БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (СС)

(А. С. Марфунин и др., 1972). Исследования в области термобарометрии по газово-жидким включениям способствовали расшифровке физико-химических и термодинамических условий образования минералов, стадийности и зональности рудоотложения.

  Проведены разнообразные экспериментальные и теоретические исследования минеральных систем, выяснены поля их устойчивости вплоть до условий, отвечающих верхней мантии Земли, механизмов реакций образования важнейших породообразующих минералов (амфиболов, полевых шпатов, пироксенов, кварца), форм переноса главных рудообразующих компонентов гидротермальными растворами. Совершенствовалась теория кристаллохимии природных силикатов с исследованием роли кремнекислородных радикалов, сопровождавшаяся расшифровкой оригинальных структур свыше 100 минералов (Н. В. Белов).

  Петрология (петрография).Исследования магматических и  метаморфических пород и их ассоциаций проводились в связи с общими проблемами изучения внутреннего строения Земли и эволюции её вещества. В изучении магматизма ведущее место принадлежит работам формационного направления. Методы формационного анализа вошли в практику научных и производств. учреждений при геологическом картировании и прогнозометаллогенических обобщениях. Разработана классификация магматических формаций (Ю. А. Кузнецов, 1964), составлена Карта магматических формаций территории СССР масштаба 1:2 500 000 (1968). На основе изучения современной и древней вулканической деятельности установлена общая схема эволюции вулканизма в истории формирования земной коры. Разработаны методы палеовулканических исследований (И. В. Лучицкий, 1971). Созданы новые схемы метаморфических фаций, дающие возможность классификации кристаллических пород применительно к условиям очень высокого давления, отвечающим мантии Земли (В. С. Соболев и др.). В этой работе были использованы материалы детального изучения глубинных включений в кимберлитах алмазоносных трубок Якутии. Разработан новый метод физико-химического анализа парагенезисов минералов горных пород и руд, дающий возможность прямых оценок основных физико-химических параметров метаморфизма, магматизма и рудообразования (Д. С. Коржинский и др.). Выведены системы минеральных фаций метаморфических пород (применительно к условиям земной коры) и магматических образований; разработана теория зональности метасоматических пород и руд, позволяющая делать прогнозы при поисках и разведке рудных месторождений. Обоснована гипотеза, согласно которой глубинные процессы связаны с потоками ювенильных флюидов, приуроченных к зонам дислокаций в земной коре. Издана Карта метаморфических фаций СССР масштаба 1:7 500 000 (Соболев и др., 1966).

  Геохимия.В 50-е гг. возрос интерес к изучению радиоактивных элементов, сформировалось новое направление - изотопная геохимия (А. П. Виноградов). Развернулись исследования по определению абсолютного возраста горных пород (Э. К. Герлинг, А. И. Тугаринов, К. О. Кратц и др.), по геохимии редких и рассеянных элементов. Предложена гипотеза универсального механизма образования оболочек планет на основе зонного плавления силикатной фазы мантии Земли (Виноградов). Получены важные материалы для решения проблемы генезиса нефти, которые способствовали формированию новой отрасли - органической геохимии (Вассоевич). Разработана теория миграции химических элементов (А. А. Сауков, В. В. Щербина и др.). На основе изучения распределений элементов в горных породах предложена новая количественная модель химического состава земной коры (Ронов, А. А. Ярошевский). Выполнено экспериментальное моделирование геохимических процессов, происходящих при высоких температурах и давлениях (Н. И. Хитаров). Изучение газово-жидких включений в минералах привело к формированию новой отрасли - термобарогеохимии (Н. П. Ермаков). В результате геохимического изучения пород дна океанов установлено существование 3 типов океанических пород: базальтов, лерцолитов и гарцбургитов, связанных общностью состава (лерцолиты - прообраз пиролита, материала, из которого выплавляется базальт, а гарцбургит - остаточный материал этого процесса). Исследования распределения редких и рассеянных компонентов в этих породах вскрыли важные геохимические особенности поведения рудных элементов, имеющие существ. значение при решении вопроса об источниках рудообразующих веществ. Изучение изотопного состава углерода органических соединений обнаружили наличие внутримолекулярного эффекта разделения изотопов, совершенно не свойственного неорганическим веществам.

  Выяснен вопрос о начале дифференциации изотопов серы в истории Земли, относимом ныне к началу протерозоя (2600-3000 млн. лет назад). Получены новые данные об изотопном составе некоторых газов (Не, Ar) и их дебите, подчиняющихся приливным эффектам в земной коре и резко изменяющихся накануне толчков в сейсмических районах.

  Проведены исследования в области космохимии. На основании исследования лунного вещества, доставленного советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24», а также переданного СССР американскими учёными, установлено, что состав базальтов коры Луны сопоставим с базальтами земной коры. Наряду с базальтами, заливающими впадины лунных морей и имеющими возраст 3800-3200 млн. лет, в области лунных континентов присутствуют анортозиты (4500 млн. лет), синхронные образованию самой Луны, Земли и метеоритов. С помощью космических аппаратов «Венера-6», «Венера-9», «Венера-10» установлены углекислый состав атмосферы Венеры (97% CO ₂), высокие температура её поверхности (450 °С) и давление (около 100 ат) .Содержание U, Th и К в породах Венеры близко к содержанию этих элементов на Земле.

  Изучено распределение платиноидов и золота, а также других металлов по разным фазам метеоритов. Показано, что в твёрдый раствор металлические фазы метеоритов входят в качестве примесей, лишь те элементы, которые окисляются при более высоком парциальном давлении кислорода, чем железо.

  Геофизика (физика «твёрдой» Земли).При изучении внутреннего строения Земли выяснено влияние радиоактивного разогрева на термическую историю Земли (Е. А. Любимова). Экспериментальные исследования поведения горных пород при высоких давлениях и температурах (Л. В. Альтшулер, Ю. Н. Рябинин) позволили подойти к построению модели Земли по её составу, подтвердить «окисную» гипотезу состава нижней мантии и предположить, что ядро Земли состоит из железа с примесью более лёгких компонентов (В. А. Магницкий, В. С. Соболев, В. А. Калинин). Разрабатывалась теория т. н. переходного слоя в мантии и слоя низких скоростей (В. А. Магницкий и др.). Установлено наличие векового ускорения вращения Земли, вызванного внутренними процессами и уменьшающего приливное замедление её вращения; предложен метод изучения процессов, происходящих внутри Земли, по скорости её вращения и наблюдениям за изменением силы тяжести (Н. Н. Парийский, 1975).

  Решена задача о напряжениях в земной коре при отсутствии и наличии изостатического равновесия; показано, что развивающиеся при этом сильные горизонт. напряжения в литосфере приводят к крупным горизонт. перемещениям (Е. В. Артюшков). Исследование горизонт. тектонических движений земной коры с применением наиболее современных измерит. средств (лазерных дальномеров) позволило установить горизонт. перемещения гор (Ю. Д. Буланже, 1975). По данным магнитотеллурического зондирования и сейсмологии установлены зоны развития астеносферы, обладающей повышенной текучестью.

  Разработаны физические основы палеомагнитных исследований (Г. Н. Петрова, А. И. Храмов), сделан существенный вклад в теорию магнитного поля Земли (С. И. Брагинский). Созданы способы исследования межпланетного поля по наземным наблюдениям геомагнитных пульсаций (В. А. Троицкая); развиваются методы изучения векового хода геомагнитного поля (А. Н. Пушков).

  Изучение гравитационных аномалий на всей территории страны способствовало дальнейшему развитию теории гравитационного поля (М. С. Молоденский, Ю. Д. Буланже). Разработаны методы математической интерпретации гравитационных и магнитных аномалий (Б. В. Нумеров, В. Н. Страхов и др.).

  Совершенствуются сейсмические методы изучения упругих свойств земной коры, способы обработки сейсмограмм, позволяющие получать сведения о положении очагов землетрясений и определять механизм и параметры движений в этих очагах (Е. Ф. Саваренский и др.). Развиты методы машинного вычисления скоростного разреза Земли по данным о поверхностных и объёмных волнах (В. И. Кейлис-Борок). Уточнено положение границ раздела внутри Земли. Составлен Атлас землетрясений в СССР (1962). Разработаны методы поиска предвестников землетрясений и нормы антисейсмического строительства (М. А. Садовский, И. Л. Нерсесов и др., 1970). Развиваются количеств. методы изучения сейсмической опасности (Ю. В. Ризниченко). Создана служба прогноза цунами (С. Л. Соловьев).

  Геофизические методы разведки полезных ископаемых. Разработаны методика и аппаратура для гравиметрических, магнитометрических, радиометрических и других видов съёмок в движении на земле, на море и в воздухе. Теоретические исследования электромагнитных полей в Земле привели к появлению новых методов электроразведки (М. Н. Бердичевский, Л. Л. Ваньян, 1955-65). Широкое развитие получила сейсмическая разведка. Созданный в 1949 Г. А. Гамбурцевым метод глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) позволяет изучать глубинную структуру земной коры. Открыт пьезоэлектрический эффект горных пород и на его основе создан новый метод геофизической разведки (М. П. Воларович и др., 1973).

  Созданы ядерно-физические импульсные методы изучения пород осадочных толщ, обеспечивающие измерение важных для оценки на нефть и газ параметров даже в закрепленных скважинах (Г. Н. Флёров, Д. Ф. Беспалов и др.). В области геофизических исследований скважин созданы новые виды каротажа: акустический (Е. В. Карус), нейтронный гамма-каротаж, геохимический и др. Разрабатывается комплекс термобаростойких технических средств для исследования глубоких и сверхглубоких скважин. Созданы комплекс морских геофизических методов и автоматизированная система сбора, хранения и обработки данных на сорту экспедиционных судов. Разработаны основы комплексирования методов разведочной геофизики на суше, позволяющие наиболее эффективно проводить поиски и разведку месторождений (В. В. Федынский).

  Геология полезных ископаемых.В учении о рудных месторождениях получены данные об условиях формирования осадочных руд железа и марганца (Б. П. Кротов, Страхов), установлены важные закономерности размещения ртутных формаций (В. А. Кузнецов), выявлены особенности геологии и генезиса гидротермальных урановых месторождений (Ф. И. Вольфсон), металлогении сурьмы, ртути, свинца, цинка и урана (В. И. Смирнов). Установлена зональность редкометального оруденения Центрального Казахстана (Г. Н. Щерба) и Северо-Востока СССР (Е. А. Радкевич, Н. А. Шило); выявлены условия образования и разработана методика исследований редкометальных месторождений (К. А. Власов, Л. Н. Овчинников и др.). Установлен генезис сульфидных медно-никелевых месторождений Печенги (Г. И. Горбунов) и Норильска (М. Н. Годлевский), медных залежей Казахстана (К. И. Сатпаев), медно-молибденового оруденения Армении (И. Г. Магакьян, С. С. Мкртчян). Предложена генетическая классификация оловорудных месторождений (О. Д. Левицкий). Выделены основные этапы развития магматизма и металлогении Кавказа, Крыма и Карпат, Урала, Сибири (в т. ч. Горного Алтая и Тувы), Тихоокеанского рудного пояса, Средней Азии и Казахстана. Намечены типы рудных провинций и рудных формаций для всей территории СССР (В. И. Смирнов, И. Г. Магакьян). Рассмотрены геологические условия образования бокситов и различных типов фосфатных месторождений (Г. И. Бушинский и др.). Показана большая роль микроорганизмов в формировании железорудных залежей (Ф. В. Чухров). На протяжении ряда лет на обширном разнообразном материале разрабатывалась теория образования россыпей золота, олова и других цветных металлов (Билибин, И. С. Рожков, Н. А. Шило и др.).

  В 60-70-е гг. достигнуты значит. успехи в разработке теории рудообразования. Для магматических месторождений хромитов, титаномагнетитов и сульфидных медно-никелевых руд показано решающее значение глубинной дифференциации рудоносных магм в формировании крупных рудных залежей; выявлена большая роль метаморфизма в формировании рудных концентраций (Г. А. Соколов). Разработаны физико-химические модели, определяющие условия возникновения металлических месторождений в магнезиальных и известковых скарнах (В. А. Жариков). Установлено, что гидротермальные месторождения являются не только продуктом постмагматической деятельности, но могут формироваться также горячими минеральными водами метеорного, порового и метаморфогенного происхождения с подкоровым, коровым и инфильтрационным рудообразующим веществом. Определены условия формирования новых групп эндогенных рудных месторождений - карбонатитовых, альбититовых и стратиформных; показана их значит. роль в балансе запасов руд цветных и редких металлов.

  Разрабатывается проблема источников рудообразующих веществ с использованием вариаций изотопов серы, углерода, кислорода, стронция. Выработана формационная систематика эндогенных рудных месторождений (В. А. Кузнецов). Исследованы условия возникновения вулканогенных золото-серебряных месторождений (Н. А. Шило). Созданы генетические модели формирования рудных месторождений, возникающих в связи с морским и континент. вулканизмом; доказана решающая роль в образовании важных групп эндогенных и экзогенных рудных месторождений не только глубинных, но и приповерхностных магматических процессов (Г. С. Дзоценидзе, Г. Н. Котляр, В. И. Смирнов).

  Разработаны представления о существенном значении тектономагматические активизации древних платформ и областей завершенной складчатости в формировании месторождений редких и благородных металлов (А. Д. Щеглов).

  В металлогеническом анализе территории СССР и отдельных её провинций наметился переход к количеств. прогнозным оценкам с определением суммарных вероятных запасов руд и металлов на той или иной перспективной территории. Ведутся исследования по разработке научно обоснованного прогноза рудоносности территорий различного геологического строения и определение направлений геологоразведочных работ. Этой цели служат прогнозно-металлогенические карты различных масштабов, составленные с учётом геологических закономерностей размещения месторождений, в том числе металлогеническая карта СССР масштаба 1:2 500 000 (1970). Изучены возможности формирования морских россыпных месторождений титана, золота и олова в прибрежных зонах акваторий СССР.

  В геологии нефти и газа осуществлялись разносторонние исследования по проблеме генезиса нефти и его связи со стадиями литогенеза. Создана биогенная (осадочно-миграционная) теория образования залежей нефти и газа (Вассоевич и др.). На основе количеств. оценки масштабов образования и миграции углеводородов успешно разрабатывались объёмно-генетические методы определения прогнозных запасов нефти и газа (А. А. Трофимук и др.).

  Проведённые исследования по изучению геологического строения, закономерностей формирования и размещения месторождений нефти и газа способствовали открытию и освоению Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, Тимано-Печорского бассейна и др. в Европейской части СССР и в Средней Азии (Газли, Шатлык и др.). Были открыты газогидратные залежи, исследовано влияние гидратообразования на процессы формирования и консервации залежей, дана количеств. оценка вероятного распространения газогидратных залежей на обширных малоизученных пространствах акваторий (Трофимук, 1969).

  В геологии углей в послевоен. период подготовлены и опубликованы атласы литогенетических типов и микроструктур углей Донецкого бассейна (Жемчужников и др.). Составлена прогнозная карта с оценкой угленосности всей территории СССР (А. К. Матвеев, И. И. Горский и др., 1956). Совершенствовался формационный анализ угленосных комплексов (П. П. Тимофеев).

  Гидрогеология.Существенным достижением является переход от описания явлений к количественной оценке гидрогеологических процессов во времени и пространстве с использованием математического моделирования. Исследования 50-70-х гг. были сосредоточены на изучении зональности подземных вод (гидродинамической, гидрохимической, геотермической фазово-агрегатной, биохимической, газовой); эти зоны и их смена прослежены на глубине. Разработаны принципы гидрогеологического районирования территории СССР (Г. Н. Каменский). Изучен сток подземных вод на территории СССР в различных природно-гидрогеологических условиях. Установлены максимальные, минимальные и усреднённые значения модулей грунтового и артезианского стока, освещены качественные и количественные их показатели. Составлена Карта подземного стока на территории СССР масштаба 1:2 500 000 (Б. И. Куделин). Проведена оценка эксплуатационных запасов подземных вод месторождений пресных, хозяйственно-питьевых, промышленных, минеральных и термальных вод, разработана теория формирования их состава. Созданы эффективные методы прогноза водного и солевого режима на осушаемых и орошаемых массивах земель, расшифрованы гидрогеологические условия промышленного освоения месторождений полезных ископаемых и захоронения промышленных стоков с целью охраны окружающей среды. Разработаны новые методы выявления и определения региональных водных ресурсов недр аридных районов - пустынь и полупустынь не только в СССР, но и в ряде развивающихся стран (У. М. Ахмедсафин, В. Н. Кунин и др.). Исследована динамика подземных вод с применением методов математического моделирования сложных гидрогеологических процессов, происходящих в артезианских бассейнах, грунтовых потоках. Составлены: Гидрохимическая карта СССР масштаба 1:5 000 000 (1966), Гидрогеологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 (1969), Карта подземных минеральных вод СССР масштаба 1:2 500 000 (1975).

  Инженерная геология.В области региональной инженерной геологии разработана методика инженерно-геологического картирования труднодоступных районов, основанная на сочетании аэрофотометодов с наземными исследованиями; составлены обзорные мелкомасштабные инженерно-геологические карты для Западной Сибири и Казахстана (Е. М. Сергеев и др.). Проводились работы по прогнозированию экзогенных процессов (оползни, обвалы, сели) на Кавказе, в Карпатах игорных сооружениях Средней Азии. Впервые по специально разработанной методике составлены инженерно-геологические карты больших участков берегов и шельфа Чёрного моря, залива Петра Великого и отдельных бухт Японского моря. Создана Инженерно-геологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 (1972). Разработаны новые методы искусственного закрепления горных пород.

  Кроме фундаментальных  геологических исследований особенностей глубинного строения Земли, выполненных на примере территории СССР, советские геологи участвуют в комплексных геологических, геофизических, геохимических и космических исследованиях, явились инициаторами ряда крупных международных научных проектов и программ: «Геодинамический проект», «Верхняя мантия», «Современные и новейшие движения земной коры», «Корреляция тектонических, магматических и  метаморфических процессов» и др. Советские геологи вместе с учёными США достигли значит. успехов в изучении тектоники дна океанов (Пейве, Г. Б. Удинцев и др.). Выявлена особая роль срединноокеанических хребтов и рифтовых впадин в структурном облике Земли. Советские учёные совместно с учёными США (1968) также участвуют в глубинном океаническом бурении на научно-исследовательском судне «Гломар Челенджер». Осуществляются тесные контакты советских и американских учёных по космохимической проблеме (в частности, в изучении лунного грунта). АН социалистических стран участвуют в разработке проблемы «Геосинклинальный процесс и становление земной коры».

  По двусторонним соглашениям СССР оказывает содействие в проведении научных и геологоразведочных работ 32 социалистическим и развивающимся странам (Вьетнам, ГДР, Куба, МНР, ряд африканских стран и др.).

  Периодические издания: «Известия АН СССР. Серия геологическая» (с 1936), «Советская геология» (с 1958), «Геология рудных месторождений» (с 1959), «Известия АН СССР. Серия Физика Земли» (с 1965), «Геотектоника» (с 1965), «Разведка и охрана недр» (с 1931), «Литология и полезные ископаемые» (с 1963), «Геохимия» (с 1956), «Известия высших учебных заведений. Геология и разведка» (с 1958), «Геология нефти и газа» (с 1957), «Геология и геофизика» (Новосибирск, с 1960) и др.

  См. , , , , , , , Инженерная геология, , , , , , , , , , , , , .

  И. Б. Иванов, Н. П. Лавёров, В. И. Смирнов, В. В. Тихомиров.

  Горные науки

 В СССР сосредоточено 25% мирового горного производства, а по масштабам подземных горных работ наша страна занимает 1-е место в мире. Этим в известной мере определяется широкий размах научных исследований по изысканию наиболее эффективных способов извлечения полезных ископаемых из недр и их переработке, по рациональному использованию недр.

  Впервые основные положения горной науки сформулировал М. В. Ломоносов («Первые основания горной науки», 1742). Большой вклад в учение о залегании руд, способах их разработки и обогащения внёс русский учёный И. А. Шлаттер (1760). Становлению и обособлению отдельных дисциплин горной науки в России способствовали капитальные работы: в области вскрытия и систем разработки твёрдых полезных ископаемых - А. И. Узатиса (1843), Г. Я. Дорошенко (1880), А. М. Терпигорева (1906, 1915), Б. И. Бокия (1914); бурения - Г. Д. Романовского (1866); горной механики - И. А. Тиме (1899); горного давления и сдвижения горных пород - М. М. Протодьяконова (1912), П. М. Леонтовского (1912); научным основам безопасности работ в шахтах - А. А. Скочинского (1901), Н. Н. Черницына (1917); обогащения полезных ископаемых - Г. Я. Дорошенко (1876), С. Г. Войслава (1876), В. А. Гуськова (1915); гидромеханизации - П. П. Мельникова (1836), М. А. Шостака (1891), И. А. Тиме (1891); подземной газификации углей - Д. И. Менделеева (1888); добычи нефти - В. Г. Абиха (1853), Н. И. Андрусова (1908), В. Н. Вебера (1911), И. М. Губкина (1916).

  После Октябрьской революции 1917 для развития индустрии и энергетики страны было необходимо восстановить и расширить минерально-сырьевую базу. В. И. Ленин в «Наброске плана научно-технических работ» (1918) наметил пути развития науки в тесной связи с потребностями народного хозяйства. Создаются научные и учебные центры, концентрирующие исследования в области горной науки - Московская горная академия (1918), горные институты в Харькове (1922), Кривом Роге (1922), Механобр (Петроград, 1920), а также горные факультеты в политехнических институтах в Тбилиси, Баку, Ташкенте, Владивостоке. В 1926 состоялся 1-й Всесоюзный горный научно-технический съезд.

  В 20-х гг. были созданы научные основы проектирования горнодобывающих предприятий, проведены научные обобщения и установлены закономерности в основных технологических процессах горного производства, исследованы проблемы безопасности при разработке месторождений (Б. И. Бокий, М. М. Протодьяконов, А. М. Терпигорев, Л. Д. Шевяков, А. А. Скочинский, И. М. Губкин, И. Н. Глушков, К. П. Калицкий, Д. В. Голубятников, В. Г. Шухов и др.).

  В годы довоенных пятилеток (1929-1940) на базе электрификации горной промышленности и стандартизации оборудования осуществилась механизация горных работ (А. М. Терпигорев, А. О. Спиваковский и др.). Началось изучение физико-механических свойств полезных ископаемых и вмещающих пород для процессов их резания и разрушения. Формировались научные основы горной механики (А. П. Герман, М. М. Федоров, А. С. Ильичев и др.), горной геометрии и маркшейдерского искусства (П. К. Соболевский, В. И. Бауман, П. М. Леонтовский, И. М. Бахурин и др.).

  В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 горной наукой были решены вопросы рационального и ускоренного ввода в эксплуатацию новых месторождений полезных ископаемых в восточных районах страны, реконструкции предприятий и внедрения прогрессивных способов разработки на действующих шахтах и карьерах, что позволило создать крупную минерально-сырьевую базу.

  В исследованиях послевоенного периода значительное место заняли проблемы восстановления разрушенных горных предприятий, в частности Донецкого, Подмосковного угольных бассейнов, Криворожского железорудного бассейна

  Начиная с военных лет, получил распространение открытый способ добычи полезных ископаемых, были построены крупнейшие горные предприятия, созданы механизированные комплексы для горнодобычных и транспортных работ (Е. Ф. Шешко, Н. В. Мельников, А. В. Топчиев, П. И. Городецкий, Б. И. Сатовский и др.).

  Научно-техническая революция повлекла за собой резкое увеличение потребности народного хозяйства в полезных ископаемых. В 60-70-е гг., ввиду сложности и специфичности проблем, научные исследования получают более узкую специализацию. Для натурных исследований условий залегания месторождений разработаны методы определения напряжённого состояния массива горных пород, его деформаций и сдвижений под воздействием горных работ. Разработан (Г. Н. Кузнецов) и получил применение в геомеханике метод моделирования эквивалентными материалами. На основе теории предельного состояния и вероятностно-статистических методов обоснованы инженерные экспериментально-аналитические методы расчётов крепей горных выработок и сдвижения пород (П. И. Цимбаревич, В. Д. Слесарев и др.). Выявлены закономерности взаимодействия крепей с боковыми породами, устойчивости выработок, необходимые для выбора надёжных конструкций крепи. Установлены некоторые теоретические закономерности горных ударов (И. М. Петухов) и внезапных выбросов угля и газа (С. Г. Авершин, Л. Н. Быков, В. В. Ходот и др.).