МИНЕРАЛОГИЯ [позднелатинское minera — руда] — наука о минералах. Одна из древнейших отраслей геол. знаний,— зародилась еще в каменном веке, когда люди научились отличать и отыскивать камни, пригодные для выделки оружия и утвари — нефрит, кремень и др.
ПЕТРОГРАФИЯ — наука, изучающая горные породы с точки зрения их минерального и химического состава, геологических особенностей. Под Петрографией в узком смысле слова обычно понимают описательную часть этой науки (физиографию), которая посвящена детальному изучению минерального состава горных пород, их структуры, текстурных особенностей и химического состава. Петрография занимается вопросами классификации и номенклатуры горных пород по разным признакам.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕОЛОГИИ В РОССИИ
Геология в России, как и во всём мире, начинала своё развитие в период стихийных поисков, по потребности. История геологических наук и геолого-разведочного дела показывает, что зачатки реальных знаний руд, горных пород и минералов, первые представления о строении Земли раньше зарождались там, где накапливался вековой народный опыт по использованию земных недр.
Некоторые отрасли горного промысла существовали с древнейших времен:
- добыча соли из подземных рассолов (начиная с XI в.);
- разработка и плавка железных руд (с доисторических времен);
- добыча ценных минеральных красок;
- ломка строительного камня;
- разработка слюды;
- плавка руд цветных и благородных металлов;
- добыча различных "узорчатых каменьев" (самоцветов, мрамора и др.)
Учреждение Петром I в 1700 г. Приказа рудокопных дел, дало толчок развитию геологии в России. Несмотря на последующие преобразования, связанные главным образом с увеличением масштабов и расширением задач государства, Приказ рудокопных дел и его правопреемники заложили основы государственного управления в области недропользования. Несколько позднее получила свое развитие и геологическая наука, тесно связанная с именем М.В. Ломоносова и его последователей. Основанная в 1724 г. Академия наук с первых лет своего существования уделяла внимание изучению природных богатств России. В этот же период были открыты первые учебные заведения, в которых изучали основы ''рудосыскного дела" - Екатеринбургское горное училище, Горный кадетский корпус. Было положено начало рекогносцировочному изучению геологии Российской империи.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ В РОССИИ
В России развитие минералогических знаний шло самостоятельными путями. Начало развития отечественной минералогии связано с именем М. В. Ломоносова (1711–1765). В 1742 г. он приступил к изучению минералов и составлению каталога минералогического музея Академии наук. Он написал такие геологические труды как «Слово о рождении металлов от трясения Земли», «О слоях земных» и др. В них он дает многочисленные указания по поискам руд.
Решающую роль в формировании лика Земли Ломоносов отводил глубинным силам ("жару в земной утробе"), признавая вместе с тем влияние на земную поверхность и внешних факторов (ветра, рек, дождей и др.), развивал идею единства формирования гор и впадин, утверждал длительность и непрерывность геологических изменений, которым подвергается земная поверхность. Признанием синтеза внешних и внутренних сил в их влиянии на развитие Земли Ломоносов намного опередил свою эпоху в то время, как на Западе происходила идейная борьба между противостоящими друг другу школами - нептунизмом и плутонизмом, борьба, касавшаяся коренных проблем прошлого и настоящего Земли.
В середине 18 в. появляются геологические карты (точнее, литолого-петрографические), сначала небольших участков, а затем и крупных территорий. На этих картах показывался состав горных пород, но не указывался возраст.
В 1773 г. в Петербурге было основано одно из старейших в мире учебных заведений – Высшее горное училище (ныне Горный институт), многие из воспитанников которого, стали выдающимися учеными, профессорами и академиками, внесшими крупный вклад в развитие минералогии.
Открытие минеральных богатств России было обусловлено появлением Минералогического общества в 1817 г., которое занималось распространением минералогических знаний. Также большую роль сыграли местные энтузиасты – простые крестьяне и работники горных служб. Их усилиями были выявлены многочисленные месторождения драгоценных камней, золота, платины, впервые открытые на Урале, месторождения железа, меди, свинца, серебра и др. К середине 19 в. минералогия окончательно стала оформляться как наука о минералах, которые представлялись кристаллическими индивидами.
В России первой "геогностической" картой была карта Восточного Забайкалья, составленная в 1789-94 Д. Лебедевым и М. Ивановым. Первая "геолого-стратиграфическая карта", охватывавшая значительные территории Европейской России, составлена в конце 1840 Н. И. Кокшаровым. На ней уже были выделены формации - силурийская, древнего красного песчаника (девон), горного известняка (нижний карбон), лиасовая и третичная.
Среди русских минералогов наиболее весомый вклад в развитие минералогии в России внесли такие ученые как В. М. Севергин (1765–1826), Д. И. Соколов (1788–1852), Н. И. Кокшаров (1818–1892) и др. О роли В. М. Севергина мы уже говорили выше – это основатель учения о минеральных парагенезисах. Д. И. Соколов читал в течение 33 лет минералогию и другие курсы геологии в Петербургском горном корпусе (ныне Горном институте). Написал двухтомное «Руководство к минералогии» (1832) как пособие для учащихся. С именем Н. И. Кокшарова связан расцвет русской минералогии. Его многочисленные описания и измерения кристаллов прочно вошли во все учебники и справочники по минералогии. Результатом его работы явилось одиннадцати томный труд «Материалы для минералогии России».
По мере накопления данных химического состава минералов многие исследователи (Т. Е. Ловиц, Р. Герман, П. Евреинов и др.) пытались создать классификацию минералов. Однако рациональная классификация стала возможной только после создания периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (1834–1907).
В конце 19 начале 20 вв. крупнейшие достижения российской науки в области кристаллографии были сделанные. Е. С. Федоровым (1853–1919). Путем строгого математического анализа он подошел к теории строения кристаллов, отразившейся в труде «Симметрия правильных систем фигур» где он обосновал существование 230 пространственных групп симметрии.
В 19 в. в качестве самостоятельной геологической дисциплины обособилась петрография, что связано с началом (1858) использования поляризационных микроскопов для исследования горных пород. Был накоплен огромный материал по их микроскопическому изучению, что позволило разработать первую петрографическую классификацию. Из них наибольшим признанием пользуется до сих пор классификация изверженных пород, предложенная в 1898 русским ученым, Ф. Ю. Левинсон-Лессингом. В начале 20 в. получают развитие теоретические исследования по петрографии, в частности по проблемам образования магматических горных пород, происхождения и дифференциации магмы, по изучению процессов метаморфизма; начинается экспериментальное физико-химическое изучение силикатных систем.
Мысль о том, что минералы представляют собой продукты химических реакций, совершающихся в земной коре, наиболее ярко отражена в многочисленных трудах профессора МГУ акад. В. И. Вернадского (1863–1945). Рассматривая минералогию как «химию земной коры», Вернадский создал новое направление в области минералогических исследований. Много внимания он уделял химическому составу минералов, вопросам парагенезисов минералов и изучению вопросов существования минералов в природе в историческом аспекте. В 1891 г. Вернадский доказал опытом положение о том, что в алюмосиликатах может иметь место замена четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием. Спустя 30 лет это было доказано рентгенометрическими исследованиями полевых шпатов. Как результат многолетнего труда в период 1908 – 1914 гг. появился первый том его классической монографии по минералогии России «Опыт описательной минералогии», посвященной классу самородных элементов. Этот том, как и «История минералов земной коры» не был закончен при его жизни. Вернадский сделал ряд интереснейших обобщений, которые легли в основу новой, созданной им, области знания – геохимии. Своим современным развитием геохимия, кроме В. И. Вернадского, обязана В. М. Гольдшмидту (1888–1947) и А. Е. Ферсману (1883–1945).
Большую роль в открытии и освоении минеральных богатств России сыграли научные геологические экспедиции, проводившиеся под непосредственным участием А. Е. Ферсмана, ученика В. И. Вернадского. А. Е. Ферсман изучил сотни месторождений на Урале, в Средней Азии, Сибири и зарубежных стран, Кольского полуострова, освоение которых связано с его именем. Из многочисленных его трудов наиболее известна монография «Пегматиты». В дальнейшем он посвятил себя геохимии, с которой связаны его основные работы. Его роль как популяризатора минералогии и геохимии невозможно переоценить. Его перу принадлежит книга «Занимательная минералогия», претерпевшая множество переизданий.
Большая заслуга в изучении минеральных богатств и подготовке кадров принадлежит А. К. Болдыреву (1883–1946), ближайшему ученику Е. С. Федорова. Его подробный «Курс описательной минералогии» и другие издания оказали огромное влияние на распространение минералогических знаний в России.
Огромную роль исследовании рудных минералов и месторождений сыграл С.С. Смирнов (1895–1947), посвятивший свою жизнь созданию минерально-сырьевой базы России. Из его трудов наиболее известна классическая монография «Зона окисления сульфидных месторождений».
В 50-60-х гг. начали составляться тектонические карты СССР (Н. С. Шатский, 1953, 1956; Т. Н. Спижарский, 1966), Европы (Н. С. Шатский, А. А. Богданов и др., 1964), Евразии (А. Л. Яншин и др., 1966), а также крупномасштабные тектонические карты отдельных областей и районов в целях выяснения главных закономерностей размещения полезных ископаемых. В СССР положено начало изучению новейших тектонических движений и созданию неотектоники (В. А. Обручев, Н. Н. Николаев, С. С. Шульц). В связи с разведкой и разработкой полезных ископаемых в осадочных толщах в качестве самостоятельной дисциплины выделились петрография осадочных пород, или литология, в развитии которой главная роль принадлежит советским ученым.
Отдельный учебный курс петрографии осадочных пород впервые был прочтен в Московском университете и в Московской горной академии в 1922 М. С. Швецовым, воспитавшим несколько поколений советских литологов и написавшим классические работы по литологии каменноугольных отложений Московской синеклизы. В области минералогии осадочных пород интересные исследования проводил в начале 20-х гг. Я. В. Самойлов. А. Д. Архангельский ещё в 1912 дал первый образец сравнительно-литологических исследований, восстановив условия образования верхнемеловых отложений Поволжья по аналогии с осадками современных морей и океанов. После Великой Октябрьской социалистической революции он детально изучал литологию фосфоритов, бокситов и нефтепроизводящих свит. В. П. Батурин разработал метод изучения терригенных минералов с целью восстановления палеогеографических условий осадконакопления. Л. В. Пустовалов в ряде монографий и двухтомной «Петрографии осадочных пород» (1940) впервые поставил вопрос об общих закономерностях процесса осадкообразования и его эволюции в истории Земли. Очень много сделал для выяснения различных вопросов осадочного породообразования, установления его стадий и его климатических типов Н. М. Страхов, трёхтомная монография которого "Основы теории литогенеза" опубликована в 1960-62. Специфику осадочного породообразования в докембрии изучал А. В. Сидоренко, образование соленосных толщ - М. Г. Валяшко, А. А. Иванов, М. П. Фивег и др.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Минералогия и петрография - две важные геологические дисциплины, которые продолжают играть значительную роль в современном мире, и особенно в России, богатой природными ресурсами и разнообразием горных образований. Эти науки не только позволяют нам понимать происхождение и свойства минералов и пород, но также находят применение в различных отраслях, от геологии до инженерии и экологии.
В современном мире минералогия и петрография продолжают развиваться и совершенствоваться благодаря использованию современных технологий и методов исследования. Спектр анализа минералов расширился до атомарного и молекулярного уровня, что позволяет ученым более глубоко изучать структуру и свойства минералов.
В России, с ее богатым природным наследием, научные исследования в области минералогии и петрографии имеют особое значение. Уникальные горные образования и месторождения минералов предоставляют ученым уникальные возможности для исследования. Российские геологи и минералоги активно участвуют в экспедиционной работе, собирая образцы и проводя исследования в самых отдаленных уголках страны.
Современные исследования в области минералогии и петрографии также находят практическое применение. Они используются в горнодобывающей промышленности, при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых, строительстве и многих других отраслях. Исследования горных пород и минералов позволяют оптимизировать процессы и ресурсы во многих областях человеческой деятельности.
В заключение, минералогия и петрография продолжают быть важными и актуальными науками в современном мире. С использованием современных методов и технологий, ученые в России и по всему миру продолжают расширять наши знания о минералах и горных породах, что способствует научным открытиям и практическим применениям в различных отраслях.