ГлавнаяЛитосфера → Кристаллизация

Кристаллизация

11 Авг 2013

Поскольку большинство магм образуется в верхней мантии, в их составе преобладает кремнезем (Si02) с различным количеством железа, кальция, натрия, калия, алюминия, магния и других более редких элементов. Кристаллизация расплавов таких составов известна, но поскольку соотношение этих элементов различно, то и кристаллизация выглядит различно.

В 1912 году Боуэн провел серию экспериментов, по которой сравнил температуру кристаллизации расплавов с различным содержанием кремнезема. Он обнаружил, что минералы, которые кристаллизовались при более высоких температурах (кальциевые плагиоклазы, оливины, пироксены), были менее кремнеземистыми. Эти высокотемпературные минералы были в дальнейшем подразделены на группу железомагнезиальных минералов и плагиоклаз. Минералы, которые кристаллизовались при более низких температурах, обычно были более кремнеземистыми. В 1918 году Боуэн опубликовал монографию «Эволюция изверженных пород», в которой сфокусировался главным образом на магме. За свои идеи в области формирования кристаллов Боуэн стал известен как Отец канадской геологии. Эта последовательность кристаллизации минералов известна как реакционный ряд Боуэна.

Группа плагиоклаза представляет собой непрерывный реакционный ряд, где некоторые кристаллы уже сформировались, в то время как остальные расплавлены. Состав магмы меняется непрерывно, однако ранее сформированные кристаллы уже не меняются. Вспомните, что чем больше количество кальция в кристалле, тем при более высокой температуре он плавится. Поскольку магма охлаждается, кристаллы постоянно вступают в реакцию с другими элементами в расплаве. Когда охлаждение происходит быстро, ряд сдвигается от высококальциевых разновидностей плагиоклаза к высоконатриевым.

Группа железомагнезиальных минералов проходит через прерывистый реакционный ряд. Этот ряд начинается с оливина, который кристаллизуется первым, а затем реагирует с кремнеземом в магматическом расплаве, образуя пироксен.

Mg2Si04 + Si02 – 2MgSi03 оливин + кремнезем в жидкой магме – пироксен

По мере того как магма охлаждается и температура понижается еще больше, пироксены продолжают реагировать с другими элементами в расплаве. Они затем превращаются в амфиболы. Этот реакционный ряд прерывается между каждым образованием различных соединений. Некоторые соединения образуются при различных температурах, поэтому они реагируют с другими расплавленными элементами и, возможно, образуют другие, новые соединения различного состава.

Например, при более низких температурах пироксен вступает в реакцию с увеличением кремнезема и образует амфибол. Магма продолжает охлаждаться, и амфибол реагирует, образуя биотит, который содержит еще большие количества кремнезема.

Непрерывный и прерывистый реакционные ряды автономны, но внешняя среда также играет свою роль. Во многих случаях конечная форма образованных пород может иметь уникальные характеристики, которые были вызваны специфическими особенностями окружающей среды.

Некоторые из внешних факторов, которые влияют на кристаллизацию, следующие: изменение давления и температуры, скорость охлаждения, локальные залежи минералов с высокими содержаниями кальция или натрия и продолжительность кристаллизации во время охлаждения. Магма также может изменять свой состав при взаимодействии с вмещающими породами.





Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля