Magnetinių uolienų geologija

Albito-anortito sistema

Dauguma įprastuose mineraluose esančių mineralų yra kietojo tirpalo fazės. Tai apima oliviną, pirokseną, amfibolą, biotitą ir plagioklazės feldsparus. Kristalizacijos elgseną geriausiai parodo NaAlSi ₃ O ₈ (albitas arba Ab) –CaAl ₂ Si ₂ O ₈(anorthite arba An) plagioklazės sistema, parodyta 4 paveiksle. Apsvarstykite L sudėties skystį (60% An + 40% Ab), kurio pradinė temperatūra yra 1500 ° C. Atvėsęs jis pradės kristalizuoti plagioklazę su 85 procentais An (taškas P ant solidumo), kai skysčio temperatūra yra apie 1470 ° C. Toliau aušinant, skystis judės žemyn skysčio link B, tuo pačiu metu nepertraukiamai reaguodamas su anksti susiformavusia plagioklaze, paversdama ją homogenine plagioclase, kuri yra albitingesnė ir pusiausvyroje su skysčiu. Pavyzdžiui, kai skystis pasiekė A, esant 1400 ° C temperatūrai, iš skysčio išsikristalizavo apie 65 procentų plagioklazės su maždaug 73 procentais An (taškas O ant solidus), kuri dabar yra maždaug 36 procentai An ir 64 procentai Ab. Galiausiai, kai pasiekiama maždaug 1330 ° C temperatūra (B paveiksle), reakcijos metu sunaudojamas paskutinis nedidelis kiekis kompozicijos skysčio, kurio sudėtyje yra 20 procentų + 80 procentų Ab, ir homogeninė 60 procentų plagioklazė An + 40. lieka Ab procentai (taškas S). Dabar apsvarstykite atvejį, kai skysčiui neleidžiama reaguoti su anksti susiformavusia plagioklaze. Tai gali būti pasiekta fiziškai pašalinus plagioclazę iškart po jos susidarymo arba aušinant skystį greičiau, nei reakcijos procesas gali sunaudoti plagioclazę. Teoriškai skystis galėjo pasiekti grynos Ab sudėtį esant 1100 ° C, kur jis išnyks į kristalizuojantį albitą. Aušinimo procese bus išsaugota visa plagioklazės kompozicijų įvairovė nuo An ₈₄ iki An ₀₀.

Boweno reakcijų serija

Šie du pavyzdžiai iliustruoja dvi pagrindines reakcijas, vykstančias paprastųjų magmų kristalizacijos metu. Viena iš jų yra nepertraukiama (olivino-skysčio-pirokseno reakcija) ir kita tęstinė (plagioklazės-skysčio reakcija). Pirmiausia tai pripažino amerikiečių benzinas Normanas L. Bowenas, kuris reakcijas išdėstė taip, kaip parodyta 5 paveiksle; jo garbei mineralų serija nuo tada buvo vadinama Boweno reakcijų serija. Kairę Y formos išdėstymą sudaro nepertraukiamos eilės, kurios prasideda nuo olivino aukščiausioje temperatūroje ir progresuoja per pirokseną, amfibolą ir biotitą, mažėjant temperatūrai. Ši serija nepertraukiama, nes reakcija vyksta fiksuotoje temperatūroje esant pastoviam slėgiui, kai anksti susiformavęs mineralas virsta stabilesniu kristalu. Kiekvienas šios serijos mineralas pasižymi skirtinga silikato struktūra, pasižyminčia padidėjusia polimerizacija krentant temperatūrai; olivinas priklauso salos silikatinės struktūros tipui; piroksenas, grandinė; amfibolis, dviguba grandinė; ir biotitas, lapas. Kita vertus, dešinė atšaka yra nenutrūkstamų reakcijų seka, kurioje plagioklazė nuolat reaguoja su skysčiu, sudarydama albitiškiausią fazę, kai temperatūra mažėja. Abiem atvejais skystis sunaudojamas reakcijos metu. Kai abi reakcijų serijos susilieja žemoje temperatūroje, mineralai, kurie nereaguos su likusiu skysčiu, priartės prie eutektinės kristalizacijos. Krištolo pavidalo yra kalio lauko lazda, muskovitas ir kvarcas. Pirmiausia kristalizuojamos fazės yra įprasti mineralai, iš kurių susideda bazaltas arba gabbro, pavyzdžiui, bytownitas ar labradoritas su piroksenu ir nedidelis kiekis olivino. Andesito arba diorito mineralai, tokie kaip andesinas su piroksinu arba amfiboliu, kristalizuojasi toliau, o po jų eina ortoklazė ir kvarcas, kurie yra svarbiausios ryolito ar granito sudedamosios dalys. Bazalto skystis Y viršuje gali nusileisti į serijos dugną, kad kristalizuotų kvarcą, tik jei bus užkirstas kelias ankstesnėms reakcijoms. Kaip parodyta aukščiau, išsami reakcija tarp anksti susiformavusių mineralų ir skysčio išeikvoja skysčio tiekimą, taip stabdydama progresą serijomis. Viena iš būdų, kuriais bazaltinė magma gali būti paversta žemiau esančiomis uolienomis, yra frakcionuota kristalizacija. Šiame procese anksti susiformavę mineralai iš skysčio pašalinami sunkio jėgos dėka (tokie mineralai kaip olivinas ir piroksenas yra tankesni nei skystis, iš kurio jie išsikristalizavo), todėl vėliau nesusijęs skystis išlieka serijoje.