ЛІТОЛОГІЯ І ЇЇ ЗАВДАННЯ

Літологія – наука про осадочні породи і корисні копалини з ними зв’язані.

1 Історія розвитку літології. Виникнення петрографії осадочних порід.

2 Роль літології при пошуках і розвідці родовищ корисних копалин у цілому і, зокрема, при пошуках і розвідці нафти й газу.

3 Місце геології у комплексі наук про Землю і її зв’язок з іншими природничими науками.

Літологія – це наука про осадочні гірські породи. Назва її у перекладі з грецької – “літос” – камінь, і “логос” – наука. Літологія – наука відносно молода. Вона відокремилась від петрографії на початку ХХ ст. Але практичне й теоретичне значення науки дуже велике і це пояснюється тим, що предмет її дослідження – сучасні та викопні осадкоутворення мають широке розповсюдження на нашій планеті. Вони покривають майже на 80 % материки і майже на 100% дно морів та океанів. Потужність осадочної оболонки коливається від декількох см до 15-20 км, але порівняно з розмірами Землі вона дуже незначна.

За даними Ю.А. Жемчужникова, А.В. Заварицького та інших літологію слід визнати як геологічну науку, що вивчає осадочні породи і їх асоціації разом із приуроченими до них корисними копалинами. В літології виділяють три розділи: 1) петрографія осадочних порід; 2) методи дослідження цих порід – основний з них – це – безпосереднє вивчення їх у полі, доповнений комплексними лабораторними дослідженнями та аналізами; 3) загальна літологія – включає питання осадконакопичення та породоутворення, закономірності осадочного процесу, вчення про фації, формації, де фації – це генетичні комплекси древніх осадків, а формації парагенетичні комплекси фацій.

Вивчення осадочних порід почалось у XVIII ст. Велика роль у дослідженні осадочних порід і становленню науки петрографії належить В.М.Ломоносову. Він одним із перших пояснив походження нафти, кам’яного вугілля, інших порід у своїй роботі “Учение о слоях земных” – 1763 р.

На заході спеціальні дослідження про осадочні породи появились також на початку XVIII ст.

У 1718 р. Реомюр опублікував результати дослідження мінерального складу деяких річкових пісків Франції у зв’язку із золотоносністю. Пізніше в Західній Європі поширились ідеї уніформістів та нептуністів (Дж. Геттон – Англія – 1797-1875 рр., А.Г. Вернер – 1750-1817 рр.). А ще пізніше вони були розвинуті Ч. Ляйелем, який обґрунтував принцип актуалізму, відповідно до якого в минулому діяли ті ж геологічні процеси, що і тепер. Він написав: “Ріки й скелі, моря й континенти мінялись у всіх своїх частинах. Але закони, які управляли цими змінами, незмінно залишились тими ж самими”.

Значення принципу актуалізму надзвичайно велике для вивчення осадочних порід, так як дає можливість характеризувати генезис цих порід на базі спостережень за формуванням сучасних осадків. Для першої половини ХІХ ст. характерний розвиток промисловості, і раніше всіх промисловий переворот охопив Англію, тому невипадково осадочні породи почали детально вивчатись в Англії. Тут публікуються класичні роботи Х. Сорбі (1879 – 1880 рр.) про карбонатні та уламкові породи кам’яновугільного періоду, при вивченні яких він застосував мікроскоп.

У середині ХІХ ст. у зв’язку із застосуванням поляризаційного мікроскопа міняється методика вивчення осадочних порід. Розробляються основи гранулометричного аналізу, вдосконалюються методи вивчення мінералів за їх, питомою вагою, магнітними властивостями та ін.

Удосконалення методики вивчення осадочних порід дозволило зробити перші літолого-фаціальні дослідження, скласти перші палеогеографічні карти.

У зв’язку з великим інтересом до сучасних морських осадків у 1872 р. була організована експедиція на судні “Челенджер”. Зібрані зразки порід цим судном довгий час були єдиними по морських відкладах.

У Росії академіки Карпінський А.П., Андрусів М.А. та ін. в кінці ХІХ ст. присвятили цілий ряд робіт проблемам літології. Зокрема, А. Карпінський на прикладі Руської платформи вияснив зв’язок між контурами древніх морів і тектонічними рухами минулого. Він указав на необхідність вивчення осадочних порід в історичному розвитку, у зв’язку з іншими геологічними процесами.

У кінці ХІХ ст. накопичився значний матеріал по осадочних породах, що зробило можливим виділити петрографію осадочних порід, як самостійну науку.

Перша половина ХХ ст. характеризується дослідженнями французького дослідника Л. Кайє, якого можна вважати основоположником осадочної петрографії. У 1916 р. він опублікував “Петрографічне вивчення осадочних порід”, яке було дуже цінним посібником при вивченні древніх відкладів. Пізніше він опублікував опис кремнистих та карбонатних порід Франції (1935 р.).

У Росії у цей період А.Д. Архангельський успішно використав літолого-порівняльний метод при вивченні верхньокрейдяних порід європейської частини Росії.

Вивчення басейну Чорного моря й застосування цього методу наштовхнуло А.А. Архангельського на думку про велике значення сірководневого зараження при утворенні нафтоносних товщ.

Потужну базу для розвитку нафтової геології заклали роботи І.М. Губкіна (1871-1939 рр.) “Учение о нефти”.

Вони дали можливість на основі аналізу тектонічних та фаціальних умов прогнозувати розміщення нових нафтоносних районів.

Вагомим етапом формування літології була публікація монографії У.Х. Твенгофелла: “Учение об образовании осадков”. Ця книга привернула увагу геологів до осадочних порід і показала великі можливості, що відкриваються перед дослідниками.

Глибокий слід у вивченні осадочних порід залишив академік В.І. Вернадський (1863-1945р.р.), який розробив основні положення геохімії. Майже 20 років він присвятив вивченню хімічного складу організмів і їх ролі в міграції елементів. Він створив нову науку – біогеохімію.

Учень В.І. Вернадського – А.Є. Ферсман (1983-1945 рр.) детально охарактеризував фізико-хімічні фактори осадкоутворення. Другий том “Геохімії” А. Ферсмана присвячений геохімічним процесам, що відбуваються в осадочній оболонці.

У ці ж роки появляються і перші зведені роботи по мінералогії осадочних порід.

У 1932 р. була видана “Петрографія осадочних порід” О.Н. Заварницького, в 1934 р. – Петрографія осадочних порід” – М.С. Швецова.

У цілому перші два-три роки десятиріччя ХХ ст. характеризуються створенням крупних монографій по петрографії осадочних порід, розробкою нових методів досліджень і появою перших зведених робіт.

Саме цей період і можна вважати часом формування петрографії осадочних порід як самостійної науки.

Велика роль у розвитку літології належить Л.В. Пустовалову. У 1940 р. виходить монографія “Петрографія осадочних порід”, в якій він показує: 1) осадочні породи, як мінеральні асоціації, які тісно зв’язані між собою; 2) осадочні породи розміщаються закономірно і між різними типами цих порід існують генетичні та історичні зв’язки; 3) основою закономірного поширення осадочних порід є механічна та хімічна диференціація; 4) контролююча роль у процесі осадкоутворення належить тектогенезу, що зумовлює, зокрема, періодичність осадкоутворення. Ця робота була удостоєна Державної премії.

У 1949 р. Ф. Петтіджон опублікував наукову працю “Осадочні породи”, перевидану в 1957 р. Ця робота найшла широку популярність завдяки чіткому опису осадочних порід і їх процесів формування.

У 1921 р. Д.В.Налівкін почав читати у Ленінградському гірничому інституті “Вчення про фації”, а в 1933 р. опублікував його. Своїми роботами Д. Налівкін розвинув методи фаціального аналізу.

У 40-х роках В.І.Попов і М.С. Шатський дали перші визначення формацій. За М. Шатським, формація – це комплекси порід, які парагенетично тісно зв’язані один з одним. Пізніше суть формації була сформульована В.В. Білоусовим, який відмітив, що кожна осадочна формація відповідає певній геотектонічній області.

Таким чином у 50-60 роках ХХ ст. в науці про осадочні породи утворився ряд напрямків. Це петрографічний напрям, що характеризується вивченням петрографічного складу порід (роботи Ю.А. Жемчужникова по петрографії вугілля, М.Ф. Викулової – по петрографії глин, Г.І. Теодоровича, В.Б. Татарського та ін. по петрографії карбонатних порід, Є.Е. Разумовської, Л.О. Іванова – по солях, І.І. Гінзбурга, В.П. Петрова – по корах вивітрювання).

Літолого-фаціальний напрям із реконструкцією палеогеографічної обстановки з комплексом карт розвивався Н.С. Шатським, В.І. Поповим, Н.Б. Вассоєвичем, В.Є. Хаїним та ін. Тісно з цим напрямом ішов розвиток формаційного аналізу.

Існує напрям, що вивчає морфологічні, текстурні і структурні особливості порід. Це роботи: М.Ф. Викулової, А.В. Хабаніна, Ю.А. Жемчужникова та ін.

Геохімічний напрям виділяє геохімічні фації і характеризує енергетику осадконакопичення (Л.В. Пустовалов, Г.І. Теодорович, А.Є. Ферсман, В.І. Лебедєв та ін.).

Досягнення у вивченні речовинного складу осадочних порід супроводжувалось методами термічного, електронно-мінероскопічного, рентгеноскопічного та іншими методами.

Після виходу у світ роботи Л.В. Рухіна “Основи літології” появились вагомі дослідження, що стосуються різних типів порід, зокрема, вулканогенних.

Продовжується вивчення процесів епігенезу та метаморфізму осадочних порід (Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г., Логвиненко М.В., Страхов М. та ін.).

Успіхи літології тісно пов’язані з вивченням геології нафти й газу та вугілля. Крім літологічного вивчення нафтоматеринських порід і колекторів, все більша роль підводиться тектонічному фактору. Установлено, що тектонічні рухи контролюють формування нафтогазоносних басейнів, визначають положення структур, служать вмістилищем нафти й газу.

Вивчення літології тісно пов’язане з цілим рядом геологічних наук. ЇЇ пізнання, неможливе без стратиграфії, яка вивчає історичну послідовність формування осадочних порід. Літологія, споріднена із загальною геологією, що вивчає рухи земної кори. Зв’язана літологія і з геологією моря, океанографією, гідрологією, екологією, палеоекологією, із кліматологією, фізичною географією, ґрунтознавством, від якого черпає знання про процеси вивітрювання й перетворення материнських порід. Дуже тісний зв’язок літології з мінералогією, а через неї з фізичною та колоїдною хімією.

Знання літології, вміле використання літолого-фаціального аналізу допомагає забезпечити найбільш ефективне вирішення задач пошуків нафти й газу, вибирати раціональну систему розробки родовищ вуглеводнів, правильно визначати вихідні дані для підрахунку запасів флюїдів.

Осадочні породи - це цінні корисні копалини. Вугілля, нафта, газ, руди алюмінію, заліза, марганцю, рідкісних кольорових та благородних металів (розсипи), гіпс, ангідрит, кам’яна сіль, калійна сіль, фосфорити, цементні мергелі, крейда, вапняки, піски, пісковики, глини та ін.

Осадочні породи є фундаментом, на якому будуються різні інженерні споруди: заводи, фабрики, мости, дороги та ін. Багато осадочних порід використовуються як будівельні матеріали, в них уміщається величезна кількість підземних вод. На осадочних породах формується ґрунт, властивості якого і склад залежать від речовинного складу осадочних порід.

Розробка родовищ корисних копалин, видобуток та збагачення викопної сировини часто супроводжуються забрудненням навколишнього середовища: водойм, атмосфери та земної поверхні. Щорічно мільйони та мільярди отруйних та шкідливих речовин викидається в атмосферу, ріки, морські води, відкладається на родючих землях. Такі забруднення призводять до масової загибелі тварин, рослин, зміни клімату, що в кінці, кінців впливає на здоров’я людей. У Конституції України прийнято цілий ряд законів, направлених на захист природи, раціональне використання природних багатств, охорону здоров’я людини.