Seria de reacție Bowen în Geologie

Seria de reacție Bowen este o descriere a modului în care mineralele magmei se schimbă pe măsură ce se răcesc. Petrologul Norman Bowen (1887-1956) a efectuat decenii de experimente de topire la începutul anilor 1900 în sprijinul teoriei sale despre granit. El a descoperit că pe măsură ce o topire bazaltică s-a răcit lent, mineralele formau cristale într-o ordine certă. Bowen a elaborat două seturi din acestea, pe care le-a numit seria discontinuă și continuă în lucrarea sa din 1922 „Principiul de reacție în petogeneză”.

Seria de reacție a lui Bowen

serie discontinuă începe cu olivină, apoi piroxen, amfibol și biotit. Ceea ce face din aceasta o "serie de reacție", mai degrabă decât o serie obișnuită, este că fiecare mineral din serie este înlocuit de următorul, pe măsură ce topita se răcește. După cum a spus Bowen, „Dispariția mineralelor în ordinea în care apar… este esența însăși a seriei de reacție”. Olivina formează cristale, apoi reacționează cu restul magmei, în timp ce piroxenul se formează în detrimentul său. La un moment dat, toată olivina este resorbită și există doar piroxen. Apoi piroxenul reacționează cu lichidul pe măsură ce cristalele de amfibole îl înlocuiesc, iar biotitul înlocuiește amfibolul.

serie continuă este feldspat plagioclaza. La temperaturi ridicate, se formează anorthit soiul cu calciu ridicat. Apoi, pe măsură ce temperaturile scad, este înlocuit cu mai multe soiuri bogate în sodiu: localitate, labradorit, andezină, oligoclază și albit. Pe măsură ce temperatura continuă să scadă, aceste două serii se contopesc și mai multe minerale se cristalizează în această ordine: feldspat alcalin, muscovit și cuarț.

O serie de reacții minore implică grupul de minerale spinel: crmit, magnetită, ilmenit și titanit. Bowen le-a plasat între cele două serii principale.

Alte porțiuni ale seriei

Seria completă nu se găsește în natură, dar multe roci ignee afișează porțiuni ale seriei. Principalele limitări sunt starea lichidului, viteza de răcire și tendința cristalelor minerale de a se așeza sub gravitație:

1. Dacă lichidul rămâne fără un element necesar pentru un anumit mineral, seria cu acel mineral este întreruptă.
2. Dacă magma se răcește mai repede decât poate reacția, mineralele timpurii pot persista într-o formă parțial resorbită. Asta schimbă evoluția magmei.
3. Dacă cristalele se pot ridica sau scufunda, acestea nu mai reacționează cu lichidul și se acumulează în altă parte.

Toți acești factori afectează cursul evoluției unei magme - diferențierea ei. Bowen era încrezător că poate începe cu magma bazaltică, cel mai obișnuit tip, și să construiască orice magmă din combinația potrivită dintre cele trei. Dar mecanismele pe care le-a redus - amestecarea de magmă, asimilarea rocilor de țară și refacerea rocilor cruste - ca să nu mai vorbim de întregul sistem de tectonică pe placă pe care nu l-a prevăzut, sunt mult mai importante decât credea. Astăzi știm că nici măcar cele mai mari corpuri de magmă bazaltică nu stau încă destul de mult timp pentru a diferenția până la granit.