一个计算机模拟水-岩反应过程的数学模型

本文对计算机模拟水-岩反应过程的地球化学背景作了详细的讨论，指出偏平衡假设对于水-岩反应过程是合理的，因而可用一准平衡过程逼近于一真实的地球化学过程。根据热力学原理和地质概念模型，作者建立了一个完整的数学模型，它可以模拟不同的地球化学过程。该模型由一组非线性方程构成，其中包括质量守恒方程和化学平衡方程。为了求解，作者将非线性方程组化为最小平方和形式，然后采用改进的牛顿迭代法进行数值求解。作者还采取了初始值初步改善和变量替换等措施，避免了求解水-岩反应方程组常遇到的两个问题，即初始值选取和负浓度的出现。本文所给出的算法具有很好的数值稳定性。作者模拟了黄铁矿型矿床的形成过程，计算结果与矿床的实际典型分带相一致。