Il Serie Bowen sono principalmente un mezzo per classificare i più comuni minerali di silicato igneo in base alla temperatura alla quale cristallizzano. Nella scienza della geologia ci sono tre tipi principali di rocce, che sono classificate come rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche.
Principalmente, le rocce ignee sono formate dal raffreddamento e dalla solidificazione del magma o della lava dal mantello e dalla crosta terrestre, un processo che può essere causato da un aumento della temperatura, una diminuzione della pressione o un cambiamento nella composizione..
La solidificazione può avvenire sotto la superficie della terra o al di sotto di essa, formando strutture diverse dalle rocce. In questo senso, nel corso della storia un gran numero di scienziati ha cercato di spiegare il modo in cui il magma si è cristallizzato in condizioni variabili per formare diversi tipi di roccia.
Ma fu solo nel XX secolo che il petrologo Norman L. Bowen effettuò una lunga serie di studi sulla cristallizzazione frazionata per poter osservare il tipo di rocce che venivano prodotte a seconda delle condizioni in cui lavorava..
Inoltre, ciò che ha osservato e concluso in questo esperimento è stato rapidamente accettato dalla comunità e queste serie di Bowen sono diventate la descrizione corretta del processo di cristallizzazione del magma..
Indice articolo
Come accennato in precedenza, le serie Bowen vengono utilizzate per classificare i minerali silicati ignei più presenti in base alla temperatura alla quale cristallizzano..
La rappresentazione grafica di questa serie permette di visualizzare l'ordine in cui i minerali cristallizzeranno secondo questa proprietà, i minerali superiori sono i primi a cristallizzare in un magma raffreddante e quelli inferiori sono gli ultimi a formarsi. Bowen ha concluso che il processo di cristallizzazione si basa su cinque principi:
1- Quando la massa fusa si raffredda, i minerali cristallizzanti rimarranno in equilibrio termodinamico con questo.
2- Con il passare del tempo e l'aumento della cristallizzazione minerale, il fuso cambierà la sua composizione.
3- I primi cristalli formati non sono più in equilibrio con la massa con la nuova composizione, e si dissolvono nuovamente formando nuovi minerali. Ecco perché c'è una serie di reazioni, che si sviluppa con il passaggio del raffreddamento..
4- I minerali più comuni nelle rocce ignee possono essere classificati in due serie: una serie di reazione continua per i feldspati e una serie discontinua per i minerali ferromagnesici (olivina, pirosseno, orneblenda e biotite).
5- Questa serie di reazioni presuppone che, da un singolo magma, tutti i tipi di rocce ignee possano originarsi come risultato della differenziazione magmatica.
Le stesse serie Bowen sono rappresentate da un diagramma a forma di "Y", con linee orizzontali che intercettano vari punti sulla Y per indicare gli intervalli di temperatura..
La prima linea, vista dall'alto verso il basso, rappresenta una temperatura di 1800 ºC e si manifesta sotto forma di rocce ultramafiche.
Questa è la prima sezione, poiché i minerali non possono essere formati a temperature superiori a questa. La seconda sezione inizia a 1100 ºC, e tra questa temperatura e 1800 ºC si formano le rocce mafiche..
La terza sezione inizia a 900ºC e termina a 600ºC; quest'ultimo rappresenta il punto in cui i bracci del diagramma si incontrano e scende una singola linea. Tra 600 ° C e 900 ° C si formano rocce intermedie; più in basso di questo cristallizzano le rocce felsiche.
Il braccio sinistro del diagramma appartiene alla serie discontinua. Questo percorso rappresenta formazioni minerali ricche di ferro e magnesio. Il primo minerale a formarsi in questo modo è l'olivina, che è l'unico minerale stabile intorno ai 1800 ºC..
A questa temperatura (e da questo momento in poi) saranno evidenti i minerali formati da ferro, magnesio, silicio e ossigeno. Con la diminuzione della temperatura, il pirosseno diventerà stabile e il calcio inizierà ad apparire nei minerali formati quando raggiungono i 1100 ºC..
Quando si raggiunge il raffreddamento a 900 ºC, compaiono gli anfiboli (CaFeMgSiOOH). Infine, questo percorso termina quando la temperatura scende a 600 ºC, dove i biotiti iniziano a formarsi in modo stabile..
Questa serie è detta “continua” perché il feldspato minerale si forma in una serie continua e graduale che inizia con un'alta percentuale di calcio (CaAlSiO), ma è caratterizzata da una maggiore formazione di feldspati a base di sodio (CaNaAlSiO).
Ad una temperatura di 900 ºC, il sistema si equilibra, i magmi vengono raffreddati e gli ioni calcio si esauriscono, in modo che da questa temperatura la formazione dei feldspati si basi principalmente sui feldspati di sodio (NaAlSiO). Questo ramo culmina a 600 ºC, dove la formazione dei feldspati è quasi al 100% NaAlSiO.
Per le fasi residue -che sono le ultime a formarsi e appaiono come la linea retta che discende dalla serie precedente- il minerale noto come K-spar (feldspato di potassio) apparirà a temperature inferiori a 600 ºC, e la muscovite genererà a temperature più basse.
L'ultimo minerale che si forma è il quarzo, e solo nei sistemi in cui c'è un eccesso di silicio nel residuo. Questo minerale si forma a temperature del magma relativamente fredde (200 ºC), quando si è quasi solidificato.
Questo termine si riferisce alla separazione del magma in lotti o serie, al fine di separare i cristalli dal fuso..
Questo viene fatto per ottenere alcuni minerali che non rimarrebbero intatti nella massa fusa se fosse consentito di continuare a raffreddarsi..
Come accennato in precedenza, i primi minerali che si formano a 1800 ºC e 1100 ºC si dissolvono nuovamente per formare altri, quindi possono essere persi per sempre se non vengono separati dalla miscela fusa nel tempo..
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.