보웬 시리즈 : 불연속 및 연속 시리즈는 무엇입니까? - 화학

보웬 시리즈는 주로 그들이 결정화되는 온도에 의해 가장 일반적인 화성암 규산염 광물을 분류하는 수단이다. 지질학에는 화성암, 퇴적암 및 변성암으로 분류되는 세 가지 주요 유형의 암석이 있습니다.

주로 화성암은 맨틀과 지각의 마그마 또는 용암이 냉각되고 응고되어 형성되며, 이는 온도 상승, 압력 감소 또는 구성 변화로 인해 발생할 수 있습니다.

노먼 L. 보웬

응고는 지표면 아래 또는 아래에서 일어나 암석 이외의 구조물을 형성 할 수 있습니다. 이런 의미에서 역사를 통틀어 많은 과학자들은 마그마가 다양한 조건에서 결정화되어 다양한 종류의 암석을 형성하는 방식을 설명하려고했습니다.

그러나 암석학자인 Norman L. Bowen이 자신이 일한 조건에 따라 생성 된 암석의 종류를 관찰 할 수 있도록 일련의 단편 결정화 연구를 수행 한 것은 20 세기가 되어서야였습니다.

또한 그가이 실험에서 관찰하고 결론을 내린 것은 커뮤니티에서 빠르게 받아 들여졌고이 Bowen 시리즈는 마그마 결정화 과정에 대한 정확한 설명이되었습니다.

무엇으로 구성되어 있습니까?

앞서 언급했듯이 Bowen 시리즈는 결정화되는 온도를 통해 더 많이 존재하는 화성 규산염 광물을 분류하는 데 사용됩니다.

이 시리즈의 그래픽 표현을 통해 광물이이 속성에 따라 결정화되는 순서를 시각화 할 수 있습니다. 높은 광물은 냉각 마그마에서 가장 먼저 결정화되고 낮은 광물은 마지막으로 형성됩니다. Bowen은 결정화 과정이 5 가지 원칙을 기반으로한다고 결론지었습니다.

1- 용융물이 냉각되는 동안 결정화 광물은 열역학적 평형을 유지합니다.

2- 시간이 지남에 따라 미네랄 결정화가 증가함에 따라 용융물이 구성을 변경합니다.

3- 형성된 첫 번째 결정은 더 이상 새로운 조성의 질량과 평형을 이루지 않으며 다시 용해되어 새로운 광물을 형성합니다. 이것이 냉각이지나면서 일련의 반응이 발생하는 이유입니다.

4- 화성암에서 가장 흔한 광물은 장석에 대한 연속적인 반응과 페로 마그네틱 광물에 대한 불연속적인 시리즈 (감람석, 파이 록센, 각질 석 및 흑운모)의 두 가지 시리즈로 분류 할 수 있습니다.

5-이 일련의 반응은 단일 마그마에서 모든 유형의 화성암이 마그마 분화의 결과로 발생할 수 있다고 가정합니다.

Bowen 시리즈 자체는 온도 범위를 표시하기 위해 Y의 다양한 지점을 가로 지르는 수평선이있는 "Y"모양의 다이어그램으로 표시됩니다.

위에서 아래로 본 첫 번째 선은 1800ºC의 온도를 나타내며 초고층 암석 형태로 나타납니다.

이보다 높은 온도에서는 미네랄이 형성 될 수 없기 때문에 이것이 첫 번째 섹션입니다. 두 번째 섹션은 1100ºC에서 시작하며이 온도와 1800ºC 사이에서 mafic 암석이 형성됩니다.

세 번째 섹션은 900ºC에서 시작하여 600ºC에서 끝납니다. 후자는 다이어그램의 팔이 만나고 단일 선이 내려가는 지점을 나타냅니다. 600ºC에서 900ºC 사이의 중간 암석이 형성됩니다. 이보다 낮 으면 지옥의 암석이 결정화됩니다.

다이어그램의 왼쪽 팔은 불연속 시리즈에 속합니다. 이 경로는 철과 마그네슘이 풍부한 미네랄 형성을 나타냅니다. 이러한 방식으로 형성되는 첫 번째 광물은 감람석으로 1800ºC 주변에서 유일하게 안정적인 광물입니다.

이 온도에서 (그리고이 순간부터) 철, 마그네슘, 실리콘 및 산소에 의해 형성된 미네랄이 분명해질 것입니다. 온도가 낮아지면 피 록센이 안정되고 1100ºC에 도달하면 형성된 미네랄에 칼슘이 나타나기 시작합니다.

900ºC까지 냉각되면 각섬석이 나타납니다 (CaFeMgSiOOH). 마지막으로,이 경로는 온도가 600ºC로 떨어지면 끝이납니다. 여기서 흑운모가 안정된 방식으로 형성되기 시작합니다.

미네랄 장석은 높은 비율의 칼슘 (CaAlSiO)으로 시작하지만 나트륨 기반 장석 (CaNaAlSiO)의 더 큰 형성을 특징으로하는 연속적이고 점진적인 시리즈로 형성되기 때문에이 시리즈를 "연속"이라고합니다. .

900ºC의 온도에서 시스템이 평형을 이루고 마그마가 냉각되고 칼슘 이온이 고갈되어이 온도에서 장석의 형성은 주로 나트륨 장석 (NaAlSiO)을 기반으로합니다. 이 가지는 장석의 형성이 거의 100 % NaAlSiO 인 600ºC에서 절정에 달합니다.

마지막으로 형성되고 이전 시리즈에서 내려 오는 직선으로 나타나는 잔여 단계의 경우 K-spar (칼륨 장석)로 알려진 광물이 600ºC 미만의 온도에서 나타나고 백운모는 낮은 온도에서 생성됩니다.

마지막으로 형성되는 광물은 석영이며 잔여 물에 과잉 실리콘이있는 시스템에서만 가능합니다. 이 광물은 거의 응고 될 때 비교적 낮은 마그마 온도 (200ºC)에서 형성됩니다.

이 용어는 용융물에서 결정을 분리하기 위해 마그마를 배치 또는 시리즈로 분리하는 것을 의미합니다.

이는 계속 냉각되도록 허용 된 경우 용융물에 그대로 남아 있지 않은 특정 미네랄을 얻기 위해 수행됩니다.

위에서 언급했듯이 1800ºC와 1100ºC에서 형성된 최초의 광물은 다시 용해되어 다른 광물을 형성하므로 용융 된 혼합물에서 제 시간에 분리되지 않으면 영원히 손실 될 수 있습니다.