Источники естественных неравновесных конденсированных систем и методы их исследований

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие редактора	4
Введение	7
Глава 1. Источники естественных неравновесных конденсированных систем и методы их исследований	17
1.1. Эксплозивные вулканические извержения	20
1.2. Термические и механохимические воздействия	23
1.3. Методы неразрушающих исследований конденсированных систем	26
1.3.1. Определение удельной поверхности образцов пирокластики по методу С. Брунауэра, и Э. Теллера (БЭТ)	27
1.3.2. Отбор и приготовление образцов в технологиях базальтового волокна	29
1.3.3. Оптическая и электронная микроскопии	32
1.3.4. Рентгенофазовый и микрозондовый анализы	33
1.3.5. Исследование неравновесных систем с помощью мессбауэровской спектроскопии, анализ информации базы данных «Мессбауэровские спектры минералов и горных пород»	34
1.3.6. Малоугловое рассеяние нейтронов и рентгеновского излучения	37
1.3.7. Инфракрасная спектроскопия	39
1.3.8. Электронная микроскопия	39
Глава 2. Твердая дисперсная фаза эруптивного вулканического облака	41
2.1. Общие характеристики и классификация эксплозивного вулканизма, образование дисперсной фазы	41
2.1.1. Извержение вулкана Тятя (1973 г., о. Кунашир)	50
2.1.2. Большое трещинное Толбачинское извержение (1975–1976 гг., Камчатка)	56
2.1.3. Извержение вулкана Алаид (1981 г., о. Атласова)	61
2.2. Пылевая компонента эруптивного газо-пылевого облака	63
2.2.1. Классификация пирокластических частиц, методы определения параметров гранулометрического состава образцов и различие между средним и медианным размером	63
2.2.2. Образцы с логарифмически-нормальным распределением массы по размерам частиц, закономерности изменения толщины пирокластического чехла и определение изверженного объема	71
2.2.3. Закономерности уменьшения среднего раз­мера частиц с расстоянием, определение гранулометрического состава всей изверженной массы и ее поверхности	92
2.2.4. Оценка объема пирокластического материала, извергаемого вулканами суши	107
Выводы	116
2.3. Эруптивное вулканическое облако как дисперсная неравновесная система	118
2.3.1. Термодинамические особенности дисперсных систем применительно к среде эруптивного вулканического облака	118
2.3.2. Количественные оценки концентрации твердой фазы в эруптивном облаке и гравитационная седиментация частиц	134
2.3.3. Энергетика материала эруптивного выброса, скорость закалки пирокластики и физико-химические процессы в эруптивном облаке	147
Выводы	153
2.4. Физико-химические свойства и каталитическая ак­тивность пирокластического материала	155
2.4.1. О минимальном размере пирокластических частиц по данным электронной микроскопии	155
2.4.2. Количественная оценка доли мельчайшей фракции, ее поверхности и пористости вулканической пирокластики	161
2.4.3. Железосодержащие фазы в пирокластике	173
2.4.4. Сорбционные и каталитические свойства ювенильной пирокластики	175
2.4.5. О возможных причинах каталитической активности вулканической пыли	179
Выводы	187
Глава 3. Газосфера Земли – один из источников неравновесности литосферы	191
3.1. Надкритическое состояние вещества в глубинах Земли	193
3.2. Симметрия газосферы относительно земной коры	200
3.3. Роль летучих в образовании геофизических аномалий электропроводности	204
3.4. Другие геохимические следствия концепции «газосфера»	208
Выводы	210
Глава 4. Фазообразование в объеме некоторых геохимических систем	211
4.1. Неравновесные состояния в системах на макроуровне и релаксационные процессы	211
4.2. Химические формы стабилизации минералов в процессе релаксации	213
4.2.1. Роль аморфизации при фазообразовании	214
4.2.2. Высокотемпературные фазовые изменения в базальтовых шлаках	224
4.2.3. Порошковый износостойкий материал на основе железа - роль частичной аморфности компонентов	239
4.2.4. Механоактивация базальтовых систем	242
4.3. Мессбауэровские исследования процессов фазообразования в порошках и спеченных материалах из минерального сырья	254
4.3.1. Углеборотермическое восстановление природного титаномагнетита	258
4.3.2. Водородное восстановление конкреций	265
4.3.3. Углеборотермическое восстановление ильменита	267
4.3.4. Углетермическое восстановление природного хромита	267
4.4. Полосчатые (зональные) материалы	268
4.5. Оливин в базальтовой пирокластике различной дисперсности	274
4.6. Статистическое изучение масс и размеров платиновых самородков	282
Выводы	287
Глава 5. Воздействие естественного искрового процесса (молнии) на горную породу	289
5.1. История находок фульгуритов	289
5.2. Фульгурит по базальту	291
Глава 6. Физико-химические свойства стекловолокон из алюмосиликатов базальтового состава	298
6.1. Состояние исследований стекол базальтового состава и процессов получения каменных волокон	301
6.1.1. Некоторые сведения из истории получения минеральных стекловолокон, терминология	302
6.1.2. Исходные алюмосиликатные системы (оснóвные породы)	307
6.1.3. Высокотемпературные растворы базальтового состава	311
6.1.4. Некоторые природные и искусственные стекла из оснóвных пород	313
6.1.5. Минеральные стекловолокна и материалы на их основе	317
6.1.6. Процессы получения минеральных волокон и задачи данной главы	322
6.2. Влияние фазового состава оснóвных пород на степень кристалличности каменного волокна	331
6.2.1. Неоднородность исходных систем	332
6.2.2. Морфология образцов каменных волокон	341
6.2.3. Реликтовая и приобретенная кристалличность каменных волокон	344
6.2.4. Выбор алюмосиликатных систем для различных процессов выработки каменного волокна, модуль кислотности	351
6.2.5. Проблема неорганического связующего	355
6.3. Мессбауэровские исследования химических форм железа	359
6.3.1. Влияние фазового состава исходных систем на однородность высокотемпературных растворов	359
6.3.2. Роль зарядовых форм железа в образовании структуры стекла	364
6.3.3. Явление частичного перехода Fe2+ в Fe3+ на платиновых фильерах в дуплекс-процессе получения базальтового стекловолокна	371
6.4. Наноструктурные исследования каменных волокон	374
6.4.1. Структурная неоднородность стекловолокон	374
6.4.2. Фрактальная размерность поверхности образцов с различной термической предысторией	378
6.4.3. Фрактальная размерность объемной неоднородности образцов	383
6.5. «Релаксационный» принцип управления фазообразованием при производстве базальтового волокна	402
Выводы	403
Литература	405
Сведения об авторах	436
Содержание	437