BOWENOVE SERIJE: KAJ SO, PREKINITVE IN NEPREKINJENE SERIJE - KEMIJA - 2026

Serija Bowen je predvsem sredstvo za kategorizacijo najpogostejših magnetnih silikatnih mineralov glede na temperaturo, pri kateri se kristalizirajo. V znanosti o geologiji obstajajo tri glavne vrste kamnin, ki jih uvrščamo med magnetne kamnine, sedimentne in metamorfne.

Večinoma magnetne kamnine nastanejo s hlajenjem in strjevanjem magme ali lave iz plašča in zemeljske skorje, kar lahko povzroči zvišanje temperature, padec tlaka ali sprememba sestave.

Norman L. Bowen

Strjevanje lahko poteka pod zemljo ali pod njo, pri čemer tvorijo strukture, ki niso kamnine. V tem smislu je v zgodovini veliko število znanstvenikov poskušalo razložiti, kako je magma kristalizirala pod različnimi pogoji, da so tvorili različne vrste kamnin.

Toda šele v 20. stoletju je petrolog Norman L. Bowen opravil dolgo vrsto raziskav frakcijske kristalizacije, da je mogel opazovati vrsto kamnin, ki so nastale v skladu s pogoji, v katerih je deloval.

Tudi to, kar je opazil in zaključil v tem poskusu, je skupnost hitro sprejela in te Bowenove serije so postale pravilen opis procesa kristalizacije magme.

Na čem je sestavljeno?

Kot smo že omenili, se serija Bowen uporablja za razvrščanje magnetnih silikatnih mineralov, ki obstajajo bolj s pomočjo temperature, pri kateri kristalizirajo.

Grafični prikaz te serije omogoča prikaz vrstnega reda, v katerem se bodo minerali kristalizirali glede na to lastnost, pri čemer so višji minerali prvi kristalizirali v hladilni magmi, spodnji pa zadnji. Bowen je zaključil, da proces kristalizacije temelji na petih načelih:

1- Medtem ko se talina hladi, bodo kristalizacijski minerali z njo ostali v termodinamičnem ravnovesju.

2- S časom in povečanjem kristalizacije mineralov bo talina spremenila svojo sestavo.

3- Prvi tvorjeni kristali niso več ravnovesni z maso z novo sestavo in se spet raztopijo, da tvorijo nove minerale. Zato obstaja vrsta reakcij, ki se razvije s prehajanjem hlajenja.

4- Najpogostejše minerale v magnetnih kamninah lahko razvrstimo v dve seriji: neprekinjeni niz reakcij za poljske lopatice in diskontinuiran niz za feromagnetne minerale (olivin, piroksen, hornblende in biotit).

5- Ta serija reakcij predvideva, da lahko iz ene same magme izvirajo vse vrste magnetnih kamnin kot posledica magmatske diferenciacije.

Diagram serije Bowen

Serije Bowen so predstavljene z diagramom v obliki črke Y, vodoravne črte, ki prestrežejo različne točke na Y, ki označujejo temperaturna območja.

Prva linija, gledano od zgoraj navzdol, predstavlja temperaturo 1800 ºC in se kaže v obliki ultramafičnih kamnin.

To je prvo poglavje, saj minerali ne morejo nastati pri temperaturah, višjih od tega. Drugi odsek se začne pri 1100 ºC, med to temperaturo in 1800 ºC pa nastajajo mafijske kamnine.

Tretji odsek se začne pri 900 ° C in konča pri 600 ° C; slednja predstavlja točko, kjer se kraki diagrama srečujejo in se ena sama črta spušča. Med 600 ° C in 900 ° C nastajajo vmesne kamnine; nižje od tega se kristalizirajo fekalne kamnine.

Prekinjena serija

Levi krak diagrama spada v diskontinuirano vrsto. Ta pot predstavlja mineralne tvorbe, ki so bogate z železom in magnezijem. Prvi mineral, ki se tvori na ta način, je olivin, ki je edini stabilen mineral okoli 1800 ° C.

Pri tej temperaturi (in od tega trenutka naprej) bodo vidni minerali, ki jih tvorijo železo, magnezij, silicij in kisik. S padcem temperature bo piroksen postal stabilen in kalcij se bo začel pojavljati v mineralih, ki se tvorijo, ko dosežemo 1100 ºC.

Ko se ohladi na 900 ° C, se pojavijo amfibole (CaFeMgSiOOH). Končno se ta pot konča, ko temperatura pade na 600 ° C, kjer se začnejo stabilno tvoriti biotiti.

Nenehne serije

Ta serija se imenuje "kontinuirana", ker se mineralni feldspar oblikuje v neprekinjeni in postopni seriji, ki se začne z visokim deležem kalcija (CaAlSiO), vendar je značilna večja tvorba feldspartov na osnovi natrija (CaNaAlSiO) .

Pri temperaturi 900 ° C se sistem uravnoteži, magme se ohladijo in kalcijevi ioni se izčrpajo, tako da pri tej temperaturi tvorba feldspartov temelji predvsem na natrijevih feldsparijih (NaAlSiO). Ta veja je vrhunec pri 600 ° C, kjer je tvorba feldspartov skoraj 100% NaAlSiO.

Za preostale faze, ki so zadnje in se pojavljajo kot ravna črta, ki se spušča iz prejšnje serije - mineral, znan kot K-spar (kalijev feldspar), se bo pojavil pri temperaturah pod 600 ° C, in mošok bo ustvarjal pri nižjih temperaturah.

Zadnji mineral, ki ga tvorijo, je kremen in le v sistemih, kjer je v ostanku presežek silicija. Ta mineral nastaja pri sorazmerno hladnih temperaturah magme (200 ºC), ko se je skoraj stril.

Magmatska diferenciacija

Ta izraz se nanaša na ločevanje magme v šaržah ali serijah, da se kristali ločijo od taline.

To se naredi, da se pridobijo nekateri minerali, ki v talini ne bi ostali nedotaknjeni, če bi se lahko ohladilo še naprej.

Kot že omenjeno, se prvi minerali, ki nastanejo pri 1800 ° C in 1100 ° C, ponovno raztopijo, da nastanejo drugi, zato se lahko za vedno izgubijo, če jih pravočasno ne ločimo od staljene mešanice.

Reference

1. Britannica, E. (drugo). Bowenova serija reakcij. Pridobljeno iz britannica.com
2. College, C. (sf). Bowenova serija reakcij. Pridobljeno s strani colby.edu
3. Lerner, KL (sf). Bowenova serija reakcij. Pridobljeno z science.jrank.org
4. Univerza, I. (sf). Bowenova serija reakcij. Pridobljeno iz indiana.edu
5. Wikipedija. (sf). Bowenova serija reakcij. Pridobljeno z en.wikipedia.org