Η σειρά αντίδρασης Bowen στη γεωλογία

Η σειρά αντίδρασης Bowen είναι μια περιγραφή του πώς μάγματα ορυκτά αλλάζουν καθώς κρυώνουν. Ο πετρολόγος Norman Bowen (1887-1956) πραγματοποίησε δεκαετίες πειραμάτων τήξης στις αρχές της δεκαετίας του 1900 για να υποστηρίξει τη θεωρία του για γρανίτη. Βρήκε ότι καθώς ένα βασαλτικό τήγμα ψύχεται αργά, τα ορυκτά σχημάτιζαν κρυστάλλους σε μια ορισμένη σειρά. Ο Bowen επεξεργάστηκε δύο σειρές από αυτά, τα οποία ονόμασε την ασυνεχή και συνεχή σειρά στο χαρτί του του 1922 "Η αρχή της αντίδρασης στην πετρογένεση."

ο ασυνεχή σειρά αρχίζει με ολιβίνη, στη συνέχεια πυροξένη, αμφιβολία και βιοτίτη. Αυτό που κάνει αυτό μια "σειρά αντιδράσεων" παρά μια συνηθισμένη σειρά είναι ότι κάθε ορυκτό της σειράς αντικαθίσταται από το επόμενο, καθώς το τήγμα ψύχεται. Όπως έλεγε ο Bowen, "Η εξαφάνιση των ορυκτών με τη σειρά που εμφανίζονται... είναι από την ουσία της σειρά αντίδρασης. "Η ολιβίνη σχηματίζει κρυστάλλους, κατόπιν αντιδρά με το υπόλοιπο μάγμα σαν πυροξένη στις δαπάνη. Σε κάποιο σημείο, όλη η ολιβίνη απορροφάται και υπάρχει μόνο το πυροξένιο. Στη συνέχεια, το πυροξένιο αντιδρά με το υγρό, καθώς οι κρύσταλλοι αμφιβόλου το αντικαθιστούν, και στη συνέχεια η βιοτίτη αντικαθιστά το αμφίβολο.

ο συνεχόμενες σειρές είναι ένας πλαγιόκλας άστριος. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η υψηλή ποσότητα ασβεστίου των ανορθωτικών μορφών. Στη συνέχεια, καθώς οι θερμοκρασίες πέφτουν, αντικαθίστανται από περισσότερες πλούσιες σε νάτριο ποικιλίες: το οικόπεδο, το λαμπραδορίτη, η ανδεσίνη, η ολιγοκλάση και ο λευκίτης. Καθώς η θερμοκρασία συνεχίζει να πέφτει, αυτές οι δύο σειρές συγχωνεύονται και κρυστάλλουν περισσότερα ορυκτά με αυτή τη σειρά: αλκαλικό άστριο, μοσχοβίτη και χαλαζία.

Μία δευτερεύουσα σειρά αντιδράσεων περιλαμβάνει την ομάδα σπινελίου ορυκτών: χρωμίτη, μαγνητίτη, ιλμενίτη και τιτανίτη. Ο Bowen τα τοποθετούσε ανάμεσα στις δύο κύριες σειρές.

Η πλήρης σειρά δεν βρίσκεται στη φύση, αλλά πολλές πυριγενή πετρώματα εμφάνιση τμημάτων της σειράς. Οι κύριοι περιορισμοί είναι η κατάσταση του υγρού, η ταχύτητα ψύξης και η τάση των ορυκτών κρυστάλλων να εγκατασταθούν υπό βαρύτητα:

1. Εάν το υγρό τρέχει από ένα στοιχείο που απαιτείται για ένα συγκεκριμένο ορυκτό, η σειρά με το ορυκτό αυτό διακόπτεται.
2. Εάν το μάγμα ψύχεται γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να προχωρήσει η αντίδραση, τα πρώιμα ορυκτά μπορούν να παραμείνουν σε μερικώς απορροφημένη μορφή. Αυτό αλλάζει την εξέλιξη του μάγματος.
3. Εάν οι κρύσταλλοι μπορούν να ανέβουν ή να βυθιστούν, σταματούν να αντιδρούν με το υγρό και να συσσωρεύονται κάπου αλλού.

Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την εξέλιξη της εξέλιξης ενός μάγματος - τη διαφοροποίησή του. Ο Bowen ήταν σίγουρος ότι θα μπορούσε να ξεκινήσει με βασάλτη magmat, τον πιο κοινό τύπο, και να κατασκευάσει οποιοδήποτε μάγμα από το σωστό συνδυασμό των τριών. Αλλά μηχανισμοί που έκπτωσε - ανάμειξη μάγματος, αφομοίωση του βράχου της χώρας και επανάκτηση του κρούστα πετρώματα - για να μην αναφέρουμε ολόκληρο το σύστημα τεκτονικής πλάκας που δεν προέβλεψε, είναι πολύ πιο σημαντικά από αυτόν σκέψη. Σήμερα γνωρίζουμε ότι ούτε τα μεγαλύτερα σωματίδια του βασαλτικού μαγματικού σώματος παραμένουν για αρκετό καιρό διαφοροποιούνται μέχρι το γρανίτη.