СЕРІЯ БОУЕНА: ЯКІ ВОНИ, РОЗРИВНІ ТА БЕЗПЕРЕРВНІ СЕРІЇ - ХІМІЯ - 2025

Серія Боуена - це насамперед засіб класифікації найпоширеніших магматичних силікатних мінералів за температурою, при якій вони кристалізуються. У науці про геологію існує три основні типи гірських порід, які класифікуються як магматичні гірські породи, осадові та метаморфні.

В основному магматичні гірські породи утворюються при охолодженні та затвердінні магми чи лави з мантії та земної кори, процес, який може бути викликаний підвищенням температури, зниженням тиску чи зміною складу.

Норман Л. Боуен

Затвердіння може відбуватися під землею або під нею, утворюючи інші структури, крім гірських порід. У цьому сенсі протягом всієї історії велика кількість вчених намагалися пояснити спосіб, коли магма кристалізувалася за різних умов, утворюючи різні типи гірських порід.

Але лише в 20 столітті петролог Норман Л. Боуен провів довгу серію досліджень фракційної кристалізації, щоб можна було спостерігати тип порід, які були вироблені відповідно до умов, в яких він працював.

Також те, що він спостерігав і зробив у цьому експерименті, було швидко прийнято громадою, і ці серії Боуена стали правильним описом процесу кристалізації магми.

На чому воно складається?

Як було сказано раніше, серія Боуена використовується для класифікації магматичних силікатних мінералів, які існують більше за допомогою температури, при якій вони кристалізуються.

Графічне зображення цього ряду дозволяє візуалізувати порядок, в якому мінерали будуть кристалізуватися відповідно до цієї властивості, причому вищі мінерали першими кристалізуються в охолоджуючій магмі, а нижчі - останніми. Боуен зробив висновок, що процес кристалізації базується на п'яти принципах:

1- У той час як розплав охолоджується, кристалізуються мінерали залишатимуться в термодинамічній рівновазі з ним.

2- З плином часу та збільшенням кристалізації мінералів розплав змінить свій склад.

3- Перші утворені кристали вже не врівноважуються з масою з новим складом, і вони знову розчиняються, утворюючи нові мінерали. Ось чому виникає низка реакцій, яка розвивається з проходженням охолодження.

4- Найбільш поширені корисні копалини в магматичних породах можна класифікувати на дві серії: суцільний ряд для реакції польових шпатів і розривний ряд для феромагнетичних мінералів (олівін, піроксен, ріг і біотит).

5- Цей ряд реакцій припускає, що з однієї магми можуть виникати всі типи магматичних порід в результаті магматичної диференціації.

Діаграма серії Боуена

Самі серії Боуена представлені діаграмою у формі Y, горизонтальні лінії, що перетинають різні точки на Y для позначення температурних діапазонів.

Перший рядок, розглядаючи зверху вниз, представляє температуру 1800 ºC і виявляється у вигляді ультрамафічних порід.

Це перший розділ, оскільки мінерали не можуть утворюватися при температурі вище цієї. Другий розділ починається від 1100 ºC, і між цією температурою і 1800 ºC - це місце, де утворюються мафійні породи.

Третя секція починається при 900ºC і закінчується при 600ºC; останній являє собою точку, де зустрічаються руки діаграми і опускається одна лінія. Між 600ºC і 900ºC утворюються проміжні породи; нижче цього кристалізуються фельцеві породи.

Переривчаста серія

Ліва рука діаграми належить до розривного ряду. Цей шлях являє собою мінеральні утворення, багаті залізом і магнієм. Першим мінералом, який утворюється таким чином, є олівін, який є єдиним стабільним мінералом близько 1800 ºC.

При цій температурі (і з цього моменту) будуть видно мінерали, утворені залізом, магнієм, кремнієм і киснем. Зі зниженням температури піроксен стане стабільним, а в мінералах, що утворюються при досягненні 1100 ° С, почне з’являтися кальцій.

При охолодженні до 900 ºC з'являються амфіболи (CaFeMgSiOOH). Нарешті, цей шлях закінчується, коли температура падає до 600ºC, де біотити починають формуватися стабільно.

Безперервна серія

Цей ряд називається "безперервним", тому що мінеральний польовий шпат утворюється у безперервному та поступовому ряду, який починається з високої частки кальцію (CaAlSiO), але характеризується більшим утворенням польових шпатів на основі натрію (CaNaAlSiO) .

При температурі 900 ºC система врівноважується, магми охолоджуються і іони кальцію виснажуються, так що від цієї температури утворення польових шпатів відбувається в основному на польових шпатах натрію (NaAlSiO). Кульмінація цієї гілки при температурі 600 ºC, де утворення польових шпатів становить майже 100% NaAlSiO.

Для залишкових фаз - останніх, що утворюються, і виглядають як пряма лінія, що сходить із попереднього ряду - мінерал, відомий як K-шпат (калієвий польовий шпат), з'явиться при температурі нижче 600 ºC, і москвіт буде буде генеруватися при більш низьких температурах.

Останній мінерал, який утворюється, - кварц, і лише в системах, де в залишку є надлишок кремнію. Цей мінерал утворюється при відносно холодних температурах магми (200 ºC), коли він майже затвердів.

Магматична диференціація

Цей термін означає поділ магми на партії або серії з метою відокремлення кристалів від розплаву.

Це робиться для того, щоб отримати певні корисні копалини, які не залишилися б непошкодженими в розплаві, якби йому було дозволено продовжувати охолодження.

Як було сказано вище, перші мінерали, що утворюються при температурі 1800ºC та 1100ºC, знову розчиняються, утворюючи інші, тому вони можуть бути втрачені назавжди, якщо їх не відокремити від розплавленої суміші в часі.

Список літератури

1. Britannica, E. (nd). Серія реакцій Боуена. Отримано з britannica.com
2. Коледж, C. (sf). Серія реакцій Боуена. Отримано з colby.edu
3. Лернер, KL (sf). Серія реакцій Боуена. Отримано з science.jrank.org
4. Університет, І. (sf). Серія реакцій Боуена. Отримано з indiana.edu
5. Вікіпедія. (sf). Серія реакцій Боуена. Отримано з en.wikipedia.org