جيولوجيا الصخور البركانية

نظام البييت-أنورثايت

معظم المعادن الشائعة الموجودة في الصخور النارية هي أطوار محلول صلب. وتشمل هذه olivine ، pyroxene ، amphibole ، biotite ، و plagioclase feldspars. يتم توضيح سلوك التبلور بشكل أفضل عن طريق استخدام NaAlSi ₃ O ₈ (Albite أو Ab) –CaAl ₂ Si ₂ O ₈نظام بلاجيوجلاز (anorthite أو An) الموضح في الشكل 4. ضع في اعتبارك سائل من التركيبة L (60 بالمائة An + 40 بالمائة Ab) والذي يكون عند درجة حرارة أولية تبلغ 1500 درجة مئوية. عند التبريد ، سيبدأ في تبلور البلاجيوكلاز بنسبة 85 في المائة (النقطة P على المادة الصلبة) عند درجة حرارة السائل حوالي 1470 درجة مئوية. مع استمرار التبريد ، سينتقل السائل إلى أسفل السائل نحو B بينما يتفاعل في نفس الوقت بشكل مستمر مع بلاجيوكلاز الذي تم تكوينه مبكرًا لتحويله إلى بلاجيوجلاز متجانس يكون أكثر تحركًا ومتوازنًا مع السائل. على سبيل المثال ، عندما يصل السائل إلى A ، عند 1400 درجة مئوية ، يتبلور حوالي 65 في المائة بلاجيوجلاز مع حوالي 73 في المائة (النقطة O على المادة الصلبة) من السائل ، الذي يبلغ الآن حوالي 36 في المائة و 64 في المائة أب. وأخيرًا ، عند الوصول إلى درجة حرارة حوالي 1،330 درجة مئوية (B في الشكل) ، يتم استهلاك آخر كمية صغيرة من سائل التكوين 20 بالمائة An + 80 بالمائة Ab في التفاعل و Plagioclase متجانس بنسبة 60 بالمائة An + 40 في المئة ب يبقى (النقطة S). الآن فكر في الحالة التي يتم فيها منع السائل من التفاعل مع بلاجيوكلاز الذي تم تكوينه مبكرًا. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إزالة بلاجيوكلاز ماديًا فورًا بعد تكوينه أو عن طريق تبريد السائل بشكل أسرع من عملية التفاعل التي يمكن أن تستهلك البلاجيوكلاز. يمكن أن يصل السائل نظريًا إلى تركيبة Ab النقية عند 1100 درجة مئوية ، حيث سيختفي في الألبيّة المتبلورة. سيتم الحفاظ على مجموعة كاملة من تركيبات بلاجيوجلاز من ₈₄ إلى An ₀₀ في عملية التبريد.

سلسلة رد فعل بوين

يوضح هذان المثالان تفاعلين رئيسيين يحدثان أثناء تبلور الصهارة الشائعة ، أحدهما متقطع (تفاعل أوليفين-سائل-بيروكسين) والآخر مستمر (تفاعل بلاجيوجلاز-سائل). تم التعرف على هذا أولاً من قبل عالم البترول الأمريكي نورمان لوين ، الذي رتب ردود الفعل بالشكل الموضح في الشكل 5 ؛ على شرفه ، سميت السلسلة المعدنية منذ ذلك الحين سلسلة تفاعل Bowen. يتكون الفرع الأيسر من الترتيب على شكل حرف Y من سلسلة متقطعة تبدأ بالزيتون في أعلى درجة حرارة وتتقدم عبر البيروكسين ، الأمفيبول ، والبيوتايت مع انخفاض درجة الحرارة. هذه السلسلة متقطعة لأن التفاعل يحدث عند درجة حرارة ثابتة عند ضغط ثابت حيث يتم تحويل المعدن المشكل مبكرًا إلى بلورة أكثر استقرارًا. يعرض كل معدن في السلسلة هيكل سيليكات مختلفًا يظهر زيادة البلمرة مع انخفاض درجة الحرارة ؛ ينتمي الزيتوني إلى نوع هيكل سيليكات الجزيرة ؛ بيروكسين ، السلسلة ؛ أمفيبول ، السلسلة المزدوجة ؛ والبيتايت ، الورقة. من ناحية أخرى ، فإن الفرع الأيمن هو سلسلة التفاعل المستمر التي يتفاعل فيها بلاجيوجلاز باستمرار مع السائل لتشكيل مرحلة أكثر تحركًا مع انخفاض درجة الحرارة. في كلتا الحالتين ، يتم استهلاك السائل في التفاعل. عندما تتلاقى سلسلتي التفاعل عند درجة حرارة منخفضة ، فإن المعادن التي لن تتفاعل مع المتبقي من السائل البلوري يقترب من التبلور. تبلور البوتاس الفلسبار والمسكوفيت والكوارتز. المراحل التي تتبلور أولاً هي المعادن الشائعة التي تتكون منها البازلت أو الجابرو ، مثل البايتونيت أو اللابرادوريت مع البيروكسين وكميات صغيرة من الزيتفين. تتبلور معادن الأنديسايت أو الديوريت ، مثل الأنديسين إما مع البيروكسين أو الأمفيبول ، ثم يتبعها أورثوكلاز والكوارتز ، وهي المكونات الأساسية للريولايت أو الجرانيت. يمكن أن ينزل سائل بازلتي في أعلى Y إلى أسفل السلسلة ليتبلور الكوارتز فقط إذا تم منع التفاعلات السابقة. كما هو موضح أعلاه ، فإن التفاعلات الكاملة بين المعادن المشكلة في وقت مبكر والسائل تستنفد إمدادات السائل ، مما يؤدي إلى تقليص التقدم في السلسلة. إحدى الوسائل التي يمكن من خلالها تحويل الصهارة البازلتية إلى صخور أقل في السلسلة هي التبلور الجزئي. في هذه العملية ، تتم إزالة المعادن التي تم تكوينها مبكرًا من السائل عن طريق الجاذبية (مثل المعادن مثل olivine و pyroxene أكثر كثافة من السائل الذي تبلور منه) ، وبالتالي يبقى السائل غير المتفاعل في وقت لاحق في السلسلة.