Igenikus sziklageológia

Az albit-anortit rendszer

Az idegen kőzetekben található általános ásványok többsége szilárd oldatú. Ide tartoznak az olivin, piroxén, amfibol, biotit és plagiokláz földpárok. A kristályosodási viselkedést a NaAlSi ₃ O ₈ (albit vagy Ab) –CaAl ₂ Si ₂ O ₈ alkalmazásával szemléltetik a legjobban.Vegyünk egy L összetételű folyadékot (60% An + 40% Ab), amelynek kezdeti hőmérséklete 1500 ° C. Lehűléskor megkezdi a plagioklaz kristályosodását 85% An-nal (a Solidus P pontja) körülbelül 1470 ° C folyadékhőmérsékleten. Ahogy a hűtés tovább folytatódik, a folyadék lefelé mozog a folyadékon B felé, miközben folyamatosan reagál a korai formájú plagioklázzal, hogy egy homogén plagioklázzá alakuljon, amely albitikusabb és a folyadékkal egyensúlyban van. Például, amikor a folyadék elérte az A értéket, 1400 ° C-on, körülbelül 65% plagiokláz és körülbelül 73% An (a soliduson lévő O pont) kristályosodik ki a folyadékból, amely most körülbelül 36% An és 64% Ab. Végül, amikor eléri a körülbelül 1330 ° C hőmérsékletet (az ábrán B), a készítmény folyadékának utolsó kis mennyisége 20% An + 80% Ab kerül felhasználásra a reakcióban, és homogén plagioclase 60% An + 40 Ab százalék marad (S pont). Most mérlegeljük azt az esetet, amikor a folyadék nem reagál a korábban kialakult plagioklázzal. Ez úgy érhető el, hogy a plagioklázt fizikailag eltávolítják közvetlenül a kialakulása után, vagy a folyadék hűtésével gyorsabban, mint a reakciófolyamat a plagioklazát elfogyaszthatja. A folyadék elméletileg elérheti a tiszta Ab összetételt 1100 ° C-on, ahol eltűnik a kristályosodó albittá. A hűtési folyamat során az An _84- től An _00- ig terjedő plagiokláz készítmények teljes sorát megőrzik.

Bowen reakciósorozat

Ez a két példa a fő magmák kristályosodása során bekövetkező két fő reakciót szemlélteti: az egyik nem szakaszos (az olivin-folyadék-piroxén reakció) és a másik folyamatos (a plagiokláz-folyadék reakció). Ezt először Norman L. Bowen amerikai petrológus ismerte fel, aki a reakciókat az 5. ábrán bemutatott formában rendezte el; tiszteletére az ásványi sorozatot azóta Bowen reakciósorozatának nevezik. Az Y alakú elrendezés bal oldali ága olyan nem folytonos sorozatból áll, amely olivinnal kezdődik a legmagasabb hőmérsékleten, és a piroxén, az amfibol és a biotit révén halad előre a hőmérséklet csökkenésekor. Ez a sorozat nem szakaszos, mert a reakció állandó hőmérsékleten állandó nyomáson megy végbe, ahol a korai formában kialakult ásvány stabilisabb kristályokká alakul. A sorozatban szereplő ásványok különböző szilikát-szerkezettel rendelkeznek, amelyek fokozott polimerizációt mutatnak, amikor a hőmérséklet csökken; az olivin a sziget-szilikát szerkezet típusához tartozik; piroxén, a lánc; amfibol, a kettős lánc; és biotit, a lemez. Másrészről, a jobb ág az a folyamatos reakciósor, amelyben a plagioklaz folyamatosan reagál a folyadékkal, hogy albitikusabb fázist képezzen a hőmérséklet csökkenésével. Mindkét esetben a folyadék a reakcióban elfogyasztódik. Amikor a két reakciósor alacsony hőmérsékleten konvergál, az ásványok, amelyek nem reagálnak a fennmaradó folyadékkal, megközelítik az eutektikus kristályosodást. A hamuzsír földpát, pézsma és kvarc kristályosodnak. Először a kristályosodó fázisok a szokásos ásványok, amelyek bazaltot vagy gabbrokat alkotnak, például bytownit vagy labradorit piroxinnal és kis mennyiségű olivin. Az andezit- vagy diorit-ásványok, például az andezin piroxénnel vagy amfibollal kristályosodnak, majd ortoklaz és kvarc követik, amelyek a riolit vagy a gránit alapvető alkotóelemei. Az Y tetején lévő bazaltos folyadék csak akkor süllyedhet le a sorozat aljára, hogy kvarcot kristályosítson, csak akkor, ha a korábbi reakciókat megakadályozzuk. Mint fentebb bemutattuk, a korábban kialakult ásványok és a folyadék közötti teljes reakciók kimerítik a folyadékellátást, ezáltal meggátolják a sorozat lehaladását. A frakcionált kristályosítással az egyik módszer a bazaltos mágia átalakítása a sorozatban alacsonyabb szintű kőzetekké. Ebben a folyamatban a korai formában lévő ásványokat gravitáció útján távolítják el a folyadékból (az ásványi anyagok, például az olivin és a piroxén sűrűbbek, mint a folyadék, amelyből kristályosodtak), és így a nem reagált folyadék később marad a sorozatban.