SERIE BOWENA: CZYM ONE SĄ, SERIE NIECIĄGŁE I CIĄGŁE - CHEMIA - 2025

Seria Bowen to przede wszystkim sposób na kategoryzację najpowszechniejszych minerałów krzemianów magmowych według temperatury, w której krystalizują. W nauce o geologii wyróżnia się trzy główne typy skał, które klasyfikuje się jako skały magmowe, osadowe i metamorficzne.

Głównie skały magmowe powstają w wyniku ochłodzenia i zestalenia magmy lub lawy z płaszcza i skorupy ziemskiej, co może być spowodowane wzrostem temperatury, spadkiem ciśnienia lub zmianą składu.

Norman L. Bowen

Krzepnięcie może zachodzić pod powierzchnią ziemi lub pod nią, tworząc struktury inne niż skały. W tym sensie na przestrzeni dziejów wielu naukowców próbowało wyjaśnić sposób, w jaki magma krystalizuje się w różnych warunkach, tworząc różne rodzaje skał.

Jednak dopiero w XX wieku petrolog Norman L. Bowen przeprowadził długą serię badań nad krystalizacją frakcyjną, aby móc obserwować rodzaj skał, które powstały w zależności od warunków, w których pracował.

Ponadto to, co zaobserwował i doszedł do wniosku w tym eksperymencie, zostało szybko zaakceptowane przez społeczność, a te serie Bowena stały się poprawnym opisem procesu krystalizacji magmy.

Na czym to polega?

Jak wspomniano wcześniej, seria Bowena służy do klasyfikowania minerałów krzemianów magmowych, które są bardziej obecne, na podstawie temperatury, w której krystalizują.

Graficzne przedstawienie tej serii pozwala na wizualizację kolejności, w jakiej minerały będą krystalizować zgodnie z tą właściwością, przy czym wyższe minerały jako pierwsze krystalizują się w stygnącej magmie, a niższe jako ostatnie. Bowen doszedł do wniosku, że proces krystalizacji opiera się na pięciu zasadach:

1- Podczas gdy stop ochłodzi się, krystalizujące minerały pozostaną z nim w równowadze termodynamicznej.

2- Wraz z upływem czasu i wzrostem krystalizacji minerału stop będzie zmieniał swój skład.

3- Pierwsze utworzone kryształy nie są już w równowadze z masą z nowym składem i ponownie rozpuszczają się, tworząc nowe minerały. Z tego powodu zachodzi szereg reakcji, które rozwijają się wraz z chłodzeniem.

4- Najpowszechniejsze minerały w skałach magmowych można podzielić na dwie serie: ciągłą serię dotyczącą reakcji skaleni i nieciągłą serię minerałów ferromagnezowych (oliwin, piroksen, hornblenda i biotyt).

5- Ta seria reakcji zakłada, że ​​w wyniku zróżnicowania magmowego z pojedynczej magmy mogą powstać wszystkie typy skał magmowych.

Diagram szeregów Bowena

Same szeregi Bowena są reprezentowane przez diagram w kształcie litery „Y”, z poziomymi liniami przecinającymi różne punkty na osi Y w celu wskazania zakresów temperatur.

Pierwsza linia, patrząc od góry do dołu, przedstawia temperaturę 1800 ° C i przejawia się w postaci ultramaficznych skał.

To jest pierwsza sekcja, ponieważ minerały nie mogą tworzyć się w wyższych temperaturach. Drugi odcinek zaczyna się przy 1100 ºC, a pomiędzy tą temperaturą a 1800 ºC powstają maficzne skały.

Trzecia sekcja zaczyna się przy 900ºC, a kończy przy 600ºC; ta druga reprezentuje punkt, w którym spotykają się ramiona diagramu, a pojedyncza linia opada. Między 600ºC a 900ºC powstają skały pośrednie; niżej krystalizują się skały felsyczne.

Serie nieciągłe

Lewe ramię diagramu należy do nieciągłego szeregu. Ta ścieżka reprezentuje formacje mineralne bogate w żelazo i magnez. Pierwszym minerałem, który powstał w ten sposób, jest oliwin, który jest jedynym stabilnym minerałem w temperaturze około 1800 ºC.

W tej temperaturze (i od tej chwili) widoczne będą minerały utworzone przez żelazo, magnez, krzem i tlen. Wraz ze spadkiem temperatury piroksen ustabilizuje się, a wapń zacznie się pojawiać w minerałach powstałych po osiągnięciu 1100 ºC.

Po ochłodzeniu do 900 ºC pojawiają się amfibole (CaFeMgSiOOH). Wreszcie ścieżka ta kończy się, gdy temperatura spada do 600ºC, gdzie biotyty zaczynają formować się stabilnie.

Ciągłe serie

Szereg ten nazywany jest „ciągłym”, ponieważ skalenie mineralne tworzy ciągły i stopniowy szereg, który zaczyna się od dużej zawartości wapnia (CaAlSiO), ale charakteryzuje się większym tworzeniem skaleni sodowych (CaNaAlSiO) .

W temperaturze 900 ºC układ osiąga równowagę, magmy ochładzają się, a jony wapnia ulegają wyczerpaniu, tak że od tej temperatury tworzenie się skaleni jest oparte głównie na skaleniach sodowych (NaAlSiO). Gałąź ta osiąga punkt kulminacyjny w temperaturze 600 ºC, gdzie tworzenie się skaleni jest prawie w 100% NaAlSiO.

Dla pozostałych faz - które powstają jako ostatnie i pojawiają się jako linia prosta schodząca z poprzedniej serii - minerał znany jako K-spar (skaleń potasowy) pojawi się w temperaturach poniżej 600 ° C, a muskowit będzie będzie generować się w niższych temperaturach.

Ostatnim minerałem, który się tworzy, jest kwarc, i to tylko w układach, w których w pozostałościach występuje nadmiar krzemu. Minerał ten powstaje w stosunkowo niskich temperaturach magmy (200 ° C), kiedy prawie się zestalił.

Zróżnicowanie magmowe

Termin ten odnosi się do oddzielania magmy w partiach lub seriach w celu oddzielenia kryształów od stopu.

Odbywa się to w celu uzyskania pewnych minerałów, które nie pozostałyby nienaruszone w stopie, gdyby pozwolono mu na dalsze chłodzenie.

Jak wspomniano powyżej, pierwsze minerały, które powstają w 1800ºC i 1100ºC, rozpuszczają się ponownie, tworząc inne, więc mogą zostać utracone na zawsze, jeśli nie zostaną oddzielone od stopionej mieszaniny na czas.

Bibliografia

1. Britannica, E. (nd). Seria reakcji Bowena. Pobrane z britannica.com
2. College, C. (sf). Seria reakcji Bowena. Odzyskany z colby.edu
3. Lerner, KL (sf). Seria reakcji Bowena. Pobrane z science.jrank.org
4. Uniwersytet, I. (sf). Seria reakcji Bowena. Odzyskany z indiana.edu
5. Wikipedia. (sf). Seria reakcji Bowena. Pobrane z en.wikipedia.org