MineralCalc - минералогический калькулятор

Опубликовано: 01.03.2019, 17:06 | Автор: Super User

Как стало понятно из практики, многие ставят себе PetroExplorer Free только ради того, чтобы рассчитывать коэффициенты кристаллохимических формул анализов различных минералов, хотя эта программа способна на большее. С другой стороны, в процессе работы над PetroExplorer NEXT я существенно обновил и модернизировал алгоритмы расчета анализов минералов, их классификации и добавил функцию вывода кристаллохимических формул. Чтобы все это не пылилось под спудом в ожидании выхода работоспособной версии NEXT (до чего еще довольно далеко), я решил облегчить труд всем нуждающимся в оперативном расчете кристаллохимических формул минералов и создал новый инструмент в линейке Simple Tools. Итак, разрешите представить: MineralCalc - минералогический калькулятор!

Окно программы MineralCalc с открытой вкладкой Амфиболов

Если коротко, то это - расчетные модули минералов из PetroExplorer в одной оболочке, не нуждающиеся в базе данных и предназначенные исключительно для расчета введенных анализов минералов. Вместо отдельных текстовых полей для ввода и отображения значений используются двухстолбцовые таблицы, позволяющие делать это более компактно и в одном стиле. Программа управляется двумя кнопками - расчета и стирания введенных данных и двумя всплывающими меню для копирования и вставки данных через буфер обмена. Из нововведений - rtf-поле Формула, предназначенное для построения кристаллохимической формулы минерала по результатам расчета его анализа. Содержимое этого поля можно копировать в буфер и вставлять непосредственно в документ офисного пакета, поддерживающего форматирование строк.

Формат коэффициентов формульных элементов и сумм можно менять с помощью панели Формат коэффициентов в формуле, находящейся на последней вкладке Параметры.

Всего программа содержит семь вкладок - по одной для расчета анализов пяти минеральных групп: амфиболов, пироксенов, слюд, гранатов и полевых шпатов и одна вкладка предназначена для расчета анализов произвольных кислород-содержащих минералов. Первые пять вкладок отличаются друг от друга только количеством и названием расчетных таблиц а также набором исходных оксидов. Принцип работы с ними один и тот же: ввел исходные данные в таблицу оксидов, нажал кнопку расчета, посмотрел и скопировал результаты расчета - формулу, очистил таблицы кнопкой Стереть, следующий анализ... В некоторых случаях надо указывать сингонию минерала в Опциях расчета и выбрать - рассчитывать ли содержание Fe₂O₃ и Li₂O в анализе, или использовать исходные значения.

Вкладка расчета произвольного минерала отличается тем, что здесь отсутствует распределение формульных коэффициентов по позициям, отсутствует таблица миналов и панель классификации. Кристаллохимическая формула выводится без групповых скобок и только с коэффициентами элементов. Это обусловлено тем, что данная панель предназначена для расчета анализов разных минеральных классов - не только силикатов, но и окислов, сульфатов, фосфатов, карбонатов и т.п., теоретически любых кислородсодержащих соединений. Расчет можно вести двумя способами - по количеству анионов или по количеству катионов в идеальной формуле минерала. Эти количества надо указывать в соответствующих полях. Кроме того опционально возможен расчет содержания трехвалентного железа в анализе по методу Друпа. В остальном алгоритм работы с этой вкладкой тот же самый.

Последняя вкладка, как уже говорилось, служит для настройки параметров отображения кристаллохимической формулы.

Методы расчета.

В целом алгоритмы и методы расчета анализов минералов на формульные коэффициенты остались прежними, однако были существенно пересмотрены, уточнены и модернизированы.Наибольшие изменения коснулись схем классификации минералов различных групп. Здесь я не буду подробно описывать все изменения - это тема для отдельной статьи, лишь кратко перечислю самые важные.

Амфиболы. Расчет производится по методу Шумахера на 24 атома кислорода с последующей нормализацией путем определения идеальной формулы и подсчета зарядов. Если значения содержания Fe₂O₃ и H₂O+ в исходных данных анализа отсутствуют (равны 0), то исходное содержание FeO принимается за общее содержание железа, а расчет коэффициентов Fe²⁺, Fe³⁺ и OH-группы производится на основе стехиометрических отношений в идеальной формуле амфибола. Классификация может производится как по старой схеме B.Leake et al. (2004), так и по новой по схеме F.C.Hawthorne et al. (2012) со всеми возможными рутнеймами и отдельно определяемыми префиксами. Для выбора схемы классификации предназначены соответствующие переключатели на панели Опции расчета.

Пироксены. Как и прежде расчет производится на 4 катиона и 12 анионов по методике R. Sturm (2002) с автоматическим определением коэффициентов Fe²⁺ и Fe³⁺ по методу G.T.R. Droop (1987), а классификация дается на основе классической схемы N. Morimoto (1988) на три группы: Ca-Mg-Fe пироксены, Na пироксены и Ca-Na пироксены.

Слюды. Расчет производится на 22 положительных заряда с учетом количества трехвалентного железа и воды с последующим вычислением геохимических коэффициентов и миналов. Классификация производится согласно рекомендациям G. Tischendorf (2008) и Комиссии по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации. Опционально можно рассчитать теоретическое содержание Li₂O в анализе и коэффициенты Fe²⁺ и Fe³⁺ по методу G.T.R. Droop (1987).

Гранаты. Расчет производится на 12 анионов по методике A. Locock (2008) с подсчетом баланса зарядов и определением коэффициентов Fe²⁺, Fe³⁺ ,Mn²⁺ и Mn³⁺, а также с вычислением шести основных миналов: пиропа, альмандина, спессартина, гроссуляра, андрадита и уваровита. Поскольку чисто геохимической классификации гранатов не существует, а КНМНМ ММА относит к супергруппе граната не только силикаты, но и оксиды, гидроксиды, ванадаты, арсенаты и галоиды, то в программе приводится классификация только для силикатных видов граната.

Полевые шпаты. Здесь ситуация похожа на ситуацию с гранатами. Чисто химической классификации полевых шпатов нет, поэтому расчет формулы ведется на 5 катионов и 8 анионов с определением коэффициентов Fe²⁺ и Fe³⁺ по методу G.T.R. Droop (1987), затем вычисляются основные миналы: альбитовый, анортитовый и ортоклазовый, по соотношению которых, а также в зависимости от сингонии определяется минеральный вид полевого шпата.

Произвольные минералы, как уже говорилось, рассчитываются на заданное число атомов анионов, либо заданное количество атомов катионов классическим кислородным и катионным методом. Опционально можно рассчитать коэффициенты Fe²⁺ и Fe³⁺ по методу G.T.R. Droop (1987).

Так же следует отметить, что по сравнению с предыдущими версиями были существенно расширен списки оксидов исходных анализов для всех минеральных групп.

Данные алгоритмы и методы будут применяться и в будущей версии PetroExplorer NEXT, формируя вместе с расчетным модулем пород механизм поставщика расчетных данных для различных диаграмм и термобарометрических сенсоров.

Сама программа не использует для своей работы дополнительных программных библиотек и компонентов, не создает в процессе работы файлов и каталогов, не прописывается в реестре, а потому не требует установки. За счет малого размера программы (~300 kb) ее можно размещать на рабочем столе, либо на сменных носителях, где она тоже будет запускаться как Portable-приложение. Программа крайне не требовательна к ресурсам компьютера и работоспособна при разных версиях ОС - от WinXP до Win10.

Как и все продукты линейки Simple Tools, MineralCalc распространяется свободно и бесплатно на принципах Freeware лицензии.

Файлы: