Петрохимия

Петрохимия - раздел петрологии, изучающий закономерности распределения химических элементов в горных породах и породообразующих минералах.

Предметом изучения Петрохимии является состав горной породы, который устанавливается методами химического анализа и выражается через оксиды (в мас. %). Петрохимические методы возникли на грани 2 наук - петрографии и химии в конце XIX, начале XX вв. Петрохимические методы заключаются в системе различных пересчётов химических анализов горных пород с целью оценки содержания нормативных минералов и расчета петрохимических характеристик, позволяющих сравнение пород с различной историей формирования. Понятие "Петрохимия" введено A. H. Заварицким (1944). Петрохимические пересчет используются для расчета численных индексов и коэффициентов по химическому анализу породы. Эти индексы представляют собой функции многих переменных и используются для оценки минерального состава горных пород, для дискриминационных целей (разделение пород на группы и генетические серии), для сравнения с данными экспериментов и численного моделирования, для реконструкции исходной породы по химическому составу в случае вторично-измененной или метаморфизованной породы. Для сравнения результатов пересчетов широко применяются петрохимические диаграммы. В современной петрохимии широкое применение получили приемы статистической проверки гипотез, корреляционный и регрессионный анализы, факторный анализ, метод главных компонент, кластерный анализ и др.

Наиболее популярной системой пересчетов составов магматических горных пород является метод CIPW, разработанный в 1902 г. американскими учеными В.Кроссом, Дж.Иддингсом, А.Пирссоном и Х.Вашингтоном и названный по первым буквам их фамилий. Метод CIPW позволяет рассчитать по химическому анализу содержания нормативных минералов. Количество и набор, полученных в результате пересчета “нормативных минералов”, очень редко соответствует реальному минеральному составу породы и является отражением авторских представлений об идеальном порядке кристаллизации, т.е. “норме”. На основе метода CIPW разработана международная петрохимическая классификация магматических горных пород. Более сложные системы петрохимических пересчетов на нормативные минералы были разработаны П.Ниггли (1936) и А.Риттманом (1973). А.Н.Заварицким в 1950 г. предложена система расчета индексов и их графического представления в виде векторов (метод Заварицкого), позволяющие оценивать направление магматической Для метаморфических пород популярен пересчет по методам Т.Барта, А.А.Предовского и А.А.Маракушева. Для рудоносных разностей пород удобен метод Л.С.Бородина. Для осадочных пород применяются методы А.Миша, В.П.Флоренского, О.М.Розена и многих других авторов.

Система пересчёта химических анализов магматических горных пород (и нанесение полученных данных на диаграмму векторов), предложенная А.Н. Заварицким, выделяет три химических класса (ряда) указанных горных пород: I - нормальный (содержание Al₂O₃ больше суммы окислов Na и К, но меньше суммы окислов Ca, Na и К); II - плюмазитовый (пересыщенный глинозёмом, т. е. глинозём преобладает над суммой окислов Ca, Na и К); III - агпаитовый (пересыщенный щелочами, т. е. содержание окислов Na и К преобладает над глинозёмом).
Cистемы пересчётов группы американских учёных У. Кросса, Дж. Иддингса, Л. Пирсона и Г. Вашингтона метод CIPW
Метод П. Ниггли построен на вычислении количеств "базисных молекул", а затем пересчете их на минералы, наблюдаемые в породе.

Путём сравнения химических особенностей естественных комплексов горных пород петрохимия выявляет и объясняет причины их разнообразия, разрабатывает химические классификации и вопросы происхождения горных пород.

Развитие петрохимических методов исследования повлекло за собой и расширение задач, стоящих перед петрохимией, которая стала использоваться для изучения явлений магматической и кристаллизационной дифференциаций, влияния процессов ассимиляции на сочетание пород в магматических комплексах, для выявления взаимосвязи рудообразования и магматизма, установления петрографических провинций, характеризующихся определёнными металлогеническими особенностями.

Литература:

Ефремова С.В., Стафеев К.Г. Петрохимические методы исследования горных пород: Справочное пособие., М.: Недра, 1985. - 511 с.
Mагматические горные породы, ч. 1-2-, M., 1983 Петрография, ч. 1-3, M., 1976-86