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第一章绪论1

第一节热力学概述1

一、热力学概念1

二、热力学分科2

三、热力学的几个主要特点3

第二节热力学在地质地球化学中的应用概况4

一、热力学的发展4

二、热力学在地质地球化学中的应用概况4

三、当前地质地球化学热力学发展的几个特点6

四、热力学在地质地球化学中应用的几个主要方面6

第三节热力学中常用的几个基本概念7

一、物系（或体系、系统）与环境7

二、相（用φ或F表示）8

三、组分9

四、物系的状态及其变化9

第四节 热力学中的理想体系与非理想体系10

第五节化学成分的图解表示法12

一、两组分的矿物成分的图解法12

二、三组分矿物成分的图解法13

第六节常用的符号、常数及单位15

一、常用符号15

二、计算中用到的常数值16

三、单位16

第二章热力学基础知识18

第一节热力学第一定律18

一、热力学第一定律概述18

二、内能19

三、功、热与焓22

四、热效应27

第二节热力学第二定律与熵34

一、热力学第二定律概述34

二、经典热力学定义的熵35

三、熵的性质37

四、统计热力学中的熵38

五、熵的计算39

六、混合熵42

第三节化学位43

一、热力学定律与化学位44

二、化学位的性质44

第四节热力学位能46

一、吉布斯自由能46

二、功函或亥姆霍茨自由能47

三、热力学位的性质48

四、热力学位之间的关系50

五、压力、温度、体积的变化与热力学位能的关系52

六、吉布斯——亥姆霍茨方程54

第三章逸度、活度和质量作用定律55

第一节气体的压力与逸度55

一、理想气体方程及其运算55

二、实际气体与逸度56

三、混合气体57

四、逸度和逸度系数的计算方式59

第二节溶液与活度62

一、溶液概述62

二、理想溶液与拉乌尔定律63

三、实际溶液与活度65

第三节 标准状态66

第四节温度、压力和组分对活度，逸度的影响69

一、活度、逸度的压力效应69

二、活度、逸度的温度效应71

三、活度、逸度的组分效应72

第五节质量作用定律与平衡常数74

一、概述74

二、气相反应中的质量作用定律与平衡常数75

三、液相反应中的质量作用定律和平衡常数77

四、多相多组分物系中的质量作用定律和平衡常数78

五、平衡常数的温度效应80

六、平衡常数的压力效应81

第六节吉布斯自由能的计算84

一、标准生成自由能（ΔGf°）和标准反应自由能（ΔGR°）的计算84

二、吉布斯自由能与温度、压力的关系85

三、用自由能函数计算ΔGT°值87

第四章相平衡及其应用90

第一节相律与相平衡90

一、吉布斯相律与相图90

二、矿物相律94

三、交代相律与组分的分类95

第二节凝聚物系的相图97

一、二元凝聚物系相图97

二、三元凝聚物系相图102

第三节非凝聚物系相图112

一、单组分物系相图112

二、双组分物系相图113

三、三组分物系相图119

第四节含挥发组分物系的相图121

一、含H2O物系相图121

二、含CO2物系相图125

三、含O2物系相图127

四、含硫物系相图130

第五节化学位相图133

一、一种完全活性组分化学位相图134

二、两种完全活性组分化学位相图135

三、化学位相图中单变线斜率的计算140

四、施林梅克法则145

第五章近地表成岩成矿作用中化学平衡条件的热力学计算150

第一节水溶液的某些热力学性质150

一、电介质水溶液150

二、天然水对岩石矿物的作用155

三、单独离子活度系数的近似求法159

四、水溶液中的化学平衡163

第二节近地表成岩成矿作用中Eh与PH值的计算165

一、Eh值的计算165

二、溶液的酸碱度169

三、Eh——PH图解175

第三节近地表水溶液中元素存在状态的热力学研究193

一、铀在地表水中存在的形式和沉出的Eh条件194

二、用热力学的方法研究成岩成矿溶液中元素存在形式和沉出条件的步骤197

第六章高温高压下成岩成矿作用中化学平衡条件的热力学计算199

第一节概述199

一、计算公式199

二、化学平衡类型201

三、计算步骤202

第二节纯固相化学平衡的热力学计算202

一、计算参数的求得203

二、同质多象矿物的转换与平衡的热力学计算205

三、纯固相平衡的热力学计算210

第三节含挥发组分化学平衡的热力学计算216

一、挥发组分概述216

二、含挥发组分化学平衡的计算参数与计算公式219

三、H2O与CO2的逸度系数223

四、计算实例225

第四节多相多组分化学平衡的热力学计算231

一、固溶体矿物233

二、非理想固溶液矿物237

三、含固溶体矿物化学平衡条件的计算241

四、含混合挥发物的化学平衡245

五、多相多组分化学平衡的热力学计算248

第七章硅酸盐岩浆结晶过程中化学平衡条件的热力学计算252

第一节硅酸盐岩浆的结晶平衡作用252

一、纯矿物的熔融与单组分熔体的结晶作用252

二、硅酸盐熔体结晶过程中活度与温度的关系254

三、二元硅酸盐熔体活度与组成的关系257

第二节缓冲剂反应化学平衡的热力学计算263

一、活度方程式264

二、压力对SiO2（或Al2O3）活度的影响267

第三节硅酸盐熔体中H2O的溶解度与矿物的平衡269

一、水对硅酸盐熔体结晶作用的影响269

二、含H2O硅酸盐熔体结晶过程中平衡条件的计算271

三、其它硅酸盐熔体中H2O含量的计算279

第八章微量元素分配的热力学性质及其应用283

第一节概述283

一、微量元素的概念283

二、微量元素的赋存状态284

第二节奈恩斯脱分配定律和分配系数285

一、奈恩斯脱分配定律与分配系数285

二、分配系数的热力学性质289

三、分配系数的测定291

第三节微量元素的分配与地质测温292

一、微量元素的分配与温度292

二、微量元素的分配系数与地质测温294

第四节微量元素的分配与岩浆演化302

一、微量元素对岩浆结晶作用的影响303

二、部分熔融中微量元素的分配308

第五节微量元素的分配与岩石成因310

一、微量元素的分配与岩浆岩的成因310

二、地表水蒸发过程中微量元素的分配311

第九章成矿能量与找矿313

第一节 概述313

第二节成矿模式与成矿能量314

一、成矿模式314

二、成矿能量318

第三节成矿能量的计算319

一、计算成矿能量的几点假设319

二、成矿能量计算公式的推导320

三、成矿能量计算的步骤与方法322

第四节成矿能量在找矿勘探工作中的应用323

一、矿石分级储量的计算323

二、成矿能量与原生晕找矿334

第十章热力学在地质地球化学中的一些应用实例341

第一节矿物稳定的热力学条件341

一、莱河矿稳定条件的研究341

二、磁黄铁矿稳定性的研究344

三、铁的氧化物与硫化物的稳定性347

四、碳和钛氧化物的稳定性350

五、我国某蚀变花岗岩中硫化物——菱锰矿组合稳定的热力学条件352

第二节岩浆岩酸碱度的热力学计算358

一、计算原理358

二、用氧化物的酸碱性计算岩石的酸碱度359

三、用标准矿物的酸碱性计算岩石的酸碱度363

四、用岩石的当量分子式计算其酸碱度367

五、我国秦东稀有元素花岗伟晶岩形成的酸碱度条件的热力学计算374

第三节花岗岩和伟晶岩的热力学研究376

一、我国广西鸟羊山花岗岩的热力学研究376

二、苏联马姆白云母伟晶岩的热力学研究389

三、我国新疆阿尔泰3号伟晶岩脉中矿物稳定性的热力学条件392

第四节硫化矿床的热力学研究393

一、方铅矿溶解度的热力学计算394

二、金的迁移与沉淀作用的热力学研究402

三、变安山岩（青盘岩）和与其有关的硫化矿床的热力学研究411

第十一章热力学计算数据的来源及其误差419

第一节矿物热力学性质的测定419

一、概述419

二、量热法420

三、相平衡法426

第二节矿物热力学数据的近似计算429

一、熵值的近似计算方法429

二、近似焓值的计算方法436

三、等压克分子热容的计算439

第三节计算矿物热力学数据的其它方法445

一、塔迪的经验公式445

二、其它方法介绍447

第四节热力学计算的误差448

一、误差概述448

二、热力学计算中误差的来源450

三、误差的传播451

四、热力学数据中的协方差问题453

第十二章地质测温与测压456

第一节概述456

一、成岩成矿作用中的温度与压力456

二、地质测温测压概述457

第二节长石温度计459

一、长石概述459

二、二长地质温度计461

三、斜长石地质温度计464

四、长石地质温度计中压力的确定470

第三节辉石温度计474

一、辉石概述474

二、顽火辉石温度计475

三、根据有辉石参加的化学平衡反应计算平衡温度477

四、其它一些辉石测温与测压的方法480

第四节钛铁氧化物地质温度计484

一、概述484

二、钛铁氧化物测温的方法与步骤486

三、实例488

第五节闪锌矿地质测温与测压490

一、闪锌矿概述490

二、闪锌矿测温491

三、闪锌矿测压495

第六节用缓冲剂反应的平衡条件计算成岩成矿的温度与压力496

一、缓冲剂反应概述496

二、用缓冲剂反应的平衡条件进行地质测温与测压的步骤497

三、计算实例498

第七节地质测温测压的一些其它方法499

一、用共结矿物测温499

二、利用巳知相图测温501

参考文献502