ボーエンシリーズ：不連続および連続シリーズとは - 化学

ボーエンシリーズは、主に、それらが結晶化する温度によって最も一般的な火成岩ケイ酸塩鉱物を分類する手段です。地質学では、火成岩、堆積岩、変成岩に分類される3つの主要な種類の岩石があります。

主に、火成岩は、マントルと地殻からのマグマまたは溶岩の冷却と固化によって形成されます。このプロセスは、温度の上昇、圧力の低下、または組成の変化によって引き起こされる可能性があります。

ノーマンL.ボーウェン

固化は地表の下または下で起こり、岩石以外の構造を形成します。この意味で、歴史を通じて、多くの科学者が、さまざまな条件下でマグマが結晶化してさまざまな種類の岩石を形成する方法を説明しようとしました。

しかし、岩石学者のノーマンL.ボーウェンが働いた条件に従って生成された岩石のタイプを観察できるようにするために、岩石学者のノーマンL.ボーエンが長い一連の分別結晶研究を実施したのは20世紀まででした。

また、彼がこの実験で観察して結論付けたものはすぐにコミュニティに受け入れられ、これらのボーエンシリーズはマグマの結晶化プロセスの正しい説明になりました。

それは何に基づいていますか？

前述のように、ボーエンシリーズは、結晶化する温度によって存在する火成ケイ酸塩鉱物を分類するために使用されます。

このシリーズのグラフィック表示により、この特性に従ってミネラルが結晶化する順序を視覚化できます。高いミネラルが最初に冷却中のマグマで結晶化し、低いミネラルが最後に形成されます。ボーエンは、結晶化プロセスは5つの原則に基づいていると結論付けました。

1-溶融物が冷える間、結晶化鉱物はそれと熱力学的平衡を保ちます。

2-時間の経過と鉱物の結晶化の増加に伴い、メルトはその組成を変更します。

3-形成された最初の結晶は、新しい組成の質量と平衡状態ではなくなり、再び溶解して新しいミネラルを形成します。これが、冷却の経過とともに発生する一連の反応がある理由です。

4-火成岩に含まれる最も一般的な鉱物は、長石の連続反応と、強磁性鉱物（かんらん石、輝石、角閃石、黒雲母）の不連続反応の2つの系列に分類できます。

5-この一連の反応は、単一のマグマから、あらゆるタイプの火成岩がマグマの分化の結果として発生する可能性があると仮定しています。

ボーエンシリーズ自体は「Y」字型の図で表され、水平線がYのさまざまな点を横切って温度範囲を示しています。

上から見た最初の線は、1800℃の温度を表し、超苦鉄質岩の形で現れます。

ミネラルはこれより高い温度では形成できないため、これは最初のセクションです。2番目のセクションは1100ºCで始まり、この温度と1800ºCの間で苦鉄質岩が形成されます。

3番目のセクションは900℃で始まり、600℃で終わります。後者は、ダイアグラムのアームが出会い、1本の線が下降するポイントを表します。600ºCと900ºCの間の中間の岩が形成されます。これより低いと、珪長質岩が結晶化します。

図の左腕は不連続シリーズに属しています。この経路は、鉄とマグネシウムが豊富な鉱物の形成を表しています。このようにして最初に形成される鉱物はかんらん石で、これは1800℃付近で唯一の安定した鉱物です。

この温度で（そしてこの瞬間から）、鉄、マグネシウム、シリコン、および酸素によって形成されたミネラルが明らかになります。温度が下がると、輝石が安定し、1100℃に達すると、形成された鉱物にカルシウムが現れ始めます。

900℃に冷却すると、角閃石（CaFeMgSiOOH）が現れます。最後に、この経路は温度が600 dropsCに下がると終了し、そこで黒雲母は安定した方法で形成し始めます。

このシリーズは、鉱物長石が高比率のカルシウム（CaAlSiO）で始まる連続的で段階的なシリーズで形成されるため、「連続」と呼ばれますが、ナトリウムベースの長石（CaNaAlSiO）の形成が多いのが特徴です。。

900℃の温度では、システムは平衡状態になり、マグマが冷却されてカルシウムイオンが枯渇するため、この温度から長石の形成は主にナトリウム長石（NaAlSiO）に基づいて行われます。この枝は600℃で最高潮に達し、長石の形成はほぼ100％NaAlSiOです。

残りの相-これは最後に形成され、前のシリーズから下降する直線として表示されます-K-spar（カリウム長石）として知られる鉱物は、600 belowC未満の温度で表示され、白雲母は低温で生成されます。

形成する最後の鉱物は石英であり、残骸に過剰なシリコンがあるシステムでのみです。この鉱物は、比較的冷たいマグマ温度（200ºC）で形成され、ほぼ固化します。

この用語は、融液から結晶を分離するために、バッチまたはシリーズでのマグマの分離を指します。

これは、冷却を続けてもメルトにそのまま残ることのない特定のミネラルを得るために行われます。

上記のように、1800℃と1100℃で形成された最初のミネラルは再び溶解して他のミネラルを形成するため、時間内に溶融混合物から分離されなければ、永久に失われる可能性があります。