Предисловие редактора американского издания

Книга "Растворы, минералы, равновесия" от титульного листа до предметного указателя написана Робертом М. Гаррелсом и Чарльзом Л. Крайстом, по сути дела, заново. Однако формально она считается вторым изданием более ранней работы Гаррелса "Mineral Equilibria", опубликованной в 1960 г.¹ В подготовке нового издания большую помощь Гаррелсу оказал Крайст - его ближайший коллега по Геологической службе США. Их сотрудничество оказалось настолько успешным, а книга была столь значительно переработана и пополнена, что ей с полным правом дали новое название, а Ч. Л. Крайст стал ее вторым автором.

Центральная тема настоящей работы - приложение термодинамики ко многим природным системам, представляющим интерес для геологов и геохимиков. Авторы данной книги, как и автор ее первого издания, ставили перед собой задачу рассмотреть наиболее простые и эффективные методы изображения одновременно протекающих химических реакций, особенно равновесных соотношений между минералами. Необходимость такой книги очевидна, ибо значение геохимических исследований подобного рода трудно переоценить. Признание этого положения пришло далеко не сразу; ныне же геохимия превратилась в столь важный раздел науки о Земле, что ее приверженцы в учебных заведениях, промышленных организациях, геологических службах и т. д. начинают исчисляться уже не десятками, как это было всего лишь четверть века назад, а тысячами. Объем геохимических исследований заметно увеличился даже за тот короткий период, который прошел со времени выхода в свет первого издания настоящей книги. Едва ли можно сомневаться в том, что многие, если не все, молодые исследователи, как и ветераны-геохимики, с удовлетворением отметят обновление тематики и расширение объема этой единственной работы, целиком посвященной применению химической термодинамики для решения геологических проблем. Кроме того, большой интерес для них, несомненно, представит изложенная в новой книге современная трактовка тех принципов, на которых основана их научная деятельность.

Книга Гаррелса и Крайста содержит 11 глав и несколько приложений. Изложение материала отличается краткостью и глубиной подхода к каждому рассматриваемому вопросу. Введение и глава о соотношениях между активностью и концентрацией знакомят читателя с основными термодинамическими закономерностями. Эти разделы книги написаны с таким расчетом, чтобы показать целесообразность использования термодинамики для решения геохимических вопросов. При рассмотрении твердых растворов не только отмечена их значимость, но и указано, что они являются многообещающим научным объектом для постановки дальнейших экспериментальных исследовании.

В связи с тем огромным вниманием, которое уделяют геологи различным карбонатам, особый интерес приобретает описание карбонатных равновесии. Эти минералы все чаще изучаются не только геохимиками, но и океанографами, стратиграфами, палеонтологами. Интенсивные исследования в данной области приводят не только к чисто научным открытиям. Результаты исследования карбонатов широко используются в промышленности, в связи с чем увеличено финансирование работ в этом направлении. Оче видно, что в самом скором времени для всех так называемых "геологов по рыхлым породам" станет совершенно необходимой элементарная грамотность в области геохимии. Если они будут изучать и понимать карбонатные равновесия на уровне, предлагаемом Гаррелсом и Крайстом, то такая цель будет достигнута.

Представленный авторами материал о комплексных ионах и мето дах измерения Eh и рН фактически характеризует уровень наших знаний в этой области. Вместе с тем указывается на возникновение ряда затруднений при экспериментальных работах и теоретических построениях, связанных с участием комплексных ионов во многих системах. По сути дела, авторы пытаются посвятить студентов, а также своих коллег по профессии в тайны тончайших деталей неорганической химии, от которых зависит решение многих геологических и геохимических проблем. Кроме того, на нескольких примерах показаны возможность использования и преимущества новых способов графического решения некоторых подобных вопросов.

В главе, касающейся влияния температуры и давления на равновесия, рассматриваются методы, позволяющие эффективно использовать такие термодинамические уравнения, где в качестве переменных выступают давление и температура. В главе, посвященной комбинированным диаграммам, объясняется, как с помощью этих построений относительно просто решаются достаточно сложные задачи. Название заключительной главы книги - "Некоторые возможности применения диаграмм устойчивости минералов в геологических исследованиях"- говорит само за себя. Однако следует отметить, что, кроме геологических ситуаций, рассмотренных в этой главе, авторы на протяжении всей работы неоднократно обращаются и к другим примерам использования геохимии для решения геологических проблем.

В конце глав приводятся списки литературы и дается несколько контрольных упражнений, что позволяет рассматривать книгу "Растворы, минералы, равновесия" как ценное учебное пособие и вместе с тем никоим образом не умаляет ее достоинств как справочного руководства.

По своему опыту авторы предлагаемой книги превосходно дополняют друг друга. Роберт Гаррелс вырос и получил образование на Среднем Западе. Он окончил Мичиганский университет и стал доктором геологии в Северо-Западном университете. Геохимическими проблемами он начал заниматься в связи с изучением минералогии и рудных месторождений. Эти исследования привели его в геохимическую группу Геологической службы США, где началось его сотрудничество с Чарльзом Льюисом Крайстом. С 1955 г. Гаррелс - преподаватель Гарвардского университета, где он возглавил группу ученых, посвятивших себя исследованию химической стороны геологических проблем.

Д-р Крайст родился на восточном побережье; он закончил университет Джона Гопкинса и там же получил степень доктора химии. Он занимается теоретическими и методологическими вопросами приложения химии к анализу тех же геологических вопросов, которые интересуют и Роберта Гаррелса. В настоящее время Крайст как опытный специалист по структуре кристаллов возглавляет группу рентгеноструктурного анализа в компании "Америкен сайенэмид корпорейшн". Некоторое время Крайст занимался преподавательской деятельностью в университетах Джона Гопкинса и Уэслейна, затем началось его продолжительное сотрудничество с Геологической службой США, руководство которой в самом начале пятидеся тых годов проявило поистине мудрость и предусмотрительность, организовав исследования в совершенно незатронутой области геохимии. Ф. У. Кларк, стараниями которого уже самые первые геохимические исследования в Геологической службе проводились на самом высоком научном уровне, как мне кажется, был бы вполне удовлетворен современными достижениями в этой специальной области знаний и приветствовал бы предлагаемую работу двух своих талантливейших последователей.

¹ Имеется русский перевод: Р. Г а р р е л с. Минеральные равновесия при низких температурах и давлениях, М., ИЛ, 1962.- Прим. ред.