→ Учебный процесс » ФГиГ » Кафедры » Минералогии, петрографии и геохимии » История 
Минералогии, петрографии и геохимии
Кафедра минералогии, петрографии и геохимии
Кафедра объединяет четыре важных дисциплины геологического образования - кристаллографию, минералогию, геохимию и петрографию. Это определило создание этих направлений (кабинетов и лабораторий в то время) сразу после открытия геологического факультета в 1919 году.
Впервые курс кристаллографии прочитал М. К. Елиашевич, но научные основы этой дисциплины, а также кристаллооптики на факультете заложил широко известный кристаллограф Алексей Васильевич Шубников. Курс минералогии преподавал профессор Константин Константинович Матвеев, а техническим помощником у него был тонкий знаток уральского камня А. В. Калугин. Первые лекции по петрографии прочитал в 1921 г. Николай Константинович Высоцкий - известный геолог, около 30 лет изучавший золоторудные и платиноносные месторождения Урала. Впервые лекции по геохимии на геологическом факультете прочитал в 1932 г. академик А. Е. Ферсман - один из основателей этой науки в нашей стране. Из этого курса лекций "непосредственно выросла" его четырехтомная монография "Геохимия".
Присутствие ярких личностей у истоков зарождения кафедры определило её "лицо" и дальнейшее развитие. Основателем кафедры К.К. Матвеевым были открыты Гумбейское вольфрамовое и Елизаветинское кобальтовое месторождении. Его ученик и продолжатель профессор Григорий Николаевич Вертушков, который с 1949 года заведовал кафедрой, является первооткрывателем Кыштымского месторождения гранулированного кварца. В коллективе ученых он получил Государственную премию СССР за промышленное освоение гранулированного - нового вида минерального сырья. Вместе с ним в этом коллективе находился его ученик и продолжатель Владимир Иванович Якшин. Необходимо отметить талантливого ученого, лауреата Демидовской премии Бориса Валентиновича Чеснокова, открывшего 54 новых минерала.
В последней четверти двадцатого века с кафедрой произошли существенные изменения: главным из, которых явилось изменение статуса, и она из ранга общеобразовательных перешла в разряд выпускающих. Первый набор на специальность Прикладная геохимия, минералогия и петрология осуществлен в 1990 году и через пять лет был осуществлен первый выпуск инженеров. К настоящему времени обучение закончили более двухсот человек. Ряд из них защитили кандидатские диссертации и являются активными продолжателями тех идей и традиций, которые они почерпнули на кафедре.
Основные направления научно-исследовательской деятельности в этот период были заложены ведущими профессорами кафедры: Г.Н.Вертушковым, В.И.Якшиным и Э.Ф.Емлиным, которые последовательно сменяли друг друга на посту заведующих. Эти направления были представлены минералогическим картированием минеральных месторождений разных генетических типов и изучением неуправляемого техногенеза на действующих колчеданных месторождениях Урала.
В конце девяностых годов кафедра стала развивать еще одно научное направление - минералогическую геммологию, которое имело в основном коммерческую направленность.
Всплеск интереса к минералогическому картированию в 70-80 г.г. был обусловлен двумя причинами. Во-первых, потребностью минералогов включится в государственную, постоянно действующую и финансируемую систему картирования; во-вторых, стремлением преодолеть отчуждение стандартного метода геологического картирования от конкретной информации о земном веществе (на геологических картах отражается в большей степени возраст и происхождение, а не состав минерального вещества).
Важной особенностью минералогического картирования, как метода вновь заявленного в шестидесятые годы кафедрой минералогии Уральского горного института, было предложение использовать для целей картирования некоторые устойчивые в пространстве и времени параметры индивидов, относящихся к одному минеральному виду. В этом заключалась суть метода кварцеметрической съемки, предложенной Г.Н.Вертушковым, но, видимо, впервые практически использованной О.А.Суставовым при изучении кварца Сысертского гнейсо-мигматитового комплекса еще в 1960 году. Полный цикл кварцеметрических работ осуществлен в экзоконтакте Джабык_Карагайского гранитного массива. Наряду с кварцеметрической съемкой сотрудники кафедры используют метод минералогического картирования для получения объективной информации при поисках и оценке перспектив месторождений золота, сурьмы, бериллия, работая не только на Урале, но и в Казахстане и Якутии. Классическим примером применения минералогического картирования на Березовском золоторудном месторождении является работа Б.В.Чеснокова. В ней показано, что зональность оруденения можно выразить через состав блеклых руд, который экспрессно возможно определить через параметр элементарной ячейки ао. Этот параметр отражает и температурную зональность рудного поля, и размещение на нем продуктивных рудных жил. Поисковая направленность этого метода отражена в работах О.А.Суставова по Полярной Якутии. Выявление связи продуктивности рудных жил с конституцией отдельных минералов индикаторов было осуществлено В.И.Кайновым и С.Г.Суставовым на Кочкарском золоторудном месторождении. Здесь индикатором оруденения становится арсенопирит, нестехиометрия которого отражается в его дифракционной картине и является функцией от температуры. Работами С.Г.Суставова было доказано, что состав арсенопирита, кроме температуры отражает специализацию оруденения на тот или иной металл. Рентгенографическое направление в минералогическом картировании не только не снижает, но резко усиливает эффективность и надежность традиционных минералогических методов.
Наряду с оценкой оруденения по отдельным минералам-индикаторам сотрудники кафедры использовали связь продуктивности рудных тел с распределением в нем определенных минеральных ассоциаций. Последний прием успешно применен В.И.Кайновым при картировании Тохтаровского золоторудного месторождения. Вместе с изучением рудных объектов на кафедре использовался накопленный опыт для оценки и выявления поисковых критериев и признаков месторождений камнесамоцветного сырья. В.И.Жернаков на протяжении двух десятилетий проводил изучение Изумрудных копей. Результатом работ явилось шесть авторских свидетельств и разработка комплекса мероприятий по оценке слюдитовых комплексов и редкометальных пегматитов.
Вторым вектором научно-исследовательских работ на кафедре является изучение минералогии и геохимии техногенеза. Термин техногенез впервые был использован А.Е.Ферсманом для отражения геохимической деятельности человека. В настоящее время под техногенезом понимается совокупность геологических процессов, инициированных деятельностью человека вооруженного техникой. Это ответная реакция планеты, как разумной системы , на неадекватные технические действия по использованию ее недр со стороны человека.
Следуя известному закону филогенеза можно утверждать, что история кафедры в сокращенном, редуцированном виде повторяет историю российской науки, а, пожалуй, и страны в целом.
Поэтому история исследования техногенеза на кафедре может начинаться с лекций А.Е.Ферсмана по геохимии, прочитанных им в Свердловском горном институте в начале тридцатых годов двадцатого века.
В 1934 году "Химтрест" издал "Геохимию" А.Е.Ферсмана, где термин техногенез впервые употреблен А.Е.Ферманом для обозначения геохимических явлений, входящих в широкий класс гипергенных процессов. Согласно Ферсману, гипергенез включает в себя педогенез, седиментогенез, диагенез, катагенез, гидрогенез, биогенез и, наконец, техногенез. При этом техника представляется в ряду обычных агентов гипергенеза, таких как воды, газы атмосферы, живые огранизмы. Термин (от techne - искусство, мастерство, genes - рождающий) с самого начала не отвечал его буквальному смыслу (рождение техники). "Под техногенезом подразумевается совокупность химических и технических процессов, производимых деятельностью человека и приводящих к перераспределению химических масс земной коры". "Техногенез есть геохимическая деятельность человечества". Эти идеи, несомненно, являются продолжением и развитием тезиса В.И.Вернадского о человеке как ведущей геологической силе. В связи с этим следует напомнить, что основатель кафедры - Константин Константиновоич Матвеев был (вместе с А.Е.Ферсманом) ближайшим сотрудником В.И.Вернадского в "Радиевой комиссии" Академии Наук.
Вторым обстоятельством, обусловившим неизбежность начала исследований техногенеза на Урале и на кафедре явились подземные серноколчеданный пожары, охватившие в 20-30 годы ХХ в. рудники, ведущие подземную разработку медных руд.
Серноколчеданные пожары на Калатинском руднике - одном из первых горных предприятий по добыче медноколчеданных руд на Урале - отмечает первый этап изучения техногенеза колчеданных месторождений. Описание горным инженером А.Б. Бричкиным всех обстоятельств и событий, предшествующих пожару 1923-27 г.г., его вывод о естественных причинах пожара направили уральскую науку по верному пути исследования геодинамических процессов, активизированных при разработке месторождений.
Калатинский пожар привлек внимание минералогов: благодаря этому обстоятельству на Урале были выполнены первые исследования по минералогии техногенеза. Г.Н.Вертушков рассмотрел основные стадии развития пожара как минералообразующего процесса. Истоки этого нового научного направления связаны со школой В.И.Вернадского, завершившего к тому времени создание основ геохимии и учения о биосфере. В 30-х годах Г.Н.Вертушков обращался непосредственно к В.И.Вернадскому с просьбой о содействии в исследовании минералогии колчеданных пожаров; недостаточность средств не позволило осуществить планируемые исследования.
Минералогические исследования продуктов техногенеза сульфидных месторождений (на примере Текели, Южный Казахстан) было продолжено В.Я.Монаковым, Б.Г.Башкировым, В.Н.Авдониным. В.Я Монаков предпринял попытку разработки методики оценки пожароопасности колчеданных руд, основываясь на минеральном составе и строении рудных агрегатов. В.Н.Авдонин исследовал современное минералообразование на разрабатываемых колчеданных месторождениях. Особый интерес представляет его опыт управления процессами окисления на Красногвардейском руднике. Логическим завершением этих работ, представляющих новое явление техногенез в рамках традиционных направлений естествознания, явилось формулирование принципов минералогии техногенеза Б.В.Чесноковым и его блестящие работы по минералогии горящих угольных отвалов.
Э.Ф.Емлин подключился к исследованиям техногенеза после возвращения из Алжира в 1979 году. В 1982 году им была разработана новая (во всяком случае, для кафедры) методологическая основа исследования техногенеза: главным объектом исследования стали геотехногенные системы, объединяющие природные и технические компоненты.
В 1989 году была завершена докторская диссертация "Техногенез колчеданных месторождений Урала" - это была первая в СССР докторская диссертация изучающая техногенез в качестве этапа геологической истории месторождения. В 1991 году опубликована монография, в которой подведены некоторые итоги исследования геотехногенных систем, составляющих сложную и динамичную иерархию геотехносферы.
Учение о системах (системология) создает интегральную методологическую основу изучения техногенеза различными науками: геофизикой, минералогией, геохимией, гидрогеологией, геоморфологией, ландшафтоведением, почвоведением, экологией.
Таким образом, в конце ХХ века, наряду со специализацией классических наук о Земле, пытающихся отразить новое состояние знаний о природе путем дифференциации. Проявиляется ясная тенденция интеграции естествознания, выраженная или в объединении различных специалистов для исследования сложных объектов, или в интегральном описании природы как единой иерархии систем. Очевидно, что уже наступило время, когда понимание многомерной и целостной природы невозможно в рамках узко специализированной науки и требует интегрального системологического подхода.
Приложение принципа Харвея к природе Земли позволяет представить нашу планету как иерархию геосистем. Все реальные геосистемы относятся к классу открытых, косных или биокосных, эндогенных или экзогенных систем. Системы, объединяющие природные и технические составляющие называются геотехногенными.
Преобразование геосистемы (ГС) в геотехногенную (ГТС) называется техногенезом. Геотехногенные системы по определению принадлежат к классу биокосных, сложных открытых геосистем. Техногенез - это взаимодействие природных и технических систем, в результате которого формируются геотехногенные системы, объединяющие природные и технические компоненты. Техногенез - это история образования и развития геотехногенных систем.
Техогенные процессы быстротечны и соответсвует масштабу исторического времени. Но по объему земного вещества, вовлеченного в миграцию, и по длительности последствий мы можем сравнивать техногенез с великими революциями в истории Земли, такими как зарождение жизни или образование наземной биосферы.
