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

В книгу включены новые материалы по геологии и теории формирования рудоносных кор выветривания — бокситоносных, никеленосных, редкометальных и др., а также связанных с ними различных неметаллических полезных ископаемых. Приведены данные детального минералогического исследования продуктов выветривания с использованием новейших методов локального анализа. Рассмотрены особенности гумидного выветривания на алюмосиликатных и карбонатных породах в течение фанерозоя и докембрия. Приведена новая информация по аридному и криогенному выветриванию.
Книга предназначена для геологов и специалистов, занимающихся изучением полезных ископаемых.

Рассмотрены вопросы физико-химического анализа условий формирования горных пород и минеральных рудных ассоциаций на основе новейших геохимических, экспериментальных и теоретических данных; модели силикатно-рудных, силикатно-флюидных систем, равновесия в гидротермальных растворах, фазовые отношения в системах с минералами переменного состава. Обсуждаются возможности реконструкции условий рудообразования. Приведены новые термодинамические данные для силикатных и рудных система и рассмотрены методические вопросы физико-химического эксперимента

Монография представляет первое в советской и зарубежной литературе систематическое изложение основ нового направления - физико-химического моделирования природных процессов минералообразования на ЭВМ. Описан использованный математический аппарат оптимального программирования. Приведены примеры с детальным анализом численных выкладок.

Рассмотрены комплексные исследования поведения золота и сопутствующих элементов в зонах гипергенеза золоторужных месторождений, а также вопросы электрохимических реакций выделения золота из фильтрационных растворов. Приведены типоморфные особенности искусственно выращенных кристаллов золота в условиях, приближенных к гипергенным.

Рассмотрен один из наиболее сложных физико-химических процессов структурно-вещественного преобразования горных пород и минералов в условиях земной поверхности - процесс выветривания. Особое внимание уделяется последовательности минеральных трансформаций при развитии гипергенных профилей на породах различного состава и генезиса. Показано, что разнообразие минералогических типов профилей выветривания определяется степенью протекания реации взаимодействия вода-порода, режимом парциального давления углекислого газа и составом исходной породы

Рассматривается химический и редкоэлементный состав слюд гранитоидных формаций Центрального и Восточного Забайкалья и анализируются условия кристаллизации гранитных интрузий разных формаций. В приложении приведены 248 химических анализов слюд и содержание в слюдах редких элементов.

Работа носит справочный характер. Методами математической статистики рассчитаны средние химические, минальные и редкоэлементные составы слюд, представляющих гранитоиды соответствующих формаций (включая мусковиты пегматитов)

Предлагаемая книга представляет критическое обобщение мирового материала экспериментальной петрологии с целью построения новой системы термодинамических свойств минералов, согласованной с опорными экспериментальными реакциями минералообразования. В книге в систематической форме излокеиы. оригинальные методы обработки данных экспериментальной петрологии с помощью ЭВМ и сделан подробный анализ различных источников ошибок, влияющих на точность термодинамических свойств минералов новой системы. Специальный раздел книги посвящен методическим основам (теория, алгоритмы, "эффективные вычислительные процедуры, программы, численные примеры) нового для геохимии и петрологии метода физико-химического моделирования,на ЭВМ слоеных гетерогенных равновесий систем и му-льтисистем путем численной минимизации свободной энергии Гиббса методами линейного и выпуклого программирования. Таким образом, издание настоящей книги преследует две цели:

Книга содержит значения основных термохимических констант: стандартных энтальпий образования, стандартных изобарных потенциалов образования энтропии и уравнений теплоемкости элементов, окислов, минералов, жидкостей, газов, ионов и молекул в водных растворах.

Изучение физико-химических процессов природного минералообра-зования — ведущее направление современных геохимических и петрологических исследований. Методология этих исследований складывается из глубокого теоретического анализа геологических данных и разработки достаточно строгих и общих физико-химических моделей, достоверность которых, кроме сопоставления с природными наблюдениями, проверяется постановкой эксперимента или проведением количественного термодинамического расчета. Поэтому в последние годы большое значение приобретает проблема исходных термодинамических констант.

Термодинамические свойства многих веществ можно найти в фундаментальных справочниках: F. D. Rossini et al. [656], Термические константы неорганических веществ [170], W. M. Latimer [547], Термические константы веществ [168], [169], Термодинамические свойства индивидуальных веществ [171], К. Е. Уикс и Ф. Е. Блок [176], Я. И. Герасимов и др. [44—47]. В них приведены рекомендованные значения термодинамических свойств. Кроме того, справочники [170, 656, 168, 169] представляют систему взаимосогласованных данных. Как ценное дополнение к указанным справочникам следует рассматривать работу М. X. Ка-рапетьянц и М. Л. Карапетьянц [86], которая является самой полной сводкой основных термодинамических свойств неорганических и простых органических веществ, опубликованных в мировой литературе в период 1950—1961 гг. Можно назвать еще ряд работ [534, 180, 172, 12, 13], в которых приводятся термодинамические свойства различных веществ, представляющих интерес для геохимиков и петрологов.

В монографии рассматриваются теоретические вопросы химического равновесия в гетерогенных многокомпонентных мультисистемах и методика термодинамической обработки мирового фонда термохимии и экспериментальной петрологии с целью получения оптимальных термодинамических свойств минералов и индивидуальных веществ. Впервые приводится обобщенная сводка оптимальных термодинамических свойств минералов.
Книга рассчитана на специалистов, занимающихся вопросами физикохимии в геологии, петрологии, минералогии, химической технологии и в других областях научного и практического приложения физико-химического моделирования на ЭВМ. Может быть рекомендована в качестве учебного пособия аспирантам и студентам вузов, изучающим курсы физической химии и физико-химической петрологии.