Séria Bowenových reakcií v geológii
David Santiago Garcia/Aurora/Getty Images
Séria Bowenových reakcií je popisom toho, ako magma Minerály sa pri ochladzovaní menia. Petrológ Norman Bowen (1887–1956) uskutočnil na začiatku 20. storočia desaťročia taviacich experimentov na podporu svojej teórie žuly. Zistil, že ako sa čadičová tavenina pomaly ochladzuje, minerály vytvárajú kryštály v určitom poradí. Bowen vypracoval dve sady týchto súborov, ktoré vo svojom článku z roku 1922 pomenoval ako nespojité a spojité série. Princíp reakcie v petrogenéze .'
Séria Bowenova reakcia
The nespojité série začína olivínom, potom pyroxénom, amfibolom a biotitom. Čo robí túto „sériu reakcií“ a nie obyčajnú sériu, je to, že každý minerál v sérii je nahradený ďalším, keď sa tavenina ochladzuje. Ako povedal Bowen, 'miznutie minerálov v poradí, v akom sa objavujú...je samou podstatou série reakcií.' Olivín tvorí kryštály, potom reaguje so zvyškom magmy, keď sa na jeho úkor tvorí pyroxén. V určitom bode sa všetok olivín resorbuje a existuje iba pyroxén. Potom pyroxén reaguje s kvapalinou, keď ho nahradia kryštály amfibolu, a potom amfibol nahradí biotit.
The súvislý rad je plagioklasový živec. Pri vysokých teplotách sa tvoria anortity s vysokým obsahom vápnika. Potom, keď teploty klesnú, je nahradený odrodami bohatými na sodík: bytownit, labradorit, andezín, oligoklas a albit. Ako teplota naďalej klesá, tieto dve série sa spájajú a ďalšie minerály kryštalizujú v tomto poradí: alkalický živec, muskovit a kremeň.
Menšia reakčná séria zahŕňa spinelovú skupinu minerálov: chromit, magnetit, ilmenit a titanit. Bowen ich umiestnil medzi dve hlavné série.
Ďalšie časti série
Kompletná séria sa nenachádza v prírode, ale veľa magmatické horniny zobraziť časti seriálu. Hlavnými obmedzeniami sú stav kvapaliny, rýchlosť chladenia a tendencia minerálnych kryštálov usadzovať sa vplyvom gravitácie:
- Ak v kvapaline dôjde prvok potrebný pre konkrétny minerál, séria s týmto minerálom sa preruší.
- Ak sa magma ochladí rýchlejšie, ako môže reakcia prebiehať, rané minerály môžu pretrvávať v čiastočne resorbovanej forme. To mení vývoj magmy.
- Ak môžu kryštály stúpať alebo klesať, prestanú reagovať s kvapalinou a hromadia sa niekde inde.
Všetky tieto faktory ovplyvňujú priebeh evolúcie magmy – jej diferenciáciu. Bowen si bol istý, že môže začať s čadičovou magmou, najbežnejším typom, a vytvoriť akúkoľvek magmu zo správnej kombinácie týchto troch. Ale mechanizmy, ktoré nezohľadnil – miešanie magmy, asimilácia vidieckych hornín a pretavovanie kôrových hornín – nehovoriac o celom systéme platňovej tektoniky, ktorý nepredvídal, sú oveľa dôležitejšie, ako si myslel. Dnes vieme, že ani tie najväčšie telesá čadičovej magmy nevydržia dostatočne dlho, aby sa rozlíšili až po žulu.