования и эксперимент: моделирование и исследование физико-химических условий среды осадкообразования (физические и математические модели). Основные лабораторные методы — микроскопический и химический.
Для определения минерального состава породы в зёрнах применяется иммерсионный метод, основанный также на оптических свойствах минералов. Для разделения зёрен рыхлых пород по гранулометрическому составу используется гранулометрический анализ. Термический анализ позволяет определять поведение минералов, слагающих некоторые осадочные породы, при нагревании до 1000°С и выше. Для исследования тонкодисперсных (глинистых, кремнистых, карбонатных и др.) пород используются рентгеноструктурный анализ, а также электронная микроскопия, имеющие особенно важное значение для диагностики минерального состава пород и для исследования изменений отдельных минеральных видов на разных стадиях литогенеза. Широко применяются такие методы, как рентгеноспектральный, люминесцентный, газовообъёмный анализы, используемые для решения строго определённых задач литологии.
Главные методы обобщения при генетическом изучении осадочных пород — фациальный и формационный анализ, а также сравнительно-литологический метод, особенно полно разработанные в CCCP на примере угленосных толщ (Ю. А. Жемчужников, Г. Ф. Крашенинников, П. П. Тимофеев и др.), а также других осадочных образований. Для обобщения материалов лабораторных исследований существует ряд методов графического выражения результатов (различные диаграммы, кумулятивные кривые и т.д.), а также приёмов математического анализа и аналитического моделирования седиментогенеза. По результатам полевых и лабораторных исследований составляются литологические колонки и фациальные профили, а также литолого-фациальные карты разных масштабов. В 60-70-е года из литологии выделились новые самостоятельные научные дисциплины: геохимия осадочных пород и руд и органическая геохимия.
Литология интенсивно развивается во всех странах, имеющих геологическую службу. В CCCP периодически созываются Всесоюзные литологические совещания. «Труды» совещаний и тематических семинаров регулярно публикуются. В 1956 при Отделении геологии, геофизики и геохимии Академии Наук CCCP создана Комиссия по осадочным породам, ныне преобразованная в Межведомственный литологический комитет. С 1963 в CCCP выходит журнал «Литология и полезные ископаемые» (полностью переводится на английский язык и издаётся также в США). Вопросы литологии обсуждаются на сессиях Международного геологического конгресса (созываемых один раз в 3-4 года). В 1952 создана Международная ассоциация седиментологов, регулярно организующая конгрессы, в работе которых с 1958 принимают участие и делегации литологов CCCP. Среди зарубежных журналов, публикующих статьи по литологии, наиболее известны «Journal of Sedimentary Petrology» (Tulsa, с 1931), «Sedimentary Geology» (Amst., с 1967), «Marine Geology» (Amst., с 1964), «Sedimentology» (Oxf., с 1952).
Литология
Литология это наука которая занимается исследованием осадочных пород. В начале развития она даже считалась отдельной наукой, но позже литология вошла в петрологию. Несмотря на это, из нее выделились некоторые собственные направления.
История
Как и многие прочие геологические науки, литология начала обосабливаться в XIX в. До этого с древних времен изучение осадочных пород велось в рамках единого направления, совмещающего все геологические знания.
Предпосылками для обособления литологии послужили палеогеграфические, стратиграфические и прочие исследования, давшие информацию, в том числе, о составе осадочных пород. Особо интенсивно изучение осадочного породообразования велось в последнем десятилетии XIX в. Дж. Мерреем и А. Ренаром, Й. Вальтером.
В результате этого в 1910 г. литология стала отдельной научной дисциплиной. Позже она вошла в состав петрологии в качестве ее раздела о осадочных породах. Хотя, в 60 – 70 гг. XX в. она снова считалась отдельной наукой.
В том же десятилетии из литологии в качестве самостоятельных дисциплин выделились органическая геохимия и геохимия руд и осадочных пород.
В дальнейшем происходило углубление литологических знаний, расширение сферы исследования и усовершенствование теоретических положений благодаря появлению новых методов и накоплению материала.
Современная наука
По сфере изучения литология подразделена на петрографию осадочных пород (исследует их состав), фациальный (изучает состав пород и взаимосвязи между ними) и формационный (рассматривает состав пород и взаимоотношения с сформированными ими геологическими телами) анализы.
Несмотря на объем накопленных данных, до сих пор в литологии не решены некоторые вопросы. Например, даже отсутствует строгое определение науки. Та же проблема актуальна для некоторых фундаментальных понятий, таких как «осадочная порода» и «морская осадочная порода». Для первого термина отсутствует единый перечень характеризующих его признаков. Для второго понятия определение существует лишь в географическом смысле. Также отсутствует четкое определение терминов «текстура» и «структура», и, следовательно, не определены взаимоотношения между ними. Нет определения и у понятия «обломок», вследствие чего недостаточно четко выделены обломочные породы (сюда относят и окатанные тела, образовавшиеся путем постгенетического воздействия).
Органогенные породы также выделены недостаточно четко. Так, сюда относят и выпавшие из взвеси скелетные остатки планктонных организмов, и малоподвижные, и колониальные донные организмы. Кроме того, в литологии исследуют некоторые породы, не являющиеся осадочными. К ним относят джеспилиты (продукты метаморфизма), пирокластические образования (продукты вулканизма), бокситы (продукты метасоматоза). К тому же не изучены механизмы переноса и отложения осадков, служащих исходными для формирования механогенных пород. Наконец, нет четкого разделения пород и осадков. В некоторых случаях их дифференцируют по наличию признаков диагенеза, в других – по принципу различий в возрасте. При этом даже не существует критерия разделения осадков на современные и древние. По названным причинам возникают трудности в дифференциации этапов формирования пород и их эпигенетических преобразований.
По сфере исследования и методам литология наиболее близка к седиментологии. Более того, существуют сложности в определении взаимоотношений между данными дисциплинами. Так, по одному из мнений, седиментология обладает значительно более обширным предметом изучения, следовательно, литология является ее разделом. С другой точки зрения, седиментология – раздел литологии, так как исследуемые ей процессы рассматривают как стадии литогенеза. Наконец, существует взгляд, что данные дисциплины являются равноценными и отличаются по предмету исследования. Для литологии это осадочные породы, а для седиментологии – осадки. То есть в соответствии с этим литология исследует закономерности формирования и распространения осадочных пород, а седиментология – генезис современных осадков. Таким образом, литология служит для решения прямой задачи, а седиментология – обратной (рассмотрены далее). С данной точки зрения диагенез является начальной стадией литогенеза, всему этому предшествует седиментогенез.
Помимо этого, литология связана с геологическими (стратиграфией, геохимией, тектоникой, минералогией, палеогеографией, геологией полезных ископаемых, инженерной геологией, гидрогеологией, морской геологией, почвоведением), физико-химическими и математическими науками, климатологией.
Благодаря взаимодействию литологии, геотектоники, региональной геологии и прочих геологических дисциплин возникло новое направление – осадочные бассейны.
Предмет, задачи, методы
Предмет литологии представлен осадочными горными породами. К ее задачам относят выяснение законов их распределения и поиски связанных с ними месторождений. Кроме того, в литологии существует прямая и обратная задачи.
Первая из них состоит в определении особенностей и условий генезиса осадков, служащих основой для осадочных пород.
Обратная задача – восстановление условий формирования осадочных пород на основе изучения их свойств. Суть данных работ заключается в создании гипотез с применением метода актуализма (аналогий).
Взаимоотношения между прямой и обратной задачами весьма сложны. Так, решение прямой задачи не означает наличия его для обратной. При этом решить обратную задачу без прямой невозможно.
Помимо названных выше общих задач, литология имеет и более конкретные. К наиболее актуальным в настоящее время среди них относят изучение вторичных изменений погруженных в глубинные слои литосферы осадочных пород (особо актуально в нефтяной геологии), рассмотрение вулканогенно-осадочных пород (началось в 60 – 70 гг. XX в.), определение роли вулканогенно-осадочного литогенеза в породообразовании, исследование докембрийских осадочных глубоко метаморфизованных пород, сохранивших исходные черты (позволяет восстановить условия осадконакопления и выяснить особенности развития земной коры и рудообразования в докембрии).
В литологии применяют три группы методов: прямые геологические наблюдения за строением и составом осадочных пород (полевые), инструментальные (лабораторные), обобщенного анализа.
При геологических наблюдениях используют различные способы тонкого исследования вещества, например, изотопные, геохимические. Детально описывают состав и строение осадочных толщ с учетом органических остатков, замещения пород, их соотношений, условий захоронения.
К инструментальным методам относят оптические, термический анализ, исследование гранулометрического состава, электронную микроскопию и др. Основанный на оптических свойствах минералов иммерсионный метод применяют с целью определения минерального состава зерен породы. Гранулометрический анализ служит для разделения зерен по гранулометрическому составу. Тонкодисперсные породы (глинистые, карбонатные, кремнистые и др.) исследуют с применением рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, что позволяет выяснить их минеральный состав и оценить изменения отдельных минералов на различных стадиях литогенеза. Также обширно используют такие узкоспециализированные методы, как люминесцентный, рентгеноспектральный, газовообъемный анализы.
Обобщенный анализ включает фациальный (генетический), формационный, литостратиграфический, палеогеографичесикий, стадиальный, сравнительно-литологический анализы. Лабораторные данные обобщают путем графического отображения и моделирования с применением физических и математических методов.
Данные методы относятся к более высокому уровню исследований в сравнении с прочими названными типами. Они служат для оценки отношений и связей между литологическими объектами и явлениями. При этом основной проблемой таких методов является то, что они дают лишь эмпирическую информацию. По сути, названные способы обобщенного анализа являются видами метода актуализма.
С использованием полученных данных составляют литолого-палеогеографические и литолого-фациальные карты, отображающие закономерности распространения осадочных пород.
Образование и работа
Профессии литолога обучают на общих геологических специальностях вместе с прочими соответствующими профессиями. Такое образование подразумевает изучение специальных геологических предметов и прохождение полевых и производственных практик.
В дальнейшем литологи остаются в учебных заведениях заниматься научной и образовательной работой или идут в производство (в основном нефтегазовое). Специалисты в данной сфере отмечают недостаток таких кадров, следовательно, профессия весьма востребована на рынке труда.
Заключение
Литология как наука о осадочных породах обособилась в начале XX в., но позже вошла в состав петрологии в качестве ее раздела. В настоящее время она занимается исследованием состава, распространения и происхождения осадочных пород. Несмотря на объем накопленных знаний, в науке немало нерешенных вопросов и неопределенностей. В настоящее время наблюдается нехватка литологов как в научно-образовательной сфере, так и на производстве, поэтому данная профессия весьма востребована.
Наука литология. История, задачи и методы литологии
Литология – наука о современных осадках, и осадочных горных породах. Она является одной из фундаментальных наук геологического цикла, которая все шире внедряется в различные области геологических исследований и поэтому не случайно появление новых научных и прикладных направлений связанных с ней. Название ее происходит от греческих слов “литос” – камень и “логос” – учение. В начале ХХ века литология обособилась от общей петрографии. В ее составе выделяют: общую литологию, петрографию осадочных пород, методы исследования осадочных пород.
В настоящее время сложилось 3 направления исследований по общей литологии.
— Стадиальное, или стадиально-литологическое направление рассматривает историю осадочной горной породы от зарождения осадочного материала через его перенос и осаждение, превращение осадка в осадочную горную породу, бытие последней.
— Седиментационно-генетическое направление акцентирует внимание на первых стадиях осадочного процесса, рассматривает факторы, механизмы и обстановки осадконакопления. Оно тесно связано с фациально-генетическим анализом и служит его базой.
— Историко-литологическое направление изучает эволюцию и периодичность осадочного породообразования в истории Земли, изменение состава и набора пород, способов и механизмов, а также обстановок и условий осаждения материала.
Истории литологии.
В числе первых исследований осадочных пород с научными целями можно назвать великого русского ученого М.С. Ломоносова. Он одним из первых объяснил происхождение ряда осадочных пород, в том числе нефти, каменного угля, и изложил это в работе “О слоях земных” (1763г.). Позже Д. Геттон (1795г.) опубликовал книгу об условиях образования некоторых осадочных пород Англии. Затем появились обстоятельные работы Н.К. Головкинского (1867г.) и И. Вальтера (1894г.) в области цикличности осадкообразования. В конце Х I Х века и позднее плодотворно работали по изучению отдельных проблем литологии Н.А. Андрусов, А.П. Каржинский, французский ученый Л. Кайе.
Большую роль в становлении науки литологии сыграли работы В.И. Вернадского (1863 – 1945гг.). Им было изучено влияние органической жизни на формирование осадочных пород. И.М. Губкин (1871 – 1939гг.) оценил значение осадочных пород как резервуаров нефти и газа, показал возможности фациального анализа для прогнозирования поисков полезных ископаемых, в частности нефтегазоносности недр.
В 1922 году, курс петрографии осадочных пород был введен в Московском и Казанском университетах. В это же время Д.В. Наливкин создал курс “Учение о фациях” и начал его читать в Ленинградском горном институте. В 1923 году Я.В. Самойлов сформулировал основные задачи литологии, наметил программу и методологию исследований осадочных пород.
В 20-е годы плодотворно работал английский ученый Г. Мильнер. Он разработал методы исследования минеральных зерен и заложил основы микропетрографической корреляции. В США У.Х. Твенхафл в 1925г. опубликовал монографию “Учение об образовании трех осадков”, ставшей важной вехой в развитии методологии.
М.С. Швецов одним из первых создал курс осадочной петрографии для вузов и написал учебник “Петрография осадочных бассейнов” (1032г.). Работы В.П. Батурина в области микропетрографической корреляции и восстановления палеогеографии по терригенным компонентам (1930-1945гг.) не потеряли своего значения до настоящего времени.
Огромную роль в литологии сыграли работы Л.В. Пустовалова (1920-1970гг.). Им опубликована 2-х томная монография “Петрография осадочных пород”. Он ввел в науку учение об осадочной дифференциации, представление о периодичности осадкообразования. В 1941г. он был удостоен Государственной премии СССР I степени.
Велико значение работ Н.М. Страхова (1898-1978гг.). Он выполнил ряд важных исследований по современному осадконакоплению, на основе сравнительно-литологического метода разработал теорию осадочного породообразования. За монографию “Основы теории литогенеза” в 1961г. был удостоен Ленинской премии.
Большой вклад в развитие литогенеза внесли Ю.А. Жемчужников, Л.Б. Рухин, Г.И. Теодорович, Н.В. Вассоевич, Г.Ф. Крашенинников, Н.В. Погвиненко, и др. Из белорусских современных ученых – Г.И. Горецкий, А.С. Махнач, К.И. Лукашев, Э.А. Левков, А.В. Матвеев и др. Кредиты наличными всего за пару часов вместе с «Экспресс Инвест». Более подробную информацию вы найдете на сайте компании expressinvest.су, а также сможете задать интересующиеся вопросы воспользовавшись онлайн-помощником.
Литология тесно связана с науками геологического цикла – стратиграфией, палеонтологией, кристаллографией, минералогией, геотектоникой и др. Она использует возможности этих наук и вместе с тем решает задачи, необходимые для них.
Задачи литологии
Интересы развития науки и практика освоения богатств земных недр предопределяют задачи литологии. Их можно разделить на общие, частные и прикладные. Все они многоплановы и разнообразны по назначению. Перечислим некоторые из них :
— дальнейшее совершенствование теории литогенеза ;
— углубление знаний в области катагенеза пород применительно к различным сочетаниям термобарических и геохимических условий ;
— развитие и конкретизация представлений о периодичности и эволюции осадочного процесса ;
— создание единой генетической классификации осадочных пород ;
К задачам прикладного значения относятся :
— всестороннее изучение состава и строения осадочных горных пород современными лабораторными методами ;
— литолого-фациальное и палеогеографическое картирование с целью восстановления геологической истории и определения направлений поисков конкретных полезных ископаемых и обоснование оптимальных систем их разработки ;
— разработка и совершенствование литологических основ прогнозирования природных резервуаров нефти и газа ;
При поисках и освоении конкретных полезных ископаемых перед литологией стоят специфические задачи :
— освоение земных недр;
— разработка полезных ископаемых;
— обогащение и переработка ископаемого сырья ;
— охрана окружающей среды.
Литологические методы исследования
Основными методами изучения осадочных горных пород являются :
— макроскопическое исследование и изучение пород в шлифах под микроскопом ;
— минералогический анализ, проводимый под бинокуляром, помогает не только определить породу и ее состав, но и имеет большое значение для решения вопросов стратиграфии и палеогеографии ;
— иммерсионный метод проводится под микроскопом и заключается в точном определении показателя преломления зерен путем их погружения в специальные жидкости ;
В последнее время большое значение имеют :
— термический анализ – основывается на том, что при нагревании минерала (породы) выделение Н2О и существенные изменения структуры происходят у минералов при разных температурах и сопровождаются реакциями поглощения или выделения тепла ;
— рентгеновский метод – заключается в облучении порошка минерала (породы) с последующим получением спектра с определенным набором линий, характерных для данного минерала или породы ;
— химический метод и его разновидность – микрохимический – дают информацию о микро- и макро- составе пород и минералов;
— изотопный метод (стабильных и радиоактивных изотопов) – используется для изучения условий образования и установления возраста пород и минералов ;
— метод газовой декрипитации – проводится для определения температуры образования и изучения газовых включений минералов.