Боуэн қатары: магмадан минералдардың кристалдану ретін, базальттық магмадан пайда болатын минералдарды және олардың қалыптасу жағдайларын зерттейді. Геология.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Магмада минералдардың кристалдану реті
Order of crystallization of minerals in magma
Геология саласында Боуэннің реакциялар тізбегі – канадалық петролог Норман Л. Боуэннің еңбегі. Ол табиғи тау жыныстарында жүргізген тәжірибелері мен байқауларының негізінде, фракциялық кристалдануға ұшыраған (яғни, ерте пайда болған кристалдар тұну арқылы магмадан алынып тасталатын, нәтижесінде сәл өзгеше құрамы бар сұйық қалдырылатын) әдеттегі силикат минералдарының кристалдану тізбегін жинақтады. Боуэннің реакциялар тізбегі кейбір минерал түрлерінің бірге табылуын, ал басқаларының бір-бірімен қатар кездеспеуін түсіндіре алады. Ол 1900 жылдардың басында ұнтақталған тас материалына балқығанша қыздырып, содан кейін белгілі бір температураға дейін салқындатуға мүмкіндік берді, осыдан кейін пайда болған минералдардың түрлерін бақылады. Ол осы процесті температураны бірте-бірте төмендетіп қайталап, алған нәтижелері оның реакциялар тізбегін жасауға әкелді, ол бүгінгі күнге дейін фракциялық кристалдануға ұшыраған базальтты магманың салқындауынан пайда болатын минералдардың идеалды даму реті ретінде қабылданады. Боуэннің еңбегіне сүйене отырып, тау жынысындағы минералдардан материалдың қалыптасқан шарттарын болжауға болады.
Within the field of geology, Bowen's reaction series is the work of the Canadian petrologist Norman L. Bowen, who summarized, based on experiments and observations of natural rocks, the sequence of crystallization of common silicate minerals from typical basaltic magma undergoing fractional crystallization (i. e. crystallization wherein early formed crystals are removed from the magma by crystal settling, leaving behind a liquid of slightly different composition). Bowen's reaction series is able to explain why certain types of minerals tend to be found together while others are almost never associated with one another. He experimented in the early 1900s with powdered rock material that was heated until it melted and then allowed to cool to a target temperature whereupon he observed the types of minerals that formed in the rocks produced. He repeated this process with progressively cooler temperatures and the results he obtained led him to formulate his reaction series which is still accepted today as the idealized progression of minerals produced by cooling basaltic magma that undergoes fractional crystallization. Based upon Bowen's work, one can infer from the minerals present in a rock the relative conditions under which the material had formed.
Сипаттама
Бұл тізбе екі тармаққа бөлінеді: үздіксіз (фельдік минералдар: фельдшпаттар) және үзіліссіз (мафикалық минералдар). Суретте көрсетілген (жанындағы) минералдар алдымен кристалданады, сондықтан температура градиенті жоғарыдан төменге дейін, жоғары температуралы минералдар жоғарыда, ал төмен температуралы минералдар төменде болып оқылады. Суреттің оң жағындағы тармақ үздіксіз тармақ болып табылады (фельдік минералдардың үздіксіз қатты ерітінділерімен) және температура төмендеген сайын плагиоклаздың натрийге қанығуына алып келеді. Үзіліссіз тізбеде, магма салқындағанда оливин сияқты мафикалық минералдар алдымен жоғары температурада кристалданады. Бірақ, егер олар шөгіп (тұншықтырып) қалмаса, магманың құрамы өзгермейді және магма одан әрі салқындағанда оливин пироксенге қайта кристалданады. Жер беті тау жыныстарының пайда болу аймақтарымен салыстырғанда төмен температуралы орта болғандықтан, диаграмма минералдардың салыстырмалы тұрақтылығын да көрсетеді, төменгі жақтағылары ең тұрақты, ал жоғарғы жақтағылары тездей тозып, Гольдих еріту тізбесі деп белгілі. Бұл минералдардың қалыптасқан температура мен қысым жағдайларына жақын жағдайларда ең тұрақты болғандықтарынан болады.
The series is divided into two branches, the continuous (felsic minerals: feldspars) and the discontinuous (mafic minerals). The minerals at the top of the illustration (given aside) are first to crystallize and so the temperature gradient can be read to be from high to low with the high temperature minerals being on the top and the low temperature ones on the bottom. The branch on the right of the illustration is the continuous one (with continuous solid solutions of felsic minerals) and results in progressively sodium rich plagioclase at lowering temperatures. In the discontinuous series mafic minerals such as olivine will first crystallize at a higher temperature, as magma cools. However, if they are not precipitated (settled) out, the composition of the magma does not change and as the magma further cools the olivine will recrystallise as pyroxene. Since the surface of the Earth is a low temperature environment compared to the zones of rock formation, the chart also reflects the relative stability of minerals, with the ones at bottom being most stable and the ones at top being quickest to weather, known as the Goldich dissolution series. This is because minerals are most stable in the temperature and pressure conditions closest to those under which they had formed.