Становление литологии как науки

В рассматриваемый  период разрабатывается также сравнительно-литологический метод изучения древних осадочных отложений, понимаемый в настоящее время как сравнительное исследование современных и древних типов осадочных отложений и условий их образования. В 1912 г. этот метод успешно использовал А. Д. Архангельский для выяснения генезиса верхнемеловых пород востока европейской части Pocсии. Л. Д. Архангельский дал детальную петрографическую, фациальную и палеонтологическую характеристику отложений[3].

В связи с  разработкой сравнительно-литологического метода А. Д. Архангельский стремился к детальному исследованию современных осадков. Изучение Черного моря привело А. Д. Архангельского к мысли о весьма большом значении сероводородного заражения бассейнов для образования нефтеносных толщ. Это положение отражено в его другой крупной работе — «Условия образования нефти на Северном Кавказе».

Прочную базу развития советской нефтяной геологии заложили труды И. М. Губкина. Они дали возможность на основе анализа тектонических и фациальных условий предсказывать расположение новых нефтеносных районов.

Глубокий след в учении об осадочных породах оставил В. И. Вернадский (1863—1945 гг.), который разработал основные положения геохимии. Почти 20 лет В. И. Вернадский посвятил изучению химического состава организмов и их роли в миграции элементов. Он создал новую науку — биогеохимию.

Ученик В. И. Вернадского А. Е. Ферсман (1883—1945 гг.) подробно охарактеризовал физико-химические факторы осадкообразования. Второй том капитального труда А. Е. Ферсмана «Геохимия» в основном касается рассмотрения геохимических процессов, происходящих в осадочной оболочке . В эти же годы появляются и первые сводные работы по минералогии и петрографии осадочных пород[3].

В 1932 г. была издана «Петрография осадочных пород» А. Н. Заварицкого, в 1934 г. — «Петрография осадочных пород» М. С. Швецова. Эти работы сыграли очень большую роль в развитии петрографии осадочных пород в СССР. Большим событием явилось издание в 1930 г. первого журнала по петрографии осадочных пород.

В целом первые два-три десятилетия XX в. характеризуются  созданием крупных монографий по петрографии осадочных пород, разработкой новых методов исследования и появлением первых сводных руководств. Поэтому именно этот период и можно считать временем формирования петрографии осадочных пород как самостоятельной науки.

На протяжении последующих 25—30 лет петрография  осадочных пород развивалась очень быстро. Для этого периода характерно более глубокое и разностороннее изучение геологических условий накопления древних отложений. Развивается учение о фациях и разрабатываются основные положения учения о формациях.

Формированию литологии способствует как разработка новых полевых методов фациального анализа (изучение косой слоистости, ориентировки галек, знаков ряби и пр.), так и применение неизвестных ранее приемов лабораторного изучения осадочных пород, в особенности глинистых.

 Большую роль в формировании советской литологии сыграл С. Ф. Mалявкин (1877 —1937 гг.), воспитавший целую плеяду литологов ( А. Богданова, Е. П. Брунс, Μ. Ф. Викулова, А. Н. Гейслер, А. С. Корженевская и др.). С. Ф. Малявкин настойчиво проводил в жизнь принцип всестороннего изучения осадочных пород как геологических тел в их историческом развитии. С. Ф. Малявкин первый в СССР на основании теоретических предпосылок начал работы по поискам бокситовых месторождений. Он являлся также одним из главных инициаторов и пропагандистов систематической литологической съемки территории Советского Союза. Значительная часть этих работ сделана при его участии и под его руководством[3].

Велика роль в развитии советской литологии  проф. JI. В. Пустовалова. Его работы устанавливают связь между осадочной породой и средой ее образования. Накопление осадочных пород рассматривается им как определенный исторический процесс. В 1940 г. выходит в свет работа JI. В. Пустовалова «Петрография осадочных пород». Основные идеи этой работы можно сформулировать следующим образом.

1. Осадочные  породы представляют собой закономерные  по своему составу минеральные образования, в которых отдельные компоненты тесно связаны друг с другом.

2. Осадочные  породы размещаются закономерно, и между их различными типами существует тесная генетическая, а следовательно, и историческая преемственность.

3. Основой закономерностей  размещения осадочных пород является наличие механической и химической дифференциации осадочного вещества. Учение о дифференциации, разработанное JI. В. Пустоваловым, выявило глубокую зависимость между процессом образования осадочных породи условиями внешней среды.

4. В монографии  проводится мысль о ведущей  роли тектогенеза в процессе осадкообразования, обусловливающего, в частности, периодичность осадкообразования. Процесс осадкообразования определяется как «периодический, непрерывно развивающийся, усложняющийся и нарастающий природный процесс».

В 1949 г. Ф. Петтиджон  опубликовал руководство «Осадочные породы», переизданное в 1957 г. Эта работа получила широкую известность благодаря четкости описания осадочных пород и процессов их формирования[3].

Одна из важнейших  задач литологии - 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.  

3. Выделение литологии в самостоятельную науку

Преобразованию  петрографии осадочных пород  в литологию способствовали также  успехи учения о фациях.

В 1921 г. Д. В. Наливкин начал читать в Ленинградском  горном институте специальный курс «Учение о фациях», а в 1933 г. опубликовал  его в печати. Курс этот сыграл большую роль при изучении осадочных пород как геологических образований и был три раза переиздан. В нем приводятся интересные данные для геологов, занимающихся осадочными породами. Д. В. Наливкину принадлежат работы по фациальной характеристике осадочных толщ Средней Азии и Урала, палеогеографии и геологической истории этих районов, об условиях образования бокситов, некоторых угленосных толщ и др. Своими работами и созданным курсом Д. В. Наливкин развил методы фациального анализа осадочных толщ.

Одним из ведущих  советских литологов является М. С. Швецов, который впервые в СССР начал чтение курса осадочной  петрографии и издал учебник  «Петрография осадочных пород» [1934], значительно способствовавший развитию этой науки. В этом курсе дана генетическая классификация осадочных пород, описаны их главные типы и приведен разбор всех известных к тому времени сведений о составе, происхождении и геологическом распространении главных групп осадочных пород и связанных с ними полезных ископаемых. М. С. Швецов предложил наиболее удобную классификацию осадочных пород, подразделив их на породы обломочные, глинистые и породы химического и органического происхождения[3].

Литолого-фациальиое направление анализирует фациальный состав осадочных толщ с целью выяснения палеогеографической обстановки отложения. Этой задаче подчинены в той или иной мере все литологические работы, в результате которых составляются палеогеографические карты и карты древних фаций, восстанавливается характер древнего рельефа области сноса.

Тесно связано  с предыдущим направление, характеризующее совокупность фаций — формации для выяснения тектонического режима формирования осадочных толщ. Это направление развивалось Н. С. Шатским, B. И. Поповым, В. В. Белоусовым, Н. Б. Вассоевичем, В. Е. Хаиным, Н. Л. Херасковым, Г. Ф. Крашенинниковым и другими исследователями, Весьма важно направление, вскрывающее ритмичность в осадкообразовании. Значение ритмичности было отчетливо показано Ю. А. Жемчужниковым, Н. Б. Вассоевичем, В. И. Поповым, В. Е. Хаиным и другими исследователями.

Существует  направление, изучающее морфологические, текстурные и структурные особенности осадочных тел как показателей условий их образования. Примером этого являются работы С. Ф. Малявкина по бокситам, Μ. Ф. Викуловой — по морфологии залежей огнеупорных глин, работы Ю. А. Жемчужникова — по косой слоистости, исследования А. В. Хабакова по зависимости между обломочными текстурами и динамикой среды отложения обломочных пород, монография автора настоящей книги — по зернистости песков и т. д.

Геохимическое направление выделяет геохимические фации (Л. В. Пустовалов, Г. И. Теодорович, Л. А. Гуляева, Е. В. Барс) и характеризует энергетику осадкообразования (А. Е. Ферсман, В. И. Лебедев). Родственно предыдущему химическое направление, анализирующее роль организмов в осадкообразовании (В. И. Вернадский, Я. В. Самойлов; Л. С. Берг, А. П. Виноградов, К. И. Лукашев).

Экспериментально-геохимическое  направление в литологии характеризуется сочетанием геохимического изучения пород с лабораторным исследованием соответствующих физико-химических систем (работа А. В. Казакова по изучению фосфоритов, Н. С. Курнакова и его учеников — по солям и др.)[3].

Для большинства  перечисленных направлений характерно стремление к численной характеристике соответствующих особенностей осадочных пород или толщ. Поэтому в литологии все шире применяются методы математической статистики, разрабатываемые А. В. Вистелиусом. Достижения в изучении вещественного состава осадочных пород обусловлены плодотворной разработкой методов термического, электронно-микроскопического, электронографического и рентгеноструктурного анализов, электромагнитного и электростатического разделения минералов

Ни одно из перечисленных  выше направлений в отдельности  не может в целом решить проблему происхождения осадочных толщ, требующую всестороннего и комплексного подхода к ее изучению[3].

После Великой Отечественной войны  литология вступила в зрелую стадию развития. Невиданными темпами наращивались запасы и разработка минерального сырья: нефти, газа, угля, руд, фосфоритов, солей, известняков, глин. Для атомной энергетики и атомного оружия потребовались большие запасы урана[2].

Развитию литологии  за последние годы способствует коллективная разработка основных проблем, их целеустремленность и тесная связь с изучением осадочных полезных ископаемых. Большое значение для развития литологии имеет Всесоюзная комиссия по осадочным породам, созданная в 1956 г совещания были посвящены минералогии осадочных образований, литологии нефтеносных отложений СССР, осадочным формациям и связанным с ними полезным ископаемым, методике составления литолого-фациальных и палеогеографических карт, закономерностям размещения полезных ископаемых, вулканогенно-осадочным формациям, геохимии осадочных пород и руд.

Помимо Всесоюзных диалогических совещаний регулярно проводятся совещания по различным  частным вопросам литологии: по составу и строению глинистых минералов и практическому использованию глин, по корам выветривания, по стадийности образования осадочных пород, по современным морским осадкам, по физическим методам исследования осадочных пород, по литолого-формационному методу, по экзогенному эпигенетическому рудообразованию, по проблеме генезиса лёссов и т. [2].

Широкое развитие литологических исследований вызвало необходимость издания специального журнала «Литология и полезные ископаемые», который регулярно выпускается с 1963 г.

В 50-60-х годах  школой Ю.А. Жемчужникова — B.C. Яблоковым, Л.Н. Ботвинкиной, П.П. Тимофеевым, А.И. Феофиловой и др. — был разработан и успешно применен фациально-циклический анализ угленосных толщ. Несколько иными методами работали Г.Ф. Крашенинников, Г.А. Иванов, А.Г. Кобилев, Н.В. Логвиненко, В.Т. Фролов и др. Угленосные отложения стали эталоном, детально изученным фациально-генетическими методами, которые вскоре стали применяться и при изучении морских отложений.

Успехи литологии  тесно связаны с изучением  геологии углей и нефти. В геологии нефти, помимо литологического изучения нефтематеринских пород и коллекторов, все большая роль отводится тектоническому фактору. Установлено, что тектонические движения контролируют формирование нефтегазоносных бассейнов, определяют положение структур, служащих вместилищем нефти и газа. Изучению нефтесодержащих отложений много внимания уделяют Н. Б. Вассоевич, Л. П. Гмид, М. К. Калинко, И. А. Конюхов, С. Г. Саркисян и др. Вопросами геохимии нефти занимается В. А. Успенский[2].

2. Развитие литологических исследований на современном уровне

В России на пороге ХХ-ХХI вв. литология понесла тяжелые  утраты, вызванные «мгновенной жатвой поколения» корифеев: уходом из жизни академиков А.В. Сидоренко, А.Л. Яншина, И.С. Грамберга, профессоров и докторов наук Г.Ф. Крашенниникова, А.Г. Коссовской, Н.В. Логвиненко, А.В. Македонова, В.И. Муравьева, В.З. и Г.П. Негруцы, Г.Н. Перозио, В.В. Петрова, Д.Г. Сапожникова, В.Н. Шванова и ряда др. продуктивно трудившихся литологов и геологов с литологическим акцентом их деятельности. Тогда же на научное творчество негативно сказались известные социальные и экономические проблемы периода распада СССР. Для российских литологов наступила пора почти 20-летний вынужденной «паузы», во время которой МЛК РАН (возглавляемой тогда П.П. Тимофеевым, а с 1999 г. поныне О.В. Япаскуртом) старался удержать наработанный нами научный плацдарм и, бережно храня достигнутое, искал новые направления в русле общенаучных запросов нового века. Как показали организованные нами пять Всероссийских литологических совещаний (2001-2008 г.г.) и 12 промежуточных пленумов, данную задачу сейчас можно считать в принципе выполняемой.

В этот же период времени наши зарубежные коллеги  заметно наращивали темпы исследования осадочных образований, особо акцентируя внимание на карбонатных нефтегазоносных  комплексах и заняв ведущие позиции  в разделе «карбонатная литология».