Автор программы - в.н.с. геологического факультета МГУ В.О.Япаскурт

Пояснительная записка.

     Данная программа по дисциплине "Петрография" предназначена для подготовки бакалавров геологии и специалистов специальности геофизика. Она соответствует по своей значимости важнейшим естественнонаучным дисциплинам основной образовательной программы подготовки бакалавров геологии и специалистов-геофизиков в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов. В примерных учебных планах направления 511000 Геология и специальности геофизика эта дисциплина входит в цикл общих математических естественнонаучных дисциплин, установленных УМО. Общая трудоемкость дисциплины "Петрография" составляет 75 часов.
     Изучение "Петрографии" в бакалавриате и в образовательных программах специалистов-геофизиков имеет особое значение. Оно дает студентам знания основных закономерностей развития Земли и других планет, их твердых оболочек, представления об их вещественном составе, физических и физико-химических свойствах, главнейших эндогенных процессах и их связи с формированием месторождений полезных ископаемых. Курс направлен на повышение общей геологической культуры студентов, приобретение основных навыков полевых и лабораторных геологических исследований при изучении кристаллических горных пород и слагаемых ими геологических объектов. Программа включает в себя два раздела: лекционный курс и лабораторные занятия. Лекционный курс разбит на три раздела: строение и свойства природного вещества; условия и механизмы действия главнейших эндогенных процессов; главнейшие типы кристаллических горных пород, их строение, условия и механизмы образования, связь с полезными ископаемыми.
     Освоение теоретической и практической частей дисциплины "Петрография" закладывает необходимую базу для целого ряда других дисциплин: (например, "Полезные ископаемые", "Литология" и т.д.) В свою очередь, изучение дисциплины "Петрография" требует знаний и навыков, приобретаемых учащимися в ходе освоения курсов "Общая геология", "Минералогия" и др. Поэтому в соответствии с примерными учебными планами направления 511000 Геология и специальности 011200 Геофизика, чтение дисциплины предполагается на втором курсе.
     Особое значение при освоении дисциплины имеет самостоятельная работа студентов, приобретение навыков самостоятельного определения и описания кристаллических горных пород и решения простых петрографических задач, работа с литературой.
     Основными формами контроля знаний являются контрольные работы, собеседования во время семинарских занятий, зачеты и экзамены.

Содержание программы.
Лекционный курс

    1. Строение и свойства природного вещества.
    1.1. Основные формы состояния вещества в земной коре: твердые, жидкие, газообразные и флюидные состояния. Твердое кристаллическое состояние как наиболее разнообразное и доминирующее в земной коре. Основные понятия о кристаллах и кристаллической решетке. Кристаллографические оси, важнейшие элементы симметрии кристаллов, низшие, средние и высшие их сингонии. Понятие о типах химических связей в кристаллах и о явлениях изоморфизма и полиморфизма. Понятие о кристаллографических позициях в кристаллах.
    1.2. Классификация и характеристика главнейших породообразующих, рудных и акцессорных минералов. Преимущественный акцент делается на силикатах и алюмосиликатах. Сульфиды, окислы, карбонаты рассматриваются очень кратко.
    1.3. Понятие о минерале, минеральном виде и минеральном индивиде. Кристаллохимические особенности строения минералов. Химические формулы минералов, явления изоморфизма и упорядоченности в минералах.
    1.4. Физические свойства кристаллических веществ: формы зерен, спайность, плотность, цвет, электрические, магнитные и радиоактивные свойства и т.д. Связь свойств с составом и структурой минералов.
    1.5. Поведение света в кристаллах различных категорий сингоний. Двойное лучепреломление света в кристаллах средней и низшей категорий сингоний. Понятия показателя преломления, волновых поверхностей, оптической индикатрисы, оптической оси кристалла. Соотношения основных оптических и кристаллографических направлений в кристаллах различных сингоний.
    1.6. Кристаллооптические методы диагностики минералов с помощью поляризационного микроскопа. Форма и размеры зерен, спайность, цвет и плеохроизм, оптический рельеф, интерференционные окраски и сила двойного лучепреломления, угол погасания и знак удлинения кристалла, определение осности, оптического знака кристалла и угла оптических осей.
    1.7. Понятие о минеральных парагенезисах, минеральных ассоциациях, генерациях и минеральных фациях.
    2. Условия и механизмы действия главнейших эндогенных процессов.
    2.1. Классификация эндогенных геологических процессов. Эндогенные источники энергии. Понятие геотермического градиента и зависимость геотермических градиентов от геодинамических обстановок. Роль флюидов в формировании термального режима.
    2.2. Магматический процесс. Строение и свойства магматических расплавов. Зависимость свойств расплава от его состава, температуры, давления и содержания летучих компонентов.
    2.3. Механизмы и кинетика кристаллизации моно- и поликомпонентных расплавов. Физико-химические модели кристаллизация расплавов механических и изоморфных смесей. Понятие кристаллизационной дифференциации. Кристаллизационные ряды Боуэна. Влияние летучих компонентов и давления на процессы кристаллизации. Ликвация и флюидно-магматическая дифференциация.
    2.4. Фации глубинности магматических пород. Формы залегания.
    2.5. Структуры магматических пород. Структуры как отражение условий и механизмов кристаллизации магматических расплавов. Главнейшие типы структур плутонических, вулканических, субвулканических и жильных магматических пород.
    2.6. Классификация магматических горных пород по химическому и минеральному составу и структурным особенностям.
    2.7. Метаморфизм. Понятие метаморфизма и основные его факторы минералообразования (температура, литостатическое давление, флюидный режим). Классификация метаморфических процессов по пространственно-геологическому (региональный, контактовый, динамометаморфизм) и физико-химическому (изохимический, аллохимический метаморфизм и метасоматоз) принципам.
    2.8. Минеральные реакции при метаморфизме и механизмы их протекания. Реакции обменного и смещенного равновесия. Роль летучих компонентов в протекании твердофазовых минеральных реакций. Влияние валового состава пород на состав минеральных парагенезисов в метаморфическом процессе. Петрохимическая классификация метаморфитов (силициты, мраморы, метапелиты и кварц-полевошпатовые породы, метабазиты, метаультрабазиты). Понятие минеральной фации метаморфизма. Схемы минеральных фаций метаморфических пород различных петрохимических групп.
    2.9. Структуры метаморфических пород и механизмы их образования. Принципиальные отличия в механизмах формирования структур магматических и метаморфических пород. Текстуры метаморфических пород. Влияние направленного (стрессового) давления на формирование текстур.
    2.10. Принципы классификации и номенклатуры метаморфических пород.
    2.11. Реконструкция параметров метаморфизма и РТ-трендов метаморфизма. Типизация РТ-трендов метаморфизма различных этапов развития земной коры. Вопрос о первичной природе метаморфической породы. Орто- и парапороды, петрографические, геологические, петро- и геохимические критерии их различия.
    2.12. Аллохимический метаморфизм и его роль в эволюции вещества коры. Гранитизация.
    2.13. Общие понятия о метасоматическом процессе. Факторы процесса. Классификация метасоматических процессов. Представления о механизмах формирования метасоматических пород и метасоматической зональности.
    2.14. О связи магматических и метаморфических процессов и их роли в эволюции литосферы Земли и планет земной группы.
    3. Главнейшие типы кристаллических горных пород, их строение, условия и механизмы образования, связь с полезными ископаемыми.
    3.1. Понятие о горных породах как геологических образованиях, представленных парагенезами минеральных компонентов. Условия возникновения (генезиса) и формы залегания горных пород. Определение главнейших групп кристаллических пород: магматические и метаморфические. Структуры и текстуры горных пород как показатели условий их образования и как факторы, влияющие на их физические свойства. Плотность, пористость (открытая и закрытая), влагоемкость, электропроводность, магнитные свойства кристаллических горных пород. Скорости распространения упругих продольных и поперечных волн в горных породах.
    3.2. Определение магматических горных пород, их распространенность в земной коре. Причины разнообразия магматических пород.
    3.3. Магматические породы ультраосновного состава. Их систематика и разновидности. Ультраосновные породы глубинной фации. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации. Полезные ископаемые.
    3.4. Магматические породы основного состава. Систематика и разновидности пород глубинной, гипабиссальной и эффузивной фаций. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации. Полезные ископаемые.
    3.5. Кварц-полевошпатовые породы (среднего и кислого составов) плагиоклазового и двуполевошпатового рядов. Систематика и разновидности пород глубинной, гипабиссальной и эффузивной фаций. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации. Полезные ископаемые.
    3.6. Щелочные магматические породы фельдшатоидные и безфельдшпатоидные (рассматриваются очень кратко). Их систематика и важнейшие разновидности. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации. Полезные ископаемые.
    3.7. Несиликатные магматические горные породы (рассматриваются очень кратко на примере карбонатитов). Их состав, условия образования и распространенность. Полезные ископаемые.
    3.8. Определение метаморфических горных пород, их распространенность в земной коре. Причины разнообразия метаморфических пород.
    3.9. Продукты регионального и контактового метаморфизма карбонатных, кремнистых и глинистых пород. Продукты метаморфизма магматических пород разной кремнекислотности. Для каждой петрохимической группы рассматриваются основные минеральные парагенезисы, структуры и текстуры в зависимости от фациальных условий, физические свойства (плотность, пористость и т.д.), связь с геодинамическими и геотектоническими обстановками, полезными ископаемыми.
    3.10. Продукты аллохимического метаморфизма. Особенности структур и текстур. Геологическое положение и связь с геотектоническими и геодинамическими обстановками.
    3.11. Продукты метасоматоза. Коротко рассматриваются основные типы метасоматических пород, их состав, строение, геологическое положение и значение для поисков и разведки полезных ископаемых.

Лабораторные занятия

   Лабораторные занятия проводятся для закрепления основных разделов лекционной части курса. В первой части курса студенты знакомятся с поляризационным микроскопом и основами кристаллооптического метода диагностики минералов в прозрачных петрографических шлифах. Далее они изучают главнейшие породообразующие минералы. Вторая часть посвящена познанию макро- и микроскопических свойств главнейших петрохимических и структурных типов магматических и метаморфических горных пород. Особое внимание уделяется правильному петрографическому описанию и диагностики горных пород и их структурных и минералогических особенностей. Студентам прививаются основные навыки наблюдения и систематизации фактического материала, парагенетического анализа, построения на этой основе выводов об условиях и механизмах образования горных пород, расшифровке истории их эволюции.

Методические указания

   При освоении дисциплины "Петрография" рекомендуется следующее соотношение аудиторных занятий: лекции - 25 часов, практические занятия -50 часов. Для проверки усвоения материала лабораторных занятий рекомендуется проведение контрольных работ по принципам кристаллооптических методов диагностики, описанию оптических свойств породообразующих минералов, петрографическому описанию и дагностике магматических и метаморфических горных пород.
    Формы и сроки контроля, текущий контроль.
В течение обучения дисциплине осуществляется непрерывный контроль усвоения пройденного материала.
1. Непосредственный контакт с каждым студентом во время лабораторных и семинарских занятий;
2. Проверка и обсуждение результатов самостоятельной работы студентов в виде заданий по определению и описанию породообразующих минералов и горных пород;
3. Контрольные работы по завершенным темам, касающиеся породообразующих минералов и их кристаллооптических свойств, магматических и метаморфических горных пород. Курс завершается зачетом по первой части в осеннем семестре и экзаменом в весеннем семестре.

Литература

Основная:
1. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М., Изд-во МГУ, 1985.
2. Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. 4-е изд. М., ГосГеолТехИздат, 1955.
3. Петрография (I - III том). Под ред. А.А.Маракушева. М., Изд-во МГУ, 1976. 4. Татарский В.Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод. М., Недра, 1965. Дополнительная:
1. Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов (рекомендации подкомиссии по систематике изверженных пород Международного союза геологических наук). М., Недра. 1997.
2. Классификация и номенклатура метаморфических горных пород (справочное пособие). Новосибирск, 1992.
3. Маракушев А.А. Петрография. М., Изд-во МГУ, 1993.
4. Пречук Л.Л., Рябчиков И.Д. Фазовое соответствие в минеральных системах. М., Недра, 1976.