Монография представляет собой первое в советской и зарубежной научной литературе систематическое изложение основ нового направления в геохимии - физико-химического моделирования природных процессов минералообразования на ЭВМ. Методы физико-химического моделирования на ЭВМ основаны на едином подходе: использовании математического аппарата оптимального программирования. Приведены примеры с детальным анализом численных выкладок.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, занимающихся вопросами физикохимии в геологии, петрологии и геохимии, а также в различных областях химической технологии органических и неорганических материалов, в металлургии.
В сборнике представлены статьи, в которых изложены результаты исследования условий образования минералов и синтетических фаз в сухих системах и гидротермальных растворах, особенностей равновесия твёрдых фаз с расплавами. Статьи сгруппированы в разделы: два из них посвящены изучению сульфидных и оксидно-силикатных систем, в отдельный раздел объединены работы рассматривающие физические свойства синтетических минералов. 3aвeршaeт сборник раздел, содержащий работы по методикам химического анализа.
Издание представляет интерес для широкого круга специалистов, работающих в области экспериментальной и технической минералогии.
В сборник включены статьи, освещающие методические исследования в области лазерного микроспектрального и химического анализа, оптической спектроскопии, электронного микрозондирования, электронного парамагнитного резонанса, изотопного анализа, радиоуглеродного и калий-аргонового датирования и т. д. Нашли отражение оригинальные аппаратурные разработки и конструкторские решения. На ряде примеров показано конкретное приложение методов исследования к разнородным геологическим объектам и обсуждены результаты.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов, занимающихся вопросами физико-химических методов исследования природных объектов, а также геологов, геохимиков, почвоведов и др.
В сборнике широко представлены методические разработки по рентгеноструктурному, спектральному и квантометрическому методам анализа, ИК-спектроскопии, методу электронного микрозондирования и изотопного спектрального анализа свинца. Часть работ посвящена геохронологическим и масс-спектрометрическим исследованиям, методам разделения минералов и химико-аналитического анализа.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов, занимающихся вопросами физико-химического анализа минералов, а также геологов, геохимиков, технологов и др.
В связи с проблемой генезиса железорудных месторождений метасоматического типа исследованы основные парагенезисы магнетита в системе СаС03—Аl203—Si02—Fе3О4 в растворах хлоридов натрия и калия в наиболее интересном в геологическом отношении интервале температур (400—700°С) и давлений (200—1000 атм). По экспериментальным данным отстроены Т—Р, Т — X, Т—lg РО,-диаграммы, отражающие устойчивость гранатов андрадит-гроссуляровой серии, геденбергита и щелочных пироксенов, железистых роговых обманок и ферроактинолита, биотитов аннит-сидерофиллитовой серии и ряда других минералов, ассоциирующих с магнетитом. Определены основные фазовые соотношения в исследуемой системе и намечена зависимость их от температуры, давления воды и парциального давления кислорода. Полученные результаты сопоставляются с данными других исследователей. Приводятся некоторые геологические интерпретации экспериментального материала, касающиеся метасоматических железорудных месторождений скарнового, дашкесанитового и некоторых других типов.
Сборник состоит из 10 статей: две статьи посвящены топотаксическим превращениям, новому типу твердофазных реакций, еще слабо изученному; четыре статьи посвящены исследованию превращений амфиболов, шамозита и турмалина методами термического анализа и ЯГР (мессбауэровской спектроскопии); в двух статьях приведены результаты термоаналитического исследования минералов из группы фосфатов и их синтетических аналогов. Температура начала термического эффекта, возможность использования этой температуры как меры термостойкости вещества и термостойкость синтетических алмазов - темы двух последних статей сборника.
В книге изложены теоретические основы моделирования на ЭВМ физико-химических природных процессов минералообразования с принципиально новой постановкой задач расчета химического равновесия: введением в исходные данные ограничивающих условий в виде системы линейные уравнений баланс масс, а также ряда других ограничений, определяемых характером изучаемой модели.
Эффективный качественный анализ условий термодинамического равновесия и стабильности природных мультисистем выполнен на основе единого подхода – последовательного приложения математической теории оптимального программирования.
Книга рассчитана на читателей, интересующихся физико-химическим моделированием на ЭВМ природных процессов минералообразования
Исследована связь между термодинамическими характеристиками многопозиционных твердых растворов, какими являются минералы, и их составом и внутрикристаллическим распределением атомов. Приведены сведения о параметрах смешения породообразующих минералов.
Изложена методика определения термодинамических условий минералообразования по распределению компонентов между сосуществующими минералами и дан анализ сведений о константах равновесия и коэффициентах распределения, отражающих соотношение между компонентами минералов в парагенезисах — показателях температуры, давления, флюидного режима.
Обсуждены термодинамические условия петрогенезиса Украинского щита.
Для геохимиков, минералогов, петрологов.
В книге изложены результаты исследований автора по окислительно-восстановительным процессам в период формирования осадочных горных пород и методы, позволяющие выяснить характер этих процессов. Анализ каждого метода проводится с позиций его фактической обоснованности. В качестве индикаторов окислительно-восстановительных условий рассмотрены соотношения разновалентных форм железа и серы, органическое вещество, возможности использования восстановительной емкости, прямые электрометрического методы, ряд путигенных минералов-пидикаторов. Проведен анализ термодинамических диаграмм минералов железа.
Окислительно-восстановительные процессы в плах рассматриваются па основе разграничения факторов, определяющих окислительно-восстановительный потенциал, и факторов, подготавливающих среду для этого. Детально этот вопрос разъясняется на примере превращений серы. Большое внимание уделено сульфидам железа типа мельниковита и гидротроплита. Приведены расчеты, показывающие, что сульфиды трехвалентного железа должны быть также широко распространены в современных осадках и осадочных породах, как пирит.
Доказывается невозможность накопления сидерита в современных морских осадках.
Детально рассмотрены существующие представления о так называемом окислительно-восстановительном разделе, по одну сторону от которого должно наблюдаться непрерывное усиление окислительных, а по другую восстановительных процессов. Приведены факты, доказывающие, что макси- мум восстановленности приходится на небольшой слой илов, вверх и вниз от которого четко намечается сдвиг в сторону окисленности. Сделана попытка объяснить это явление, сопровождающее диагенез, с позиций затухания микробиологических процессов, вслед за ним идущими минералогическими преобразованиями и сменой потенциалопределяющих систем.
Приводится ряд предложений, решение которых позволит более четко определять физико-химические условия формирования осадочных горных пород.
В учебнике представлен полный курс основ физической геохимии. Рассмотрены предмет и методы физической геохимии как науки о физико-химических закономерностях образования минералов, горных пород и руд. Даны общие положения термодинамики равновесных природных систем, являющихся особым типом систем с вполне подвижными компонентами. Выведены главные термодинамические соотношения, характеризующие природные процессы, показано их применение.
Подробно изложены вопросы теории, топологии, методы построения диаграмм, используемых в геохимии, петрологии, учении о минеральных месторождениях.
Для студентов, аспирантов и всех специалистов, занимающихся изучением физико-химических закономерностей природных процессов.