Вопросы к экзамену по технической и экспериментальной петрологии

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

Вопросы по курсу Экспериментальная и техническая петрология для студентов кафедры петрологии Геологического факультета МГУ в 5-ом семестре
Год составления - 2008

Содержание 1 Проблемы магматизма 2 Техника и методика эксперимента 3 Математические методы обработки опытных данных 4 Проблемы метаморфизма 5 Проблемы метасоматоза 6 Состояние вещества (кристаллические и флюидные фазы) 7 Билеты к экзамену по экспериментальной и технической петрологии

Проблемы магматизма

1. Основные принципы теории кристаллизационной дифференциации. Петрологическое значение.
2. Изменение плавления при высоких давлениях. Петрологическое значение.
3. Жидкостная несмесимость. Ее критерии и петрологическая роль.
4. Растворимость воды в силикатных расплавах и ее значение.
5. Плавление под давлением воды по сравнению с сухими системами. Петрологические следствия.
6. Отличие магматического замещения от анатексиса и ассимиляции по экспериментальным данным.
7. Физико-химические особенности и значение систем с солевыми компонентами. Возможности экспериментального подхода к решению проблемы связи магматизма с рудообразованием.

Техника и методика эксперимента

Уметь кратко и толково рассказать: (а) два главных способа создания давления; (б) степень заполнения; (в) принцип работы мультипликатора; (г) развитие идей в конструировании твердофазных аппаратов; (д) степень заполнения; (е) буферные методики. - стр. 278-282; и) критерии равновесия (особенно: подход с двух сторон, метод моновариантной реакции). стр. 312-318.

Математические методы обработки опытных данных

1. Расчет среднего арифметического и среднеквадратичного отклонения (Sx)
2. Расчет погрешности измерений
3. Коэффициенты корреляции, уравнение линейной регрессии
4. Расчет погрешности аппроксимации полиномиальной зависимости y_i = f(x_i)
5. Правила округления чисел. Расчет среднего арифметического.
6. Кривая Гаусса распределения ошибок измерения.

Проблемы метаморфизма

1. Использование минеральных равновесий с участием минералов постоянного состава для оценок PT- параметров минералогенеза.
2. Роль флюидной фазы при минералогенезе (транспорт вещества, катализ минеральных реакций, перенос тепла).
3. Реакции гидратации - дегидратации, карбонатизации - декарбонатизации, их зависимость от температуры и давления и применимость для оценок нахождения минеральных фаций.
4. Равновесия минералов переменного состава. Их использование в качестве геотермометров и геобарометров.

Проблемы метасоматоза

1. Два подхода к экспериментальному изучению метасоматоза;
2. Общие особенности метасоматитов (зональность и ее свойства, способы переноса вещества);
3. Результаты проверки выводов теории: образование зональности; одновременность образования зон; локальное равновесие; замедление разрастания диффузионной зональности со временем; уменьшение числа минералов по колонке и вполне подвижное поведение компонентов;
4. Количественная проверка выводов теории на примере зональности между бруситом и кварцем;
5. Неочевидные результаты экспериментов: продолжительность метасоматических процессов в природе; механизмы метасоматоза (образование псевдоморфоз и выполнение порового пространства); граничные условия образования фаций метасоматитов и обоснование сути формаций;
6. Взаимодействие магм с вмещающими породами

Состояние вещества (кристаллические и флюидные фазы)

1. Распределение элементов по неэквивалентным позициям структуры, применимость для оценок температуры.
2. Свойства простейших флюидных систем. Бинарные Tx- диаграммы систем вода - хлорид натрия и вода - углекислота.
3. Влияние температуры и давления на состояние и свойства кристаллических фаз.

Билеты к экзамену по экспериментальной и технической петрологии

Билет 1

1. Два главных способа создания давления; степень заполнения; принцип работы мультипликатора; развитие идей в конструировании твердофазных аппаратов.
2. Основные принципы теории кристаллизационной дифференциации. Петрологическое значение. Влияние давления.
3. Технологические процессы, основанные на твердофазовых реакциях. Механизмы и факторы реакций спекания и рекристаллизации.

Билет 2.

1. Типы экспериментальных установок и возможности моделирования на них эндогенных процессов.
2. Растворимость воды и углекислоты в силикатных расплавах и их значение. Плавление под давлением воды по сравнению с сухими системами. Петрологические следствия.
3. Влияние полиморфных превращений кремнезема на технологию и службу динасового огнеупора.

Билет 3.

1. Измерение и регулировка температуры с помощью термопар. Значение термоэлектрических законов.
2. Физико-химические особенности и значение систем с солевыми компонентами. Возможности экспериментального подхода к решению проблемы связи магматизма с рудообразованием.
3. Объекты исследования технической минералогии и петрографии. Сходство и различие с горными породами.

Билет 4.

1. Самоуплотняющиеся затворы.
2. Использование минеральных равновесий с участием минералов постоянного состава для оценок PT- параметров минералогенеза.
3. Типы и производство спеченных огнеупоров. Петрографические исследования сырья, изделий и изучение фазовых равновесий на примере динаса.

Билет 5.

1. Расчет среднего арифметического и среднеквадратичного отклонения (Sx).
2. Роль флюидной фазы при минералогенезе (транспорт вещества, катализ минеральных реакций, перенос тепла).
3. Стекло. Определение я главные свойства. Роль петрографических исследований.

Билет 6.

1. Расчет погрешности измерений.
2. Реакции гидратации - дегидратации, карбонатизации - декарбонатизации, их зависимость от температуры и давления и применимость для оценок границ минеральных фаций.
3. Классификация металлургических шлаков, их химический и минеральный состав. Роль петрографических исследований.

Билет 7.

1. Коэффициенты корреляции, уравнение линейной регрессии.
2. Равновесия минералов переменного состава. Их использование в качестве геотермометров и геобарометров.
3. Плавленные огнеупорные материалы, их минералого-петрографическая характеристика.

Билет 8.

1. Расчет погрешности аппроксимации полиномиальной зависимости y_i = f(x_i)
2. Результаты экспериментальной проверки выводов теории метасоматоза: образование зональности; одновременность образования зон; локальное равновесие; замедление разрастания диффузионной зональности со временем; уменьшение числа минералов по колонке и вполне подвижное поведение компонентов.
3. Классификация, минералого-петрографическая характеристика, производство и применение вяжущих материалов. Контроль качества портландцементного клинкера.

Билет 9.

1. Правила округления чисел. Расчет среднего арифметического.
2. Экспериментальное развитие теории метасоматоза: продолжительность метасоматических процессов в природе; механизмы метасоматоза (образование псевдоморфоз и выполнение порового пространства); граничные условия образования фаций метасоматитов; размытость границ зон.
3. Каменное литье на основе пород основного состава. Вариативность минерапообразования. Роль методов петрохимических пересчетов.

Билет 10.

1. Кривая Гаусса распределения ошибок измерения.
2. Экспериментальное моделирование взаимодействия магм с вмещающими породами и техногенных расплавов с огнеупорами.
3. Главные типы и производство плавленно-литых огнеупоров. Контроль качества по количественному фазовому составу и структуре.

Билет 11.

1. Соотношение условий, создаваемых в эксперименте и природного минералообразования.
2. Распределение элементов по неэквивалентным позициям структуры, применимость для оценок температуры.
3. Важнейшие типы фазовых равновесий в пирометаллургии. Вклад петрологов в их изучение и изыскание возможностей утилизации шлаков.

Билет 12.

1. Буферные методики и их значение для петрологии. Экспериментальные методы задания вполне подвижного поведения компонентов.
2. Влияние температуры и давленая на состояние и свойства кристаллических фаз.
3. Технологические особенности производства базальтового каменного литья. Понятие о вариативности минералообразования. Роль петрохимических пересчетов.

Билет 13.

1. Критерии равновесия. Методы: кинетических кривых, подхода с двух сторон, моновариантной реакции.
2. Свойства простейших флюидных систем. Бинарные TX- диаграммы систем вода — хлорид натрия и вода - углекислота.
3. Роль экспериментальных исследований в совершенствовании гидрометаллургических процессов.

Билет 14.

1. Использование P-V-T данных летучих веществ для проведения экспериментов.
2. Современные представления о структуре силикатных расплавов.
3. Значение петрографических исследований для контроля и совершенствования технологии стекла.

Билет 15.

1. Количественное определение летучести кислорода с помощью твердых электролитов.
2. Кислотно-основное взаимодействие в расплавах и его петрологическое значение.
3. Классификация, фазовый состав и технология керамических материалов. Роль петрографических исследований.