Bowen Series: Hva de bestod av, diskontinuerlig og kontinuerlig serie

Bowen-serien er først og fremst et middel for å kategorisere de vanligste igneuse silikatmineraler ved temperaturen de krystalliserer på. I geologiens vitenskap er det tre hovedtyper av bergarter, som er klassifisert i grufulde bergarter, sedimentære og metamorfe.

Hovedsakelig dannes de igangkjente steinene av kjøling og størkning av magmaen eller lavaen som kommer fra mantelen og den jordiske skorstenen, en prosess som kan oppstå ved en temperaturøkning, en nedgang i trykket eller en forandring av sammensetningen.

Stivningen kan utføres under overflaten av bakken eller under den, og danner andre strukturer enn bergarter. På denne måten har et stort antall forskere gjennom historien forsøkt å forklare måten hvorpå magma krystalliserte under varierende forhold for å danne forskjellige typer bergarter.

Men det var ikke før det tjuende århundre da petrologen Norman L. Bowen gjennomførte en lang rekke studier av fraksjonert krystallisering for å observere typen bergarter som ble produsert i henhold til de forholdene han arbeidet i.

Også det han observerte og konkluderte med i dette eksperimentet ble raskt akseptert av samfunnet, og disse Bowen-serien ble den riktige beskrivelsen av magma-krystallisasjonsprosessen.

Hva er de?

Som nevnt tidligere tjener Bowen-serien til å klassifisere de igneuse silikatmineraler som har størst eksistens ved hjelp av temperaturen de krystalliserer på.

Den grafiske representasjonen av denne serien gjør det mulig for oss å visualisere rekkefølgen der mineralene vil krystallisere i henhold til denne egenskapen, med de øvre mineralene som den første til å krystallisere i en magma som er avkjøling, og de nedre de siste til å danne. Bowen konkluderte med at krystalliseringsprosessen er basert på fem prinsipper:

1- Mens den smeltede massen avkjøler, vil mineralene som krystalliserer forbli i termodynamisk likevekt med den.

2- Med tidenes forløp og økningen av krystallisering av mineraler, vil smelten endre sammensetningen.

3- De første krystallene som dannes er ikke lenger i balanse med massen med ny sammensetning, og de oppløses igjen for å danne nye mineraler. Derfor er det en rekke reaksjoner som utvikler seg ved kjølingens gjennomgang.

4- De vanligste gruvebergmineralene kan kategoriseres i to serier: en kontinuerlig serie av feldsparkereaksjon, og en diskontinuerlig serie for ferromagnetiske mineraler (olivin, pyroxen, hornblende og biotitt).

5- Denne serien av reaksjoner antar at fra en enkelt magma kan alle typer stivne bergarter oppstå ved effekten av magmatisk differensiering.

Diagram av Bowen-serien

Bowen-serien er representert ved et "Y" -diagram, med horisontale linjer som avgrenser flere punkter i Y for å indikere temperaturområder.

Den første linjen, som visualiserer fra topp til bunn, representerer en temperatur på 1800 ºC, og manifesterer seg i form av ultramafiske bergarter.

Dette er den første delen, siden mineraler ikke kan dannes ved temperaturer høyere enn dette. Den andre delen begynner ved 1100 ºC, og mellom denne temperaturen og 1800 ºC er det der mafic bergarter dannes.

Den tredje delen starter ved 900 ºC og slutter ved 600 ºC; sistnevnte representerer punktet hvor armene på diagrammet kommer sammen og en enkelt linje går ned. Mellomliggende bergarter danner mellom 600 ºC og 900 ºC; Ulempen til dette krystalliserer de felsiske bergarter.

Diskontinuerlige serier

Den venstre armen av diagrammet tilhører den diskontinuerlige serien. Denne veien representerer mineralformasjoner som er rike på jern og magnesium. Det første mineral som dannes av denne veien, er olivin, som er det eneste stabile mineralet rundt 1800 ºC.

Ved denne temperaturen (og fra dette øyeblikk) vil mineraler dannet av jern, magnesium, silisium og oksygen være tydelig. Med temperaturendringen vil pyroksen bli stabil og kalsium vil begynne å dukke opp i de mineraler som dannes når det når 1100 ºC.

Når kjøling er nådd til 900 ºC, vises amfiboler (CaFeMgSiOOH). Til slutt slutter denne veien når temperaturen senker til 600 ºC, hvor biotittene begynner å danne seg i stabil form.

Kontinuerlig serie

Denne serien kalles "kontinuerlig" fordi mineralfeldspissen er dannet i en kontinuerlig og gradvis serie som starter med en høy andel kalsium (CaAlSiO), men som er preget av en større dannelse av feldspars basert på natrium (CaNaAlSiO) .

Ved temperaturen 900 ºC er systemet balansert, magmene er avkjølt og kalsiumioner er utarmet, så fra denne temperaturen er dannelsen av feldspars hovedsakelig basert på natriumfeldspars (NaAlSiO). Denne grenen kulminerer ved 600 ° C, hvor dannelsen av feldspars er nesten 100% NaAlSiO.

For de resterende faser - som er de siste som skal formes og presenteres som den rette linjen som kommer ned fra forrige serie - vil mineralet kjent som K-spar (feldsparkalium) vises ved temperaturer under 600 ° C, og Muscovite vil vil generere ved lavere temperaturer.

Det siste mineral som skal dannes er kvarts, og bare i systemer der det er et overskudd av silisium i restanten. Dette mineralet dannes ved relativt lave temperaturer på magma (200 ºC), når det er nesten størknet.

Magmatisk differensiering

Denne termen refererer til separasjonen av magma i batcher eller serier for å skille krystallene fra smelten.

Dette er gjort for å oppnå visse mineraler som ikke ville forbli intakt i smelten dersom det ble tillatt å fortsette å kjøle.

Som nevnt ovenfor oppløses de første mineralene som dannes ved 1800 ° C og 1100 ° C for å danne andre, slik at de kan gå tapt for alltid dersom de ikke separeres i tide fra den smeltede blanding.