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.
Классический труд В. И. Вернадского оказал глубокое влияние на развитие геохимических идей, на становление систематического геохимического мышления.
Большинство проблем, четко поставленных и частично рассмотренных В. И. Вернадским, не утратило своего научного значения. Особенно интересны его идеи в период интенсивного развития космических исследований и постановки глубинного бурения на континенте и в океанах.
Не менее важны мысли Вернадского о термодинамических равновесиях в пределах различных геосфер, а также о влиянии форм нахождения химических элементов на геохимические процессы.
В сборнике представлены материалы по разработке общей теории и алгоритмизации изучения многокомпонентных систем. Предлагаются примеры и обсуждаются проблемы, возникающие при их решении. Рассматриваются фигуры конверсий для химических реакций в системе и использование этих фигур для определения фазовых составов и приращений аддитивных функций для любой точки полиэдра составов, а также конкретный пример исследования взаимных солевых систем с помощью элементов фигур конверсий. Часть статей сборника касается построения диаграмм состояния многокомпонентных систем на ЭВМ, которые иллюстрируются конкретным примером пучка реакций в метагипербазитах Юго-Западного Памира. Изучение природных систем обсуждается также со стороны статистики природных парагенезисов, что позволяет выбрать оптимальный набор влияющих на систему компонентов и внешних факторов. В части работ рассматривается методика обработки данных при исследовании диаграмм плавкости многокомпонентных систем методом дифференциально-термического анализа, позволяющая достаточно быстро находить нонвариантные точки по исследованию составов отрезка, выбранного подходящим образом. Заключительная статья посвящена обработке экспериментальных данных и упрощению вычислительных процедур в рентгено-спектральном микроанализе многокомпонентных минералов и сплавов.
В монографии приводятся результаты комплексных термобарогеохимических исследований ртутных, полиметаллических, колчеданных и скарновых редкометальных месторождений Большого Кавказа. Описывается методика региональных термобарогеохимических анализов, аппаратура экспериментальных работ и способы оценки интенсивности процессов минералогенеза по количественным термобарогеохимическим критериям. Впервые обобщен большой фактический материал по термодинамическим барьерам рудообразования, показаны закономерности эволюции флюидных систем и определены причины выделения твердых фаз из растворов на основе теоретического рассмотрения эффекта взрывообразного снижения РТ-параметров от высоких значений к глубокому вакууму и низким температурам.
Книга предназначена для широкого круга геологов, геохимиков, минералогов, занимающихся проблемами формирования эндогенных рудных месторождений.
В сборнике приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований, доложенных на рабочем совещании «Экспериментальные методы исследований рудных систем в гидротермальных условиях» (Новосибирск, сентябрь – октябрь 1977 г.). В публикуемых статьях описаны методики и результаты спектрофотометрических, электрохимических кинетических и других исследований условий гидротермального рудообразования, а также машинные методы математической обработки и планирования экспериментов.
Книга представляет интерес для геохимиков и химиков, занимающихся изучением водных растворов при повышенных температурах и давлениях.
В сборнике приводятся материалы экспериментальных и теоретических исследований ЭПР и оптических спектров поглощения примесных и дефектных центров в некоторых минералах и синтетических кристаллах. Сообщаются результаты изучения протонного магнитного резонанса в искусственных хроматах. Приведены результаты определения пористости и проницаемости для различных коллекторов нефти и газа методом спиновое эхо. Разобраны особенности направления осей наилегчайшего намагничивания и осей оптической индикатриссы в искусственных сульфатах и некоторых минералах.
В монографии обобщаются результаты детального микрозондового изучения метеоритов и особенно самых распространенных примитивных их типов - хондритов, доказывающих их магматическую природу. Этот вывод получил в работе также подтверждение экспериметальным моделированием образования хондритов в результате развития в расплавах железосиликатной жидкостной несмесимости. Особое внимание в монографии уделяется алмазоносности, свойственной примитивным метеоритам (хондритам, уреилитам, некоторым железным метеоритам). Она фиксирует раннюю стадию эволюции метеоритного вещества в недрах их материнских протопланет-гигантов под огромным давлением их флюидных оболочек, хотя окончательная кристаллизация примитивных метеоритов происходила после потери флюидных оболочек их материнскими протопланетами на собственно планетной стадии, непосредственно предшествующей их взрывному распаду на астероиды. Приведенные в работе результаты изучения метеоритов позволили существенно уточнить и детализировать хондритовую модель образования Земли и планет ее группы и разработать новую ахондритовую модель образования Луны и других спутниковых планет Солнечной системы.
Для специалистов в области наук о Земле.
Книга представляет попытку систематического рассмотрения условии формирования и принципиальных особенностей зональности рудных тел и сопутствующих ореолов на низко- и среднетемпературных жильных гидротермальных месторождениях с позиций термодинамического моделирования процессов рудообразования. В исследовании используется равновесно-динамический подход, в котором процесс описывается последовательными равновесными состояниями с включением некоторых элементов динамики. Построены обобщенные модели рудообразующих гидротермальных систем жильных полиметаллических и урановых месторождений, включающие область формирования первичных рудоносных растворов и области рудо- и ореолообразования.
Книга рассчитана на геологов, изучающих рудные месторождения, специалистов-геохимиков, может служить пособием по моделированию процессов рудообразования для студентов и аспирантов.
Монография посвящена исследованию динамики направленных необратимых процессов изменений в состоянии системы, фракционатов и фаз ее во время кристаллизации. В работе излагаются методы и результаты нового, вариационного физико-химического анализа распределения компонентов в кристаллизующихся системах на фоне непрерывных изменений температуры и давления. Теоретические основы (понятия и математический аппарат) вариационного анализа процессов кристаллизации одно-, двух- и многокомпонентных систем рассматриваются на конкретных примерах реальных природных и экспериментальных систем. Анализируются топология, метрика и функциональный анализ метрики равновесных и неравновесных физико-химических диаграмм, в том числе базальтовых расплавов. Физическая природа изменений состояния реальных кристаллизующихся систем исследуется с позиций общей динамической теории кристаллизации с применением принципов термодинамики стационарных необратимых процессов. Выявляются признаки стационарности процессов в макросистемах и вырождения этих систем (уменьшение числа переменных, определяющих их состояние).