СЕРИЯ БОУЕН: КАКВИ СА ТЕ, ПРЕКЪСНАТИ И НЕПРЕКЪСНАТИ СЕРИИ - ХИМИЯ - 2026

Серията Bowen са предимно средство за категоризиране на най-често срещаните магматични силикатни минерали според температурата, при която те кристализират. В науката за геология има три основни типа скали, които са класифицирани като магматични скали, утаечни и метаморфни.

Основно, магматичните скали се образуват от охлаждането и втвърдяването на магма или лава от мантията и земната кора, процес, който може да бъде причинен от повишаване на температурата, намаляване на налягането или промяна в състава.

Норман Л. Боуен

Втвърдяването може да се извърши под или под повърхността на земята, образувайки структури, различни от скали. В този смисъл през цялата история голям брой учени се опитват да обяснят начина, по който магмата кристализира при различни условия, за да образува различни видове скала.

Но чак през 20 век петрологът Норман Л. Боуен провежда дълга поредица от изследвания на фракционната кристализация, за да може да наблюдава вида на скалите, които са произведени според условията, в които е работил.

Също така, това, което той наблюдава и заключи в този експеримент, беше бързо прието от общността и тези серии на Боуен станаха правилното описание на процеса на кристализация на магмата.

На какво се състои?

Както бе споменато по-горе, серията Bowen се използва за класифициране на магматичните силикатни минерали, които съществуват повече посредством температурата, при която кристализират.

Графичното представяне на тази серия позволява да се визуализира редът, в който минералите ще изкристализират според това свойство, като по-високите минерали са първите, които кристализират в охлаждаща магма, а по-ниските са последните. Боуен заключи, че процесът на кристализация се основава на пет принципа:

1- Докато стопилката се охлажда, кристализиращите минерали ще останат в термодинамично равновесие с нея.

2- С течение на времето и увеличаването на минералната кристализация стопилката ще промени състава си.

3- Първите образувани кристали вече не са в равновесие с масата с новия състав и те се разтварят отново, за да образуват нови минерали. Ето защо има поредица от реакции, която се развива с преминаването на охлаждането.

4- Най-често срещаните минерали в магматичните скали могат да бъдат категоризирани в две серии: непрекъсната серия за реакцията на фелдшпатове и прекъсната серия за феромагнезични минерали (оливин, пироксен, рог и биотит).

5- Тази серия от реакции предполага, че от една-единствена магма всички видове магматични скали могат да възникнат в резултат на магматична диференциация.

Диаграма на серията Bowen

Самите серии на Боуен са представени от диаграма във форма на Y, като хоризонталните линии пресичат различни точки на Y, за да обозначават температурните диапазони.

Първият ред, гледан отгоре надолу, представлява температура 1800 ºC и се проявява под формата на ултрамафични скали.

Това е първият раздел, тъй като минералите не могат да се образуват при температури, по-високи от тази. Вторият участък започва при 1100 ºC и между тази температура и 1800 ºC е мястото, където се образуват мафиновите скали.

Третата секция започва при 900ºC и завършва при 600ºC; последният представлява точката, където рамената на диаграмата се срещат и една линия се спуска. Между 600ºC и 900ºC се образуват междинни скали; по-ниски от това кристализиращите скални скали.

Прекъснати серии

Лявата част на диаграмата принадлежи към прекъснатата серия. Този път представлява минерални образувания, които са богати на желязо и магнезий. Първият минерал, който се образува по този начин, е оливин, който е единственият стабилен минерал около 1800 ° C.

При тази температура (и от този момент нататък) ще бъдат очевидни минералите, образувани от желязо, магнезий, силиций и кислород. С понижаването на температурата пироксена ще стане стабилен и калцият ще започне да се появява в минералите, образувани при достигане на 1100 ºC.

Когато се достигне охлаждане до 900 ºC, се появяват амфиболи (CaFeMgSiOOH). И накрая, този път завършва, когато температурата падне до 600ºC, където биотитите започват да се образуват по стабилен начин.

Непрекъсната серия

Тази серия се нарича "непрекъсната", тъй като минералният фелдшпат се формира в непрекъсната и постепенна серия, която започва с висок дял на калций (CaAlSiO), но се характеризира с по-голямо образуване на полеви шпатове на базата на натрий (CaNaAlSiO), При температура 900 ° С системата се уравновесява, магмите се охлаждат и калциевите йони се изчерпват, така че от тази температура образуването на фелдшпатове се основава главно на натриеви фелдшпатове (NaAlSiO). Този клон завършва при 600 ° С, където образуването на фелдшпатове е почти 100% NaAlSiO.

За остатъчните фази, които се формират последни и се появяват като права линия, която се спуска от предишната серия - минералът, известен като K-spar (калиев фелдшпат), ще се появи при температури под 600 ºC, и мусковитът ще ще генерира при по-ниски температури.

Последният минерал, който се образува, е кварцът и само в системи, където има остатък от силиций в остатъка. Този минерал се образува при сравнително студени магма температури (200 ºC), когато почти се е втвърдил.

Магматична диференциация

Този термин се отнася до отделянето на магма на партиди или серии, за да се отделят кристалите от стопилката.

Това се прави, за да се получат определени минерали, които не биха останали непокътнати в стопилката, ако се остави да продължи да се охлажда.

Както бе споменато по-горе, първите минерали, които се образуват при 1800ºC и 1100ºC, се разтварят отново, за да образуват други, така че те могат да бъдат загубени завинаги, ако не бъдат отделени от разтопената смес навреме.

Препратки

1. Britannica, E. (nd). Поредица от реакции на Боуен. Извлечено от britannica.com
2. Колеж, В. (ср.). Поредица от реакции на Боуен. Извлечено от colby.edu
3. Lerner, KL (sf). Поредица от реакции на Боуен. Извлечено от science.jrank.org
4. Университет, I. (ср.). Поредица от реакции на Боуен. Извлечено от indiana.edu
5. Wikipedia. (SF). Поредица от реакции на Боуен. Извлечено от en.wikipedia.org