le Série Bowen ils sont principalement un moyen de catégoriser les minéraux silicatés ignés les plus courants en fonction de la température à laquelle ils cristallisent. Dans la science de la géologie, il existe trois principaux types de roches, qui sont classées comme roches ignées, sédimentaires et métamorphiques.
Principalement, les roches ignées sont formées par le refroidissement et la solidification du magma ou de la lave du manteau et de la croûte terrestre, un processus qui peut être causé par une augmentation de la température, une diminution de la pression ou un changement de composition..
La solidification peut avoir lieu sous la surface de la terre ou en dessous, formant des structures autres que des roches. En ce sens, tout au long de l'histoire, un grand nombre de scientifiques ont tenté d'expliquer la manière dont le magma se cristallisait dans des conditions variables pour former différents types de roches..
Mais ce n'est qu'au XXe siècle que le pétrologue Norman L. Bowen a mené une longue série d'études de cristallisation fractionnée pour pouvoir observer le type de roches produites en fonction des conditions dans lesquelles il travaillait..
En outre, ce qu'il a observé et conclu dans cette expérience a été rapidement accepté par la communauté, et ces séries de Bowen sont devenues la description correcte du processus de cristallisation du magma..
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Comme mentionné précédemment, la série Bowen est utilisée pour classer les minéraux silicatés ignés qui existent le plus au moyen de la température à laquelle ils cristallisent..
La représentation graphique de cette série permet de visualiser l'ordre dans lequel les minéraux vont se cristalliser selon cette propriété, les minéraux supérieurs étant les premiers à cristalliser dans un magma refroidissant et les inférieurs étant les derniers à se former. Bowen a conclu que le processus de cristallisation est basé sur cinq principes:
1- Au fur et à mesure que la masse fondue refroidit, les minéraux cristallisants resteront en équilibre thermodynamique avec ce.
2- Avec le passage du temps et l'augmentation de la cristallisation minérale, la fonte changera sa composition.
3- Les premiers cristaux formés ne sont plus en équilibre avec la masse avec la nouvelle composition, et ils se dissolvent à nouveau pour former de nouveaux minéraux. C'est pourquoi il y a une série de réactions, qui se développent avec le passage du refroidissement..
4- Les minéraux les plus courants dans les roches ignées peuvent être classés en deux séries: une série de réactions continues pour les feldspaths, et une série discontinue pour les minéraux ferromagnésiques (olivine, pyroxène, hornblende et biotite).
5- Cette série de réactions suppose que, à partir d'un seul magma, tous les types de roches ignées peuvent provenir d'une différenciation magmatique.
Les séries Bowen elles-mêmes sont représentées par un diagramme en forme de «Y», avec des lignes horizontales interceptant divers points sur le Y pour indiquer les plages de température..
La première ligne, vue de haut en bas, représente une température de 1800 ºC, et se manifeste sous la forme de roches ultramafiques.
Ceci est la première section, car les minéraux ne peuvent pas être formés à des températures plus élevées que cela. La deuxième section commence à 1100 ºC, et entre cette température et 1800 ºC se trouve l'endroit où se forment les roches mafiques..
La troisième section commence à 900 ° C et se termine à 600 ° C; ce dernier représente le point où les bras du diagramme se rencontrent et une seule ligne descend. Entre 600 ° C et 900 ° C, des roches intermédiaires se forment; plus bas que cela, les roches felsiques se cristallisent.
Le bras gauche du diagramme appartient à la série discontinue. Ce chemin représente des formations minérales riches en fer et en magnésium. Le premier minéral à se former de cette manière est l'olivine, qui est le seul minéral stable autour de 1800 ºC..
A cette température (et à partir de ce moment) les minéraux formés par le fer, le magnésium, le silicium et l'oxygène seront évidents. Avec la diminution de la température, le pyroxène deviendra stable et le calcium commencera à apparaître dans les minéraux formés lorsqu'ils atteindront 1100 ºC..
Lorsque le refroidissement à 900 ºC est atteint, des amphiboles apparaissent (CaFeMgSiOOH). Enfin, ce chemin se termine lorsque la température descend à 600 ºC, là où les biotites commencent à se former de manière stable..
Cette série est dite «continue» car le feldspath minéral est formé en une série continue et graduelle qui commence par une forte proportion de calcium (CaAlSiO), mais se caractérise par une plus grande formation de feldspaths à base de sodium (CaNaAlSiO).
A une température de 900 ºC, le système s'équilibre, les magmas sont refroidis et les ions calcium sont épuisés, de sorte qu'à partir de cette température la formation de feldspaths est principalement basée sur les feldspaths sodiques (NaAlSiO). Cette branche culmine à 600 ºC, où la formation de feldspaths est presque 100% NaAlSiO.
Pour les phases résiduelles - qui sont les dernières à se former et à apparaître comme la ligne droite qui descend de la série précédente - le minéral connu sous le nom de K-spar (feldspath potassique) apparaîtra à des températures inférieures à 600 ºC, et la muscovite générera à températures plus basses.
Le dernier minéral à se former est le quartz, et uniquement dans les systèmes où il y a un excès de silicium dans le résidu. Ce minéral se forme à des températures magmatiques relativement froides (200 ºC), quand il s'est presque solidifié.
Ce terme fait référence à la séparation du magma en lots ou en séries, afin de séparer les cristaux de la masse fondue..
Ceci est fait afin d'obtenir certains minéraux qui ne resteraient pas intacts dans la fonte si on la laissait continuer à refroidir..
Comme mentionné ci-dessus, les premiers minéraux formés à 1800 ºC et 1100 ºC se dissolvent à nouveau pour en former d'autres, de sorte qu'ils peuvent être perdus à jamais s'ils ne sont pas séparés du mélange fondu à temps..
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