Литология

Литология (от лито... и ...логия), наука о современных осадках и осадочных породах, их составе, строении, происхождении и закономерностях пространственного размещения. Многие осадочные горные породы являются полезными ископаемыми. Это руды железа, марганца, алюминия (бокситы), фосфора (фосфориты), стронция, никеля; торф, бурые и каменные угли, графит, горючие сланцы; пески - россыпи золота, платины, олова, титана, алмазов и др. ценных минералов; пески кварцевые, стекольные, формовочные и строительные, глины огнеупорные, кирпичные и бентонитовые, адсорбенты, цементное сырьё, гипс, природные соли. Кроме того, осадочные породы вмещают залежи нефти и горючего газа, руды меди, свинца, цинка, ртути, артезианские воды - питьевые, минеральные лечебные, рассолы. Изучение осадочных пород позволяет судить об их устойчивости как оснований для зданий и др. сооружений. В современных осадках на дне морей и океанов содержатся россыпи ценных минералов, руды марганца, никеля и фосфора, залежи нефти и газа.

Л. как одна из отраслей геологии обособилась в конце 19 - начале 20 вв. в результате стратиграфических и палеогеографических исследований, сопровождавшихся изучением вещественного состава осадочных пород и связанных с ними полезных ископаемых. Большое значение для обособления Л. имели материалы, полученные английской океанографической экспедицией на судне "Челленджер" (американский учёный Дж. Меррей, бельгиец А. Ренар, 1891), а также исследования немецкого геолога И. 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, американский - Дж. Баррелл, французский - Л. Кайё, В. Воган, немецкий - Г. Потонье и др.) учёных Л. в 1910-е гг. оформилась в качестве самостоятельной науки. Большой вклад в её дальнейшее развитие внесли советские (Л. 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.) и зарубежные (американцы - У. Твенхофел, У. Крумбейн, Ф. Петтиджон и др.) учёные. Особенно интенсивное развитие Л. началось в СССР после 1-го литологического совещания (1952), на котором были обсуждены достижения Л. за весь про шедший период и намечена программа дальнейших исследований.

Современная Л. тесно соприкасается со стратиграфией, тектоникой, палеогеографией, геохимией, палеонтологией, климатологией, а также с циклом физико-химических и математических наук. Главная задача Л. заключается в выявлении закономерностей распределения различных типов осадочных пород и полезных ископаемых в общем ходе процессов породообразования на протяжении геологической истории Земли. Основным путем решения этой задачи 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 свое выражение в ряде атласов литолого-палеогеографических карт, составленных как для СССР в целом, так и для отдельных его регионов (1960-72). 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 Л. - разработка теории литогенеза. В создании этой теории ведущая роль принадлежит советскому учёному Н. М. Страхову, разработавшему (1956-1963) учение о четырёх основных типах литогенеза (ледовом, гумидном, аридном и вулканогенно-осадочном) 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 месторождений осадочных ископаемых. Весьма широко Л. изучает современные осадки и условия их образования как на суше, так и на морском дне (П. Л. Безруков, А. П. Лисицын). Наибольшее число работ по Л. посвящено исследованию вещественного состава, структур и текстур осадочных пород, закономерностей их размещения и изменений в конкретных регионах. Относительно новое направление Л. - изучение древних (докембрийских) глубоко метаморфизованных осадочных пород (А. В. Сидоренко и др.). Эти породы сохраняют некоторые первичноосадочные черты, и их выявление позволяет восстановить условия древнего осадконакопления для выяснения закономерностей истории 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 т. н. стадиального анализа (см. Катагенез. Метагенез, Эпигенез) - одна из актуальных задач Л. В 60-70-х гг. 20 в. широко развернулось изучение Л. 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 основных задач Л.

Методы исследования в Л. разнообразны. Среди них выделяют: методы полевых исследований, лабораторные методы и методы обобщения материалов. Литологические полевые работы характеризуются более детальным описанием состава и строения осадочных пород (см. Строение горных пород), тщательными наблюдениями за органическими остатками, их сохранностью, замещением др. минералами, распределением, количественными соотношениями и условиями захоронения. Проводятся определения состава и др. 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. Одним из основных лабораторных методов является микроскопический с использованием применяемого с 19 в. поляризационного микроскопа. 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; наблюдаемые при этом изменения дают возможность судить о составе этих пород. Для исследования тонкодисперсных (глинистых, кремнистых, карбонатных и др.) пород используются электронная микроскопия, а также рентгеноструктурный анализ, имеющие особенно важное значение для точной диагностики минерального состава пород и для исследования изменений отд. минеральных видов на разных стадиях литогенеза.
Главными методами обобщения при генетическом изучении осадочных пород являются методы фациального и формационного анализов, а также сравнительно-литологический метод, особенно полно разработанные в СССР на примере угленосных толщ (Ю. А. Жемчужников, Г. Ф. Крашенинников, П. П. Тимофеев и др.). Для обобщения материалов лабораторных исследований существует ряд методов графического выражения результатов (различные диаграммы, кумулятивные кривые и т. д.), а также приёмов математической статистики, позволяющих использовать современную вычислительную технику. По результатам полевых и лабораторных исследований составляются литологические колонки и фациальные профили, а также литолого-фациальные карты разных масштабов.
Л. интенсивно развивается во всех странах, имеющих геологическую службу. В СССР периодически созываются Всесоюзные литологические совещания. С 1952 по 1973 состоялось десять таких совещаний, посвященных самым разнообразным проблемам Л. "Труды" совещаний и тематических семинаров регулярно публикуются. В 1956 при Отделении геологии, геофизики и геохимии АН СССР создана Комиссия по осадочным породам. С 1963 в СССР выходит журнал "Литология и полезные ископаемые". Вопросы Л. 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 СССР. Среди зарубежных журналов, публикующих статьи по Л., наиболее известны "Journal of the Sedimentary Petrology" (Tulsa, с 1931), "Sedimentary geology" (Arnst., с 1967), "Marine geology" (Arnst., с 1964) и др.
Лит.: Швецов М. С., Петрография осадочных пород, М., 1958; Пустовалов Л. В., Петрография осадочных пород, ч. 1-2, М. - Л., 1940; Страхов Н. М., Основы исторической геологии, ч. 1-2, М. - Л., 1948; его же, Основы теории литогенеза, т. 1-3, М., 1960-62; его же, Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли, М., 1963; его же, Развитие литогенетических идей в России и СССР, М., 1971; Состояние и задачи советской литологии, в. 1-3, М., 1970; Крашенинников Г. Ф., Учение о фациях, М., 1971; Pettijohn F. J., Sedimentary rocks, 2 ed., N. Y., 1957; Twenhofel W. H., Principles of sedimentation, N. Y., 1950.
? Г. Ф. Крашенинников.