Bowenin reaktiosarja geologiassa

Bowenin reaktiosarja on kuvaus kuinka magmamineraalit muuttuvat, kun ne jäähtyvät. Petrologi Norman Bowen (1887–1956) teki vuosikymmenien ajan sulamiskokeita 1900-luvun alkupuolella graniittiteoriansa tueksi. Hän havaitsi, että kun basalttinen sulaa hitaasti jäähtynyt, mineraalit muodostivat kiteitä määrätyssä järjestyksessä. Bowen kehitti nämä kaksi sarjaa, jotka hän nimitti epäjatkuvaksi ja jatkuvaksi sarjaksi 1922-luvun paperissaan "Reaktioperiaate petrogeneesissä."

epäjatkuva sarja alkaa oliviinilla, sitten pyrokseenilla, amfibolilla ja biotiitilla. Mikä tekee tästä "reaktiosarjan" kuin tavallisen sarjan, on se, että jokainen sarjan mineraali korvataan seuraavalla, kun sula sulaa. Kuten Bowen totesi, "Mineraalien katoaminen siinä järjestyksessä, jossa ne ilmestyvät..., on mineraalien ydin "Oliviini muodostaa kiteitä, sitten se reagoi muun magman kanssa, kun pyrokseeni muodostuu kustannuksella. Tietyssä vaiheessa kaikki oliviini resorboituu ja vain pyrokseenia on olemassa. Sitten pyrokseeni reagoi nesteen kanssa, kun amfibolikiteet korvaavat sen, ja sitten biotiitti korvaa amfibolin.

jatkuva sarja on plagioklaasin maasälpä. Korkeissa lämpötiloissa muodostuu anorthite-kalsiumvalikoima. Sitten lämpötilan laskiessa se korvataan enemmän natriumipitoisilla lajikkeilla: bytowniitilla, labradoriitilla, andesine, oligoclase ja albite. Kun lämpötila laskee edelleen, nämä kaksi sarjaa sulautuvat yhteen, ja enemmän mineraaleja kiteytyy tässä järjestyksessä: alkali maasälpä, muskoviitti ja kvartsi.

Pieneen reaktiosarjaan sisältyy spinelliryhmä mineraaleja: kromiitti, magnetiitti, ilmeniitti ja titaaniitti. Bowen sijoitti ne kahden pääsarjan väliin.

Koko sarjaa ei löydy luonnosta, mutta monia tuliperäiset kivet Näytä sarjan osat. Tärkeimmät rajoitukset ovat nesteen tila, jäähdytyksen nopeus ja mineraalikiteiden taipumus asettua painovoiman alaisiksi:

1. Jos neste loppuu tietylle mineraalille tarvittavasta elementistä, sarja kyseisen mineraalin kanssa keskeytyy.
2. Jos magma jäähtyy nopeammin kuin reaktio voi edetä, varhaiset mineraalit voivat pysyä osittain resorboituneessa muodossa. Se muuttaa magman kehitystä.
3. Jos kiteet voivat nousta tai uppoaa, ne lakkaavat reagoimasta nesteen kanssa ja kasaan muualle.

Kaikki nämä tekijät vaikuttavat magman evoluution etenemiseen - sen erilaistumiseen. Bowen oli vakuuttunut siitä, että hän voisi aloittaa basaltimamagilla, yleisimmällä tyypillä, ja rakentaa minkä tahansa magman oikeasta näiden kolmen yhdistelmästä. Mutta mekanismit, jotka hän hylkäsi - magman sekoittaminen, maankallion omaksuminen ja kuoren uudelleenmuodostelu kivet - puhumattakaan koko levytektoniikkajärjestelmästä, jota hän ei ennakoinut, ovat paljon tärkeämpiä kuin hän ajatteli. Nykyään tiedämme, että edes suurimmat basalttisen magman rungot eivät ole vielä riittävän kauan erottelemassa graniitista.