s
Доцент Морозов Михаил Владимирович: официальный сайт

Михаил Владимирович Морозов:
персональный сайт

А Г Д К Л М П Р С Т У Х Я

Е.С.Федоров


Величайший ученый в области петрографии, кристаллографии, минералогии, геометрии, академик Академии наук России, ректор Санкт-Петербургского горного института (1905-1910).

В 1965 г. именем Е.С.Федорова был назван новый минерал из группы слоистых силикатов федорит (fedorite) - KNa4Ca4(Al,Si)16O36(OH,F)4·6(H2O), открытый в тонких прожилках фенитизированных песчаников на мысе Турьем (Кольский п-ов, Россия).

Федоровские сессии

Биография

Евграф Степанович Федоров был многогранным ученым. Его внимание привлекали разнообразные вопросы кристаллографии, минералогии, петрографии и др. Одной из первых крупных научных работ Федорова в области кристаллографии и минералогии был труд "Начала учения о фигурах", напечатанный на страницах "Записок" и затрагивающий вопросы по теории и симметрии кристаллического строения. С сообщением на эту тему он выступал ранее на заседании Минералогического общества. Как отмечал И.И.Шафрановский, написавший подробную биографию Е.С.Федорова, эта его работа получила признание.

Позднее, в 1891 г., выходит в свет другая работа Федорова - "Симметрия правильных систем фигур". В этом сочинении он дает первый вывод 230 пространственных групп - 230 геометрических законов, по которым могут располагаться атомы внутри кристаллов.

И.И.Шафрановский отмечал, что годом позже немецкий математик Шенфлис дал свой вывод этих же групп. Однако он вынужден был признать приоритет Федорова и исправить ряд ошибок, указанных ему русским ученым. Этот выдающийся труд, совершенно непонятый и незамеченный в момент его появления, был по достоинству оценен лишь спустя более двадцати лет, с открытием рентгеновского анализа кристаллов, подтвердившего достоверность всех выведенных Е.С.Федоровым законов. Впоследствии сам Е.С.Федоров писал: "Не могу воздержаться от заявления, что я никак не думал дожить до действительного определения расположения атомов в кристаллах, предусмотренного в прежних моих сочинениях"1.

26 января 1916 г. на заседании Минералогического общества Е. С. Федоров сделал сообщение "Расположение атомов в ряде минералов и основной закон кристаллохимии". В нем излагались результаты рентгеновского изучения кристаллов, особенно данные, полученные В.Брэггом (W. Bragg), избранным в 1915 г. почетным членом Минералогического общества в России.

В протоколе Общества зафиксировано, что "главнейшим результатом изучения является установление основного закона кристаллохимии, состоящего в том, что кристалл со всеми его атомами принадлежит одной-единственной пространственной решетке, но атом в ней занимает только часть точек. Вообще же все ее точки отличаются от остальных точек пространства тем, что их координаты рациональны; считая, что все ее точки есть возможные положения для точек атомов, и называя эти точки рациональными, мы можем коротко выразить этот закон так: точки расположения всех атомов рациональны"2.

Большое внимание уделил Е.С.Федоров изучению горных пород, особенно методам петрографических исследований. Напомним, что около 60 его работ относятся к петрографии (и петрографо-геологическим исследованиям). К ним нужно еще добавить его труды (около 30), касающиеся универсального метода, который играет большую роль в петрографических исследованиях. Е.С.Федоров являлся автором полного курса петрографии и читал его в Горном институте до последних дней своей жизни.

Петрографическое наследие Е.С.Федорова с некоторой долей условности можно разбить на две группы: 1) работы регионального характера, 2) работы, касающиеся общих вопросов петрографии.

Первая группа охватывает часть трудов, в различной степени отражающих петрографические исследования ученого на Урале, Кольском полуострове, Украине и Кавказе. Причем в некоторых из работ регионального характера Е.С.Федоров на основании конкретного материала освещает вопросы генезиса горных пород.

Вторая группа работ посвящена общим вопросам петрографии: петрохимии, номенклатуре горных пород, классификации горных пород, петрогенезису, методам петрографических исследований.

Ряд статей Е.С.Федорова (1899, 1900, 1907 гг. и др.) посвящен химизму горных пород, в частности графическому изображению химических составов магматических пород3. В своих статьях автор следует тому, чтобы эти составы были отмечены более просто и точно и чтобы можно было "графическим же путем решать численные вопросы, относящиеся к химическому составу".

Уже в эти годы Е.С.Федоров предвидел и оценил значение так называемых элементов-примесей (микроэлементов) в горных породах. В 1899 г. он указывал, что "имеют значение не только химические составные части, которые входят в значительном процентном отношении и притом с довольно постоянным содержанием, но и те, которые иногда составляют весьма незначительную часть одного процента и могут быть выражены словом "следы""4. Как известно, в настоящее время вопросу исследования элементов-примесей в горных породах уделяется особое внимание.

В своей работе "О новой группе изверженных пород" Е.С.Федоров отмечает, что "при кристаллизации этих пород замечается последовательность выделения отдельных минералов как поколений, и притом выделение одного минерала от выделения другого было отделено некоторым промежутком времени". И далее: "...каждый новый выкристаллизовавшийся минерал не расползался в магме беспорядочно и как попало, но, напротив того, в виде слоев отлагался на минерале предшествовавшего поколения".

Эта работа замечательна тем, что в ней Е. С. Федоров намечает последовательное выделение минеральных составных частей магматических пород, в частности для "настоящих друзитов"5 он указывает следующий ход выделения минералов:6 1) оливин, 2) энстатит, 3) гиперстен, 4) авгит, 5) гранат (или зеленая роговая обманка), 6) биотит, 7) плагиоклаз.

"Если бы мы приняли эту последовательность за общий закон для этих пород, - пишет в той же работе Е.С.Федоров, - то пришлось бы сказать, что в отдельных породах некоторые составные части не появляются или же происходит смешение минералов разных поколений - последнее особенно по отношению к энстатиту, гиперстену и авгиту".

И далее: "Если отвлечься от этих частностей, то мы действительно приходим к одному общему закону последовательности выделения минеральных составных частей"7.

Идею последовательного выделения минералов из магмы и отсортировку его по удельному весу Е.С.Федоров развивал и в других работах. В частности, он писал: "Если минералы первого выделения резко отличаются по удельному весу от остальной магмы, то они отсортировываются по этому свойству и образуют местные, более или менее густые скопления и даже сплошные толщи"8.

Значительно позже Е.С.Федоров писал по поводу новых данных, опубликованных в работе Н.Боуэна "Последние стадии эволюции изверженных пород". В ней на основании лабораторного изучения процессов кристаллизации и плавления силикатных смесей излагается значение фракционной кристаллизации для объяснения процессов образования магматических пород. По поводу данных, полученных Боуэном, Е.С.Федоров писал, что они делают "понятною ту схему, по которой расщепляется большинство магм, если только раньше образующиеся кристаллы осаждаются по удельному весу и уносятся в другие районы общей магмы, а в этом, по автору, так же, как задолго раньше и составителем этой заметки (Е.С.Федоровым) и проявляется в наибольшей степени дифференциация магмы".9

Е.С.Федоров был одним из первых исследователей, разработавших теорию дифференциации, которую в настоящее время принято называть гравитационно-кристаллизационной дифференциацией.10

Особенно выдающуюся роль Е.С.Федоров сыграл в развитии методов петрографических исследований. Достаточно напомнить создание им универсального столика, который нашел широкое распространение как у нас в СССР, так и за границей. Универсальный, или федоровский, метод исследования оптических свойств породообразующих минералов (особенно полевых шпатов) решительно изменил методы изучения составных частей земной коры.

В мае 1891 г. Е.С.Федоров заявил об изобретении им универсального столика для микроскопа. В конце этого же года универсальный столик, или, как его теперь именуют, федоровский столик, был готов. Следует сказать, что одновременно был изготовлен и универсальный гониометр.

В этом же году в статье, излагающей сущность нового метода оптического исследования кристаллических пластинок, Е.С.Федоров писал: "Я сконструировал новое приспособление к микроскопу, для которого мне кажется наиболее подходящим название "универсальный столик". Он устроен по образцу теодолита и укрепляется на обычном столике микроскопа. Это приспособление дает нам в руки средство подвергать находящуюся под микроскопом кристаллическую пластинку двум новым движениям, именно - вращениям около двух осей, из которых одна горизонтальна и неподвижна, а вторая сама вращается вокруг первой, находясь в перпендикулярной к ней плоскости"11.

В январе 1892 г. Федоров продемонстрировал модель универсального столика, предназначенного для оптических исследований кристаллических веществ под микроскопом, перед членами Минералогического общества П.В.Еремеевым, А.П.Карпинским, И.В.Мушкетовым, Ф.Н. Чернышевым и др.

Федоровский метод исследования кристаллических веществ, в частности полевых шпатов, резко повысил точность изучения породообразующих минералов. Ныне универсальный (или теодолитный) метод Е.С.Федорова получил всеобщее признание и представляет гордость русской науки.

За труд "Теодолитный метод в минералогии и петрографии" Е.С.Федорову 7 декабря 1893 г. была присуждена премия Минералогического общества12.

Е.С.Федоров является создателем одного из первых русских руководств по петрографии. Учебник "Основания петрографии" (1897 г.) в свое время несомненно сыграл большую роль в деле ознакомления с основами науки о горных породах. Особенно следует отметить в нем раздел "Приемы оптического исследования", в котором излагается суть приемов работы с помощью универсального столика13. Введение в практику этого прибора, естественно, давало возможность получить более точные результаты при оптическом изучении кристаллических веществ.

Помимо оптических методов исследования, в учебнике описываются (правда, кратко) и другие способы изучения горных пород (химические и физические). Специальная глава посвящена характеристике главнейших породообразующих минералов. В последующих главах изложение ведется по трем основным группам горных пород: 1) изверженным, 2) осадочным, 3) метаморфическим.

Для усовершенствования и распространения федоровского метода многое сделал ученик Е.С.Федорова В.В.Никитин. В его капитальном руководстве "Универсальный метод Федорова"14 подробно освещен систематический ход определения оптических констант породообразующих минералов.

Примечания

Федоров Е.С. Первое констатирование опытным путем ассиморфной правильной системы // Зап. Горн. ин-та. 1914. Т. 5, вып. 1. С. 54-56.

 

Зап. Минерал. о-ва. 1924. Ч. 52. С. 562. В этом томе вышедшем из печати в послереволюционное время, опубликованы протоколы заседаний Общества за 1915 и 1916 гг.
Федоров Е.С. 1) Естественная классификация и символизация составов изверженных горных пород // Зап. Минерал. о-ва. 1900. Ч. 38, вып. 2; 2) Химические отношения горных пород и их графическое изображение // Зап. Горн. ин-та. 1907. Ч. 1.
Федоров Е.С. Об изучении химизма минералов и горных пород // Зап. Минерал. о-ва., 1899. Ч. 37, вып. 2. С. 271.
Е.С.Федоров причислял беломорские друзиты (для этих горных пород характерно наличие зерен концентрического строения, причем ядра и окаймляющие их оболочки различны по составу) к изверженным породам, хотя некоторые из последующих исследователей побережья Белого моря оспаривают их магматическое происхождение.
Здесь приводится несколько более поздний вариант, а именно тот, который дан в курсе Е.С. Федорова "Основания петрографии" (1897 г., с. 165). Этот вариант отличается от более раннего (1896 г.) тем, что биотит здесь поставлен уже на шестое место, тогда как прежде он стоял на четвертом. Роговая обманка приведена только в первом варианте.
Федоров Е.С. О новой группе изверженных пород // Изв. Моск. с.-х ин-та. 1896. Т. 11. С. 181.
Федоров Е.С. О петрографической номенклатуре // Изв. Моск. с.-х ин-та. 1899. Т. 5.
Федоров Е.С. Важный шаг в научной петрографии // Зап. Горн. ин-та. 1916-1917. Т. 6, вып. 1, 2.
Некоторые геологи считают, что эта теория целиком заимствована у зарубежных ученых. Приведенные данные отчетливо указывают ошибочность таких взглядов.
Федоров Е.С. Новый метод оптического исследования кристаллических пластинок в параллельном свете // Универсальный столик Е. С. Федорова. М., 1953, с. 16-19.
Шестью годами раньше (в конце 1887 г.) Е.С.Федоров получил премию Минералогического общества за сочинение "Этюды по аналитической кристаллографии".
Подробности развития федоровского метода можно проследить по обширным материалам, опубликованным в сборнике: Универсальный столик Е.С. Федорова. М., 1953.
Никитин В.В. Универсальный метод Федорова. Вып. 1. СПб., 1911; Вып. 2. СПб., 1912; Вып. 3 Пгр. 1915.

 

Текст приводится без изменений по книге:
Соловьев С.П., Доливо-Добровольский В.В. История Всесоюзного Минералогического общества и его роль в развитии геологических наук. 2-е изд. СПб.: Наука, 1992. 334 с.

Энциклопедия
Найти

Голос Севастополя

Сайт Сделано у нас

Благотворительный фонд АдВита. Сбор пожертвований на лечение онкологических больных

Элементы       Все о Геологии

Перископ ГК Теллур
РМО Бродячая Камера