Крупный раздел в области теоретической петрографии занимают те исследования Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, в которых ставятся и решаются вопросы классификации, систематики и номенклатуры изверженных пород.
При том самостоятельном значении, которое занимают в его творчестве вопросы указанной области, всегда привлекавшие исключительное внимание и интерес Франца Юльевича, нужно отметить тесную связь вопросов классификации пород с другими разделами теоретической петрографии, в особенности с проблемами кристаллизационной и магматической дифференциации, находившую отражение во всей работе Ф. Ю. Левинсон-Лессинга.
Химическая классификация, которая во многом, вслед за Дюроше, создана и развита была Ф. Ю. Левинсон-Лессингом, никогда не была самоцелью, а лишь основой, на которой одновременно и соответственно геологическим анализам развивались генетические концепции изверженных пород и проводилось их разделение на генетические группы (работы 1937-1939 гг.).
Все время работы Ф. Ю. Левинсон-Лессинга в рассматриваемой области может быть разделено на три периода:
I период (1883—1900 гг.) (1), в течение которого происходит изучение громадного материала за почти полуторастолетний период раздельного от геологии существования петрографии.
------------------------------
1. Границы этих периодов, конечно, условны.
------------------------------
На основании анализа этого материала и собственных исследований создается та химическая классификация, которая в своих основах была заложена на VII Международном геологическом, конгрессе и которая детально обосновывается в «Исследованиях по теоретической петрографии...».
II период (1900—1930 гг.). К этому периоду условно могут быть отнесены те работы, за время деятельности Ф. Ю. Левинсон-Лессинга в Политехническом институте и отчасти в Геологическом комитете, которые касаются отдельных вопросов по уточнению химических типов изверженных пород, соотношения между ними, вопросов номенклатуры и т. д. (см. ниже).
III период (1930—1939 гг.) обнимает последнее десятилетие научной работы Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, в течение которого им создается неоконченный последний вариант его классификации, которая носит все черты генетической (см. ниже, последний вариант) и которая сформулирована во втором очерке «Проблемы магмы».
Закончить эту книгу, как намечал Франц Юльевич в плане на 1940 г. своих личных работ, представленном в Геолого-географическое отделение Академии Наук СССР, ему не было суждено.
Нужно сказать, что в первые годы разработки своей систематики изверженных пород Ф. Ю. Левинсон-Лессинг занимался вопросом: какое содержание должно быть вложено в понятие «горная порода».
Имея в виду, что для разработки рациональной классификации и для решения вопросов генезиса должно иметь значение научное исследование не только тех пород, которые имеют значительное протяжение и развитие в земной коре, но и всех вариаций, изучение которых может дать результаты для решения генетических вопросов и для составления своего рода естественных рядов изверженных образований, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг высказывается за то, что нужно отличать горнокаменные массы от горных пород, в данном случае — изверженных, которые являются непосредственными объектами изучения петрографии.
«Надо различать горнокаменную массу (rockbody, Gesteinkorper) как единицу геологическую от горной породы (rock, Gestein, roche) как единицы петрографической. При таком условии всякая структурная разновидность, всякая разновидность по минералогическому составу может быть обозначена названием горной породы. В одной горнокаменной массе может заключаться несколько горных пород. Только при таком понимании горной породы все новые разности, все новые типы изверженных пород заслуживают названия горной породы, хотя бы их распространение было самое ничтожное».
В дальнейшем в петрографии это различие между горнокаменной массой и горной породой не привилось, но это предложение характерно для Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, как стремление найти те промежуточные звенья, которые могут помочь понять сами «горнокаменные массы» — эти распространенные в природе главные типы изверженных пород.
Уже в первый период научной деятельности Ф. Ю. Левинсон-Лессингом начинают разрабатываться вопросы химической классификации изверженных пород [33]. Работа эта, углубляясь в дальнейшем все более и более, дает упоминавшееся выше капитальное исследование как в области химического и физико-химического направления в петрографии, так и в построении на
этой основе оригинальной теории дифференциации магмы, - «Исследования по теоретической петрографии в связи с изучением изверженных пород Центрального Кавказа».
Говоря впоследствии о начале своих исследований в области теоретической петрографии и вспоминая девяностые годы XIX столетия, когда он выступил в этой области одновременно с двумя корифеями западноевропейской петрографии — норвежским ученым Брёггером и немецким ученым Розенбушем, Франц Юльевич говорит: «Я далек от мысли, ставя эти три работы рядом, считать их равноценными. Мало того, про «вою статью я должен заметить, что она, послужившая началом для моих дальнейших работ в этом направлении, непосредственного влияния на развитие химической петрографии не имела. Но я тем не менее считаю правильным по некоторым причинам упомянуть ее здесь. Во-первых, она служит иллюстрацией того, что к тому времени настолько назрели новые проблемы в петрографии, что разные лица совершенно независимо друг от друга искали их разрешения»; и дальше отмечает: «наконец, повторяя ещё раз, что я далек от мысли придавать большое значение этой своей первой попытке химической классификации изверженных пород, я все-таки не могу не констатировать, что она определенно поставила вопрос о необходимости химической основы для характеристики и классификации разных типов изверженных пород и дала новую, с моей точки зрения, правильную характеристику понятия о кислых, средних и основных и ультраосновных породах».
Химическая классификация в разработанном и систематизированном виде была предложена Ф. Ю. Левинсон-Лессингом впервые, как указано выше, на VII сессии Международного геологического конгресса и напечатана в его мемуарах.
Классификация эта делит изверженные породы на четыре группы:
A. Ультрабазиты, или гипобазиты (магма моносиликатовая);
B. Основные породы, или базиты (магма монобисиликатовая);
C. Средние породы, или мезиты (магма бисиликатовая);
D. Кислые породы или ацидиты (магма полисиликатовая);
Классификация эта является строго выдержанной на химических основах, и для выделения главных типов химических пород, как известно, использованы магматические формулы и коэффициент кислотности — а.
Если искать предшественников Ф. Ю. Левинсон-Лессинга в области разработки вопросов химической классификации изверженных пород, то наиболее близким и, повидимому, оказавшим наибольшее на него влияние, нужно считать известного французского петрографа Дюроше (Durocher), наиболее крупные работы которого появляются в середине XIX в. (1850—1880 гг.).
Разработанная Дюроше классификация является в основном химической классификацией, построенной на применении особых атомистических коэффициентов, однако характерно использование Дюроше и физических констант. Для каждой группы интрузивных пород им приводятся данные удельных весов, как для кристаллического состояния каждой породы, так и для соответственного стекловатого, изучавшихся им с целью исследования явлений, происходящих при кристаллизации магмы.
Кроме того, Дюроше делается попытка выделить некоторые группы, чтобы подчеркнуть генетическое их значение; так, например, выделяется группа гибридных пород, которую можно считать прообразом апомагматических пород Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, введенных им в последний вариант классификации 1936 г. Характерно для Дюроше, что он так же, как впоследствии Розенбуш, считает необходимым указать на возможность выделения в предложенной им классификации пород древних — сиенитов и сиенит-порфиров, с одной стороны, и соответствующих им современных — трахидолеритов — с другой.
Еще раз можно указать, что причиной, повидимому, побудившей Ф. Ю. Левинсон-Лессинга не включать, подобно Дюроше и Розенбушу, в принципы, на которых построена его химическая классификация, геологических элементов, является желание изучить на основании физико-химических процессов, поскольку они отражаются главным образом на классификационных химических типах изверженных пород, движущие тенденции процессов дифференциации, т. е. генезиса, тем более, что только по отношению к некоторым изверженным породам был накоплен достаточный материал, чтобы судить, у каких древних интрузивных пород имеются эквиваленты более молодого возраста.
В том же докладе, сделанном на VII Международном геологическом конгрессе, состоявшемся в 1897 г. в Петербурге и посвященном вопросам классификации и номенклатуры изверженных пород, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, делая общее заключение, что все существующие (до того времени, да и до настоящего времени, до 1944 г.) классификации являются более или менее искусственными, выражает надежду, что со временем будет разработана естественная классификация, которая будет основана, во-первых, на генетическом принципе и на химических основаниях и, во-вторых, уже на минералогическом составе и структуре. В поисках такой рациональной классификации, которая отражала бы на себе геологические условия формирования интрузивов, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг говорит о значительном интересе, представляемом для этих целей жильными породами. Правда, разбирая подробно вопросы структуры, минералогического и химического состава, Франц Юльевич приходит к выводу, что жильные породы не поддаются на этих основаниях отделению от пород лакколитов и др. Более общее значение придается возможности в будущем распределить отдельные типы изверженных пород в три группы, сообразно условиям геологического их формирования:
1. Абиссальные породы, образовавшиеся на значительной глубине, которая является не очень удаленной от места нахождения магмы в жидком состоянии.
2. Гипабиссальные породы, поднятие которых в жидком состоянии в более высокие горизонты земной коры доказывается наличием сопутствующих жильных образований, лакколитов.
3. Эффузивные породы, или лавы. Эта генетическая схема, данная Ф. Ю. Левинсон-Лессингом в 1897 г., была разработана и насыщена содержанием М. А. Усовым в 1925 г.