Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 25. 00. 04 «Петрология, вулканология»

25.00.04 «Петрология, вулканология»

Санкт-Петербург

Задачи и методы петрографии – петрологии. История развития петрографии. Описательная петрография. Микроскопическая петрография.

Общие представления о породах и их классификация. Определение понятий: горная порода, петрография, петрология, петрохимия, петрофизика. Место петрологии в системе наук о Земле. Эндогенные и экзогенные факторы образования горных пород. Петрография и литология. Методы изучения горных пород. Лабораторные аналитические и экспериментальные исследования.

1. 
   Физико-химические основы петрологии
   

Магматические системы. Однокомпонентные системы. Типы Т–Х диаграмм бинарных и тройных систем. Кристаллизация при отсутствии твердых растворов. Эвтектика. Конгруэнтное и инконгруэнтное плавление. Диаграммы кристаллизации при образовании твердых растворов с ограниченной и неограниченной растворимостью твердых фаз. Ликвация и ее петрогенетическое значение. Особенности диаграмм с летучими компонентами. Условия отделения летучих компонентов от расплава. Метаморфические и метасоматические системы.

Физико-химические условия возникновения и эволюции расплавов. Процессы дифференциации, ассимиляции, смешения и расслоения магматических расплавов и физико-химическое моделирование этих процессов, роль флюидов в процессах магматической дифференциации.

Методы обработки данных химических анализов горных пород. Дискриминационные петрохимические диаграммы. Методы изучения микроэлементного состава пород. Изотопно-геохимические методы и оценка состава источников магматических расплавов. Методы изучения расплавных и флюидных включений. Возможности и ограничения методов, петрологические результаты и следствия.

2. 
   Строение Земли и формы залегания магматических тел
   

Континенты, зоны перехода континент-океан и океаны, их сравнительный анализ.

Интрузивные тела – лакколиты, лополиты, штоки, дайки, силлы, факолиты, батолиты. Вулканические тела – покровы, потоки, купола, конусы, некки, трубки взрыва.

3. 
   Магматические горные породы
   

Главные породообразующие минералы магматических пород – полевые шпаты, кварц, фельдшпатоиды, оливины, пироксены, амфиболы, слюды. Рудные, второстепенные и акцессорные минералы, имеющие петрогенетическое значение. Вторичные минералы и их отличие от минералов, кристаллизовавшихся из расплава.

Последовательность образования минералов по Боуэну. Количественно-минеральный состав, его значение в систематике пород.

Структуры и текстуры магматических пород, основные понятия. Структуры полнокристаллические, неполнокристаллические, скрытокристаллические, вулканокластические. Главные типы структур. Текстуры магматических пород. Типы трещиноватости (отдельности). Понятие о структурном анализе магматических пород. Значение структур и текстур для суждения об условиях кристаллизации магматических горных пород и о последовательности выделения минералов. Структурно-текстурные различия плутонических и вулканических горных пород.

Минеральный и химический составы магматических горных пород и их взаимосвязь. Породообразующие и малые элементы (элементы-примеси). Летучие составные части в магме и в горной породе, понятие о трансмагматических флюидах.

Принципы классификации магматических горных пород. Классификационное значение минерального и химического состава и структуры. Основы генетической классификации. Типы классификаций. Задачи классификации горных пород. Разделение магматических пород по глубинности, по вещественному составу. Принципы петрохимических классификаций, нормативные пересчеты.

Современная систематика магматических горных пород. Семейства горных пород, петрохимические ряды по типу щелочности. Глубинные, гипабиссальные, дайковые и вулканические разновидности. Структуры и текстуры, петрографическая характеристика, химический состав, условия образования и распространение следующих семейств горных пород:

перидотитов – пикритов; ультраосновных фоидолитов – щелочных пикритов;

габброидов – базальтов; щелочных габбро – щелочных базальтов;

диоритов – андезитов; щелочных сиенитов – щелочных трахитов;

гранодиоритов – дацитов; кварцевых сиенитов – трахидацитов, щелочных граносиенитов – щелочных трахидацитов;

гранитов – риолитов; щелочных гранитов – комендитов.

Понятие о магматических формациях. Классификация магматических формаций.

Природа процессов магмообразования и факторы магматической эволюции.

4. 
   Метаморфические горные породы
   

Прогрессивный и регрессивный метаморфизм. Динамометаморфизм. Автометаморфизм. Контактовый метаморфизм, его фации и породы фаций. Региональный метаморфизм, его фации и породы фаций. Ультраметаморфизм, типы мигматитов.

Анатексис, палингенез. Метасоматоз. Главные типы метасоматических процессов: гранитизация, щелочной метасоматоз, грезенизация, скарнообразование, окварцевание, пропилитизация, карбонатизация. Закономерности миграции редких и рассеянных элементов при метаморфизме и метасоматизме.

5. 
   Вулканология
   

Современный вулканизм. Географическое распределение и геоструктурное положение вулканов на планете Земля. Типы вулканов: стратовулканы, щитовые вулканы, кальдеры, шлаковые конусы, лавовые куполы, маары. Интрузивные образования вулканических построек: дайки, некки, силлы, лакколиты, жерловые брекчии.

Извержения центрального типа, трещинные, ареальные; наземные, подводные. Вулканизм эффузивный, эксплозивный, экструзивный. Типы извержений вулканов: эффузивный – гавайский; эксплозивно-эффузивный - стромболианский; эксплозивно-экструзивный: плинианский, пелейский, безымянский. Геологический эффект вулканизма. Методы количественных оценок продуктов извержений вулканов.

Продукты вулканизма: жидкие – лавы; твердые – пирокластические отложения; газообразные. Типы лав: гавайские, агломератовые, шаровые и т.д. Типы пирокластических образований: тефра, отложения пирокластических потоков, отложения пирокластических волн, пеплы облаков пирокластических потоков, отложения направленного взрыва. Генезис разных типов пирокластических образований. Дифференциация пирокластического материала. Литификация пирокластических пород: туфы, вулканические брекчии. Осадочно-пирокластические образования: туффиты, туфобрекчии, туфоконгломераты, туфопесчаники.

Магматические очаги, тектоническое положение. Магматические очаги по сейсмическим и гравиметрическим данным. Генезис базальтовых, андезитовых, дацитовых магм.

Петрология и петрографические, петрогеохимические и петрогенетические особенности эффузивных пород. Парагенезис минералов.

Долгосрочный и краткосрочный прогнозы вулканических извержений. Опасность вулканических явлений: цунами, связанные с подводными извержениями; оползни на склонах вулканов и пр. Карты вулканической опасности. Вулканическое районирование потенциально-опасных зон. Мониторинг вулканической активности.

Экспериментальное и теоретическое моделирование вулканических процессов. Механизм вулканических извержений: эффузивных, эксплозивных, экструзивных. Формирование продуктов извержения вулканов: лав, пирокластических образований.

Гидротермальные системы вулканических областей. Термальные поля. Гейзеры. Кратерные озера. Эволюция состава их вод; отложения и минералы. Гидротермы рифтовых зон. Формирование каолиновых гидротермальных месторождений.

Палеовулканология. Интенсивность вулканизма в прошлые геологические эпохи. Эволюция вулканизма в истории Земли. Принцип актуализма и его роль в палеовулканологических реконструкциях. Палеомагнитные исследования вулканогенных пород. Преобразование вулканических пород в процессе диагенеза и метаморфизма.

Общие черты пространственного и хронологического размещения древних вулканов. Проблема реконструкции глобального развития вулканической деятельности прошлого во времени и пространстве. Гомодромная и антидромная последовательности. Вулканы и климат.