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.

Реконструкция условий становления и эволюции архейской литосферы, в значительной мере определившей основные черты геологического строения и металлогении современной континентальной земной коры древних платформ, является одной из наиболее сложных и актуальных проблем в современной геологической науке. Северо-восточная часть Балтийского щита является благоприятным объектом для выяснения условий формирования континентальной коры на ранних стадиях развития Земли, для неё характерно наличие двух наиболее главных для архея типа структур: гранит-зеленокаменных и гранулито-гнейсовых. К самым древним гранулито-гнейсовым образованиям Кольского полуострова всегда относились толщи гнейсов кольской серии, прорванные архейскими эндербитами и олигоклазовыми гранитами (Полканов, 1935; Полканов, Ге р л и н г, 1961; Куплетский, 1939; Харитонов, 1958; Горяинов, 1970; и др.). Геологические исследования гранулито-гнейсовых комплексов имеют длительную историю, тем не менее, до настоящего времени многие вопросы в сложной эволюции их становления остаются дискуссионными. От их решения зависит понимание истории и механизмы формирования архейской коры, научное прогнозирование и обоснование поисково-разведочных работ. К числу таких вопросов относятся возраст и природа протолита, этапы проявления и закономерности пространственно-временного развития магматических и метаморфических процессов. В изучении этих вопросов имеет ключевое значение выявление этапности эндогенных процессов, их длительности, реконструкция геологических условий формирования магматических и метаморфических образований, в которых сохранились наиболее ранние минеральные ассоциации.

Объект исследований

Для выяснения этапов и термодинамических режимов формирования земной коры на ранних стадиях её развития был выбран архейский эндербит-гранулитовый комплекс района Пулозеро – Полнек-Тундры, расположенный в центральной части Центрально-Кольского мегаблока (террейна). В пределах этого района развиты различные по своему происхождению и вещественному составу породы, которые могут рассматриваться в качестве реперных геологических образований для реконструкции истории геологического развития региона. В отличие от других участков подобного типа здесь во всех разновидностях пород фиксируются архейские минеральные парагенезисы различных генераций, что позволяет наиболее достоверно определять этапы метаморфических процессов. Следует отметить, что данный объект относительно хорошо сохранился от воздействия более поздних протерозойских процессов.

В монографии изложены основы физической химии в объеме, необходимом для понимания химических процессов, сопровождающих отложение хемогенных толщ. Значительное место отведено разъяснению закономерностей, определяющих равновесия в растворах. Анализируется состояние компонентов в морской воде как среде, в которой формируются осадочные породы. Рассмотрены полиморфные превращения минералов и условия их гидратации. Освещена роль органического вещества в создании соответствующей физико-химической обстановки бассейна и иловых отложений. Изложение сопровождается примерами, на которых показано, что формальное применение термодинамики не всегда приводит к правильным геохимическим выводам.

Книга рассчитана на геологов, интересующихся возможностями и ограничениями физической химии при решении вопросов минералообразования.

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.

Настоящий учебник имеет целью дать представление о теоретических предпосылках, современном состоянии и практическом приложении физической химии в геологии и почвоведении. В книге изложены основные законы и соотношения термодинамики, учение о фазовых, адсорбционных и химических равновесиях, основы теории растворов, термодинамики неравновесных процессов и химической кинетики, представления о равновесных и неравновесных свойствах растворов электролитов, понятия об электрохимических цепях и их электродвижущих силах (ЭДС), о применении метода ЭДС в химии и геологии. Для студентов, аспирантов и научных сотрудников, работающих в области инженерной геологии, гидрогеологии, геокриологии и охраны геологи ческой среды, а также почвоведов. Цель книги: дать студентам-геологам представление о теоретических основах, современном состоянии и практическом приложении физической химии в геологии. В настоящее время большинство инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических исследований требует от специалиста-геолога глубокого знания основ физической химии. В связи с этим в предлагаемом курсе особое внимание уделено таким вопросам, как основные законы и соотношения термодинамики, фазовые и химические равновесия, учение о растворах и адсорбции веществ, основы термодинамики неравновесных процессов и химической кинетики, представления об электрохимии растворов электролитов и электродвижущих силах (ЭДС) и о применении метода ЭДС в химии и геологии. Задача книги: сформировать у студентов-геологов современные представления о свойствах водных растворов электролитов, о методах расчета фазовых и химических равновесий, о принципах решения ряда проблем неравновесных систем с помощью положений термодинамики неравновесных процессов и химической кинетики. Эти знания необходимы для обоснованного подхода к решению вопросов генезиса и формирования природных вод, грунтов и минеральных ассоциаций в целом, для применения известных законов и соотношений физической химии к различным соответствующим проблемам гидрогеологии, инженерной геологии, грунтоведения и геокриологии. Автор весьма признателен профессорам А.Г.Дедову и К.Н.Никитину за рецензирование учебника и ценные замечания, высказанные ими, а также профессорам С.Д. Воронкевичу и О.М.Полтораку, просмотревшим рукопись и давшим ценные советы по ее улучшению.

При помоши разработанного автором метода термодинамического расчета ионно-минеральных равновесий в гидротермальных системах рассматриваются физико-химические условия минералообразования редкометально-грейзеновых, касситерит-сульфидных и скарново-пропилито-сульфидных месторождений. Устанавливаются индикаторные ассоциации минералов, минеральные фации метасоматитов и физико-химические факторы зональности рудных тел.

Учебное пособие знакомит с современными методами исследования природных объектов и геохимических процессов и а основе принципов химической термодинамики. Приводятся основные понятия и законы термодинамики, описываются экспериментальные и расчетные методы получения термодинамических данных и влияние температуры и давления на состояние важнейших геохимических систем. Представлены современные методы расчета равновесного состава сложных геохимических систем и принципы численного моделирования на ЭВМ геохимических процессов. Даны примеры термодинамических моделей гидротермальных, экзогенных и космохимических процессов.

Для студентов-геохимиков, специалистов, занимающихся вопросами применения химической термодинамики для исследований геохимических процессов.

Течение жидкостей и газов через пористые или трещиноватые породы рассматривается в подземной гидравлике как изотермический процесс [28, 96, 104]. Во многих практических случаях постулирование постоянной температуры подземных потоков не приводит к серьезным последствиям. Это было показано в 1939 г. Б.Б.Лапуком [31,32], который впервые рассматривал подземное течение как дроссельный процесс. С тех пор, как вытекает из монографии А.Э.Шейдеггера [104], в которой освещаются материалы по проблеме течения в пористой среде за последнее двадцатилетие, температурные режимы потоков в пористой среде ни в Советском Союзе, ни за рубежом по существу не изучали. По мере развития техники глубинных измерений (в частности, с повышением точности и чувствительности глубинных дистанционных термометров) подземные температурные процессы оказались доступными для непосредственных наблюдений. Открылись реальные возможности для существенного расширения информации о процессах, происходящих в нефтяных и газовых месторождениях. Практика показала высокую разрешающую способность температурных кривых и в этой связи, естественно, возрос практический интерес к теории термодинамических явлений в условиях пористой среды. Первые температурные исследования земных недр проводились геофизиками и ограничивались изучением естественного теплового поля Земли. Итоги этих исследований излагаются во многих работах, например в монографиях В.Н.Дахнова и Д.И.Дьяконова [И], Д.И.Дьяконова [16], в более общем плане в монографии Б.Гутенберга [10] и др. Вопросам конвективного нагревания пористой среды уделялось относительно много внимания в последнее десятилетие в связи с разработкой различных методов теплового воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи [69]. К первым теоретическим работам в этой области можно отнести работы И.А.Чарного [75], Э.Б.Чекалюка [82], Л.П.Рубинштейна [61] и др. Аналогичные задачи, связанные с охлаждением пласта при нагнетании воды в скважину,рассматривали Э.Б.Чекалюк [91], М.А.Пудовкин [60] и др.

The maturing of the Earth sciences has led to a fragmentation into subdisciplines which speak imperfectly to one another. Some of these subdisciplines are field geology, petrology, mineralogy, geochemistry, geodesy and seismology, and these in turn are split into even finer units. The science has also expanded to include the planets and even the cosmos. The practitioners in each of these fields tend to view the Earth in a completely different way. Discoveries in one field diffuse only slowly into the consciousness of a specialist in another. In spite of the fact that there is only one Earth, there are probably more Theories of the Earth than there are of astronomy, particle physics or cell biology where there arc uncountable samples of each object. Even where there is cross-talk among disciplines, it is usually as noisy as static. Too often, one discipline’s unproven assumptions or dogmas are treated as firm boundary conditions for a theoretician in a slightly overlapping area. The data of each subdiscipline are usually consistent with a range of hypotheses. The possibilities can be narrowed considerably as more and more diverse data are brought to bear on a particular problem.