BOWEN-SERIES: WAT ZIJN DAT, DISCONTINUE EN CONTINUE SERIES - CHEMIE - 2025

De Bowen-serie is in de eerste plaats een manier om de meest voorkomende stollingssilicaatmineralen te categoriseren op basis van de temperatuur waarbij ze kristalliseren. In de wetenschap van de geologie zijn er drie hoofdtypen gesteenten, die worden geclassificeerd als stollingsgesteenten, sedimentair en metamorf gesteente.

Stollingsgesteenten worden voornamelijk gevormd door het afkoelen en stollen van magma of lava uit de mantel en de aardkorst, een proces dat kan worden veroorzaakt door een stijging van de temperatuur, een daling van de druk of een verandering in samenstelling.

Norman L. Bowen

Stolling kan plaatsvinden onder of onder het aardoppervlak, waarbij andere structuren dan rotsen worden gevormd. In die zin hebben door de geschiedenis heen een groot aantal wetenschappers geprobeerd uit te leggen hoe magma onder verschillende omstandigheden kristalliseerde om verschillende soorten gesteente te vormen.

Maar pas in de 20e eeuw voerde de petroloog Norman L. Bowen een lange reeks onderzoeken uit naar fractionele kristallisatie om het type gesteente te kunnen observeren dat werd geproduceerd volgens de omstandigheden waarin hij werkte.

Ook werd wat hij observeerde en concludeerde in dit experiment snel geaccepteerd door de gemeenschap, en deze Bowen-series werden de juiste beschrijving van het magma-kristallisatieproces.

Waar bestaat het uit?

Zoals eerder vermeld, wordt de Bowen-serie gebruikt om de meer bestaande stollingssilicaatmineralen te classificeren aan de hand van de temperatuur waarbij ze kristalliseren.

De grafische weergave van deze reeks laat toe om de volgorde te visualiseren waarin de mineralen volgens deze eigenschap zullen kristalliseren, waarbij de hogere mineralen de eersten zijn die kristalliseren in een afkoelend magma en de lagere de laatste die zich vormen. Bowen concludeerde dat het kristallisatieproces gebaseerd is op vijf principes:

1- Terwijl de smelt afkoelt, blijven de kristalliserende mineralen ermee in thermodynamisch evenwicht.

2- Met het verstrijken van de tijd en de toename van minerale kristallisatie, zal de smelt van samenstelling veranderen.

3- De eerste gevormde kristallen zijn niet langer in evenwicht met de massa met de nieuwe samenstelling, en ze lossen weer op om nieuwe mineralen te vormen. Dit is de reden waarom er een reeks reacties is die zich ontwikkelt met het passeren van afkoeling.

4- De meest voorkomende mineralen in stollingsgesteenten kunnen worden onderverdeeld in twee reeksen: een continue reeks reacties voor veldspaat en een discontinue reeks voor ferromagnesische mineralen (olivijn, pyroxeen, hoornblende en biotiet).

5- Deze reeks reacties veronderstelt dat uit een enkel magma alle soorten stollingsgesteenten kunnen ontstaan ​​als gevolg van magmatische differentiatie.

Bowen reeks diagram

De Bowen-serie zelf wordt weergegeven door een "Y" -vormig diagram, met horizontale lijnen die verschillende punten op de Y onderscheppen om temperatuurbereiken aan te geven.

De eerste regel, van boven naar beneden gezien, vertegenwoordigt een temperatuur van 1800 ºC en manifesteert zich in de vorm van ultramafische rotsen.

Dit is het eerste deel, aangezien mineralen zich niet kunnen vormen bij hogere temperaturen. Het tweede deel begint bij 1100 ºC, en tussen deze temperatuur en 1800 ºC worden de mafische rotsen gevormd.

Het derde deel begint bij 900 ° C en eindigt bij 600 ° C; de laatste vertegenwoordigt het punt waar de armen van het diagram samenkomen en een enkele lijn daalt. Tussen 600 ° C en 900 ° C worden tussenliggende rotsen gevormd; lager dan dit kristalliseren felsische rotsen.

Discontinue serie

De linkerarm van het diagram behoort tot de discontinue reeks. Dit pad vertegenwoordigt minerale formaties die rijk zijn aan ijzer en magnesium. Het eerste mineraal dat op deze manier ontstaat, is olivijn, het enige stabiele mineraal rond 1800 ºC.

Bij deze temperatuur (en vanaf dit moment) zullen mineralen gevormd door ijzer, magnesium, silicium en zuurstof duidelijk aanwezig zijn. Met de temperatuurdaling wordt pyroxeen stabiel en begint calcium te verschijnen in de gevormde mineralen wanneer 1100 ºC wordt bereikt.

Wanneer afkoeling tot 900 ºC is bereikt, verschijnen amfibolen (CaFeMgSiOOH). Uiteindelijk eindigt dit pad wanneer de temperatuur daalt tot 600ºC, waar zich op een stabiele manier biotieten beginnen te vormen.

Doorlopende serie

Deze reeks wordt "continu" genoemd omdat het mineraal veldspaat wordt gevormd in een continue en geleidelijke reeks die begint met een hoog gehalte aan calcium (CaAlSiO), maar wordt gekenmerkt door een grotere vorming van op natrium gebaseerde veldspaat (CaNaAlSiO). .

Bij een temperatuur van 900 ºC komt het systeem in evenwicht, worden de magma's gekoeld en worden de calciumionen uitgeput, zodat vanaf deze temperatuur de vorming van veldspaat voornamelijk gebaseerd is op natriumveldspaat (NaAlSiO). Deze tak culmineert bij 600 ºC, waar de vorming van veldspaat bijna 100% NaAlSiO is.

Voor de resterende fasen - die de laatste vormen en verschijnen als de rechte lijn die afstamt van de vorige reeks - zal het mineraal dat bekend staat als K-spar (kaliumveldspaat) verschijnen bij temperaturen onder 600 ºC, en de muscoviet zal verschijnen zal genereren bij lagere temperaturen.

Het laatste mineraal dat wordt gevormd is kwarts, en alleen in systemen waar er een teveel aan silicium in het overblijfsel zit. Dit mineraal wordt gevormd bij relatief koude magmatemperaturen (200 ºC), wanneer het bijna gestold is.

Magmatische differentiatie

Deze term verwijst naar de scheiding van magma in batches of series, om de kristallen van de smelt te scheiden.

Dit wordt gedaan om bepaalde mineralen te verkrijgen die niet intact zouden blijven in de smelt als deze zou blijven afkoelen.

Zoals hierboven vermeld, lossen de eerste mineralen die zich vormen bij 1800ºC en 1100ºC weer op om andere te vormen, zodat ze voor altijd verloren kunnen gaan als ze niet op tijd van het gesmolten mengsel worden gescheiden.

Referenties

1. Britannica, E. (zd). Bowen's reactieserie. Opgehaald van britannica.com
2. College, C. (sf). Bowen's reactieserie. Opgehaald van colby.edu
3. Lerner, KL (sf). Bowen's reactieserie. Opgehaald van science.jrank.org
4. Universiteit, I. (sf). Bowen's reactieserie. Opgehaald van indiana.edu
5. Wikipedia. (sf). Bowen's reactieserie. Opgehaald van en.wikipedia.org