Seria reakcji Bowena w geologii

Seria reakcji Bowena jest opisem tego, jak to zrobić magmaMinerały zmieniają się wraz z ich ochłodzeniem. Petrolog Norman Bowen (1887–1956) przeprowadził dekady eksperymentów topienia na początku XX wieku na poparcie swojej teorii granitu. Odkrył, że gdy stop bazaltowy powoli się ochładza, minerały tworzą kryształy w określonym porządku. Bowen opracował dwa zestawy, które nazwał nieciągłą i ciągłą serią w swoim artykule z 1922 r. „Zasada reakcji w Petrogenesis."

The seria nieciągła zaczyna się od oliwinu, a następnie piroksenu, amfibolu i biotytu. To, co sprawia, że ​​jest to „seria reakcji”, a nie zwykła seria, polega na tym, że każdy minerał w szeregu jest zastępowany przez następny w miarę stygnięcia stopu. Jak ujął to Bowen: „Znikanie minerałów w kolejności, w jakiej się pojawiają... jest istotą seria reakcji. ”Oliwina tworzy kryształy, a następnie reaguje z resztą magmy, gdy piroksen tworzy się na swoim koszt. W pewnym momencie cała oliwina jest resorbowana i istnieje tylko piroksen. Następnie piroksen reaguje z cieczą, gdy zastępują ją kryształy amfibolu, a następnie biotyt zastępuje amfibol.

The ciągłe serie jest skaleniem plagioklazowym. W wysokich temperaturach tworzy się odmiana anortytów o wysokiej zawartości wapnia. Następnie, gdy spadają temperatury, jest zastępowany przez bardziej bogate w sód odmiany: bytownit, labradoryt, andezynę, oligoklazę i albit. Gdy temperatura nadal spada, te dwie serie łączą się, a więcej minerałów krystalizuje w tej kolejności: skalenie alkaliczne, muskowit i kwarc.

Niewielka seria reakcji obejmuje spinelową grupę minerałów: chromit, magnetyt, ilmenit i tytanit. Bowen umieścił je między dwiema głównymi seriami.

Cała seria nie występuje w naturze, ale wiele skały magmowe wyświetlać części serii. Główne ograniczenia to stan cieczy, prędkość chłodzenia i tendencja kryształów mineralnych do osadzania się pod wpływem grawitacji:

1. Jeśli w cieczy skończy się element potrzebny do określonego minerału, seria z tym minerałem zostanie przerwana.
2. Jeśli magma stygnie szybciej, niż może zajść reakcja, wczesne minerały mogą przetrwać w częściowo resorbowanej formie. To zmienia ewolucję magmy.
3. Jeśli kryształy mogą się unosić lub opadać, przestają reagować z cieczą i gromadzą się gdzie indziej.

Wszystkie te czynniki wpływają na przebieg ewolucji magmy - jej różnicowanie. Bowen był przekonany, że może zacząć od bazaltowej magmy, najpopularniejszego typu, i zbudować dowolną magmę z właściwej kombinacji tych trzech. Ale mechanizmy, które zlekceważył - mieszanie magmy, asymilacja wiejskiej skały i przetapianie skorupy skały - nie wspominając o całym systemie płytowej tektoniki, którego nie przewidział, są o wiele ważniejsze od niego myśl. Dziś wiemy, że nawet największe ciała magmy bazaltowej siedzą wystarczająco długo, by odróżnić granit.