ธรณีวิทยาหินอัคนี

ระบบ albite-anorthite

แร่ส่วนใหญ่ที่พบในหินอัคนีส่วนใหญ่เป็นขั้นตอนที่เป็นของแข็ง เหล่านี้รวมถึง olivine, pyroxene, amphibole, biotite และ plagioclase feldspars พฤติกรรมการตกผลึกเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดโดยใช้ NaAlSi ₃ O ₈ (albite หรือ Ab) –CaAl ₂ Si ₂ O ₈(anorthite หรือ An) ระบบ plagioclase แสดงในรูปที่ 4 พิจารณาของเหลวขององค์ประกอบ L (60 เปอร์เซ็นต์ An + 40 เปอร์เซ็นต์ Ab) ซึ่งอยู่ที่อุณหภูมิเริ่มต้น 1,500 ° C ในการทำความเย็นมันจะเริ่มตกผลึก plagioclase ด้วย 85 เปอร์เซ็นต์ An (จุด P บนโซลิด) ที่อุณหภูมิของของเหลวประมาณ 1,470 ° C เมื่อความเย็นยังคงดำเนินต่อไปของเหลวจะย้ายของเหลวไปยัง B ในขณะที่ทำปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่องพร้อมกับ plagioclase ที่เกิดขึ้นก่อนหน้าเพื่อแปลงให้เป็น plagioclase ที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเป็น albitic มากกว่าและอยู่ในสมดุลกับของเหลว ตัวอย่างเช่นเมื่อของเหลวถึง A ที่อุณหภูมิ 1,400 ° C plagioclase ประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์ที่มีประมาณ 73 เปอร์เซ็นต์ An (จุด O บนโซลิดัส) ตกผลึกจากของเหลวซึ่งตอนนี้อยู่ที่ประมาณ 36 เปอร์เซ็นต์ An และ 64 เปอร์เซ็นต์ Ab ในที่สุดเมื่อถึงอุณหภูมิประมาณ 1,330 ° C (ในรูป B) ปริมาณเล็กน้อยขององค์ประกอบ 20 เปอร์เซ็นต์ An + 80 เปอร์เซ็นต์ Ab จะถูกใช้ในปฏิกิริยาและ plagioclase ที่เป็นเนื้อเดียวกัน 60 เปอร์เซ็นต์ An + 40 เปอร์เซ็นต์ Ab ยังคงอยู่ (จุด S) ตอนนี้ให้พิจารณากรณีที่ป้องกันไม่ให้ของเหลวทำปฏิกิริยากับ plagioclase ที่เกิดขึ้นก่อน สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเอา plagioclase ออกทางร่างกายทันทีหลังจากการก่อตัวหรือโดยการทำให้ของเหลวเย็นลงเร็วกว่ากระบวนการที่เกิดปฏิกิริยาสามารถใช้ plagioclase ได้ ในทางทฤษฎีของเหลวสามารถเข้าถึงองค์ประกอบ Ab บริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ 1,100 ° C ซึ่งมันจะหายไปในการตกผลึก albite องค์ประกอบทั้งหมดของ plagioclase ตั้งแต่ An ₈₄ถึง An ₀₀จะถูกเก็บรักษาไว้ในกระบวนการทำความเย็น

ซีรี่ส์ปฏิกิริยาของ Bowen

ตัวอย่างทั้งสองนี้แสดงให้เห็นถึงสองปฏิกิริยาหลักที่เกิดขึ้นในระหว่างการตกผลึกของ magmas ทั่วไปหนึ่งต่อเนื่อง (ปฏิกิริยา olivine - ของเหลว - pyroxene) และอื่น ๆ อย่างต่อเนื่อง เรื่องนี้ได้รับการยอมรับเป็นครั้งแรกโดยนอร์แมนแอล. เวนจินผู้ชำนาญเรื่องระบบประสาทชาวอเมริกันผู้จัดปฏิกิริยาในรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 5 ในเกียรติของเขาชุดแร่ได้ถูกเรียกว่าชุดปฏิกิริยาของ Bowen สาขาซ้ายของการจัดเรียงรูปตัว Y ประกอบด้วยชุดต่อเนื่องที่เริ่มต้นด้วยโอลิวินที่อุณหภูมิสูงสุดและดำเนินการผ่าน pyroxene, amphibole และ biotite เมื่ออุณหภูมิลดลง ซีรีย์นี้ไม่ต่อเนื่องเนื่องจากปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่ที่ความดันคงที่ซึ่งแร่ที่ก่อตัวขึ้นในช่วงต้นจะถูกแปลงเป็นคริสตัลที่มีความเสถียรมากกว่า แร่ธาตุในซีรีย์แต่ละชิ้นแสดงโครงสร้างซิลิเกตที่แตกต่างกันซึ่งจะแสดงการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง โอลิวินเป็นของโครงสร้างเกาะซิลิเกต ไพโรซีนโซ่; amphibole โซ่คู่; และไบโอไทต์แผ่น ในทางตรงกันข้ามสาขาที่ถูกต้องคือซีรีย์ปฏิกิริยาต่อเนื่องที่ plagioclase ทำปฏิกิริยากับของเหลวอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างเฟสอัลบิกคิกมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง ในทั้งสองกรณีของเหลวจะถูกใช้ในปฏิกิริยา เมื่อซีรีย์ปฏิกิริยาทั้งสองมาบรรจบกันที่อุณหภูมิต่ำแร่ธาตุที่จะไม่ทำปฏิกิริยากับวิธีการตกผลึกยูเทคติกที่เหลือจะเป็นของเหลว เฟลด์สปาร์โปแตชมอสโกวีตและควอตซ์จะตกผลึก ระยะที่ตกผลึกก่อนคือแร่ธาตุทั่วไปที่ประกอบด้วยหินบะซอลต์หรือแกบโบรเช่น bytownite หรือ labradorite ที่มี pyroxene และ olivine ในปริมาณเล็กน้อย Andesite หรือ diorite แร่ธาตุเช่น andesine ที่มี pyroxene หรือ amphibole ตกผลึกต่อไปและตามด้วย orthoclase และควอตซ์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของ rhyolite หรือหินแกรนิต ของเหลวทุรกันดารที่ด้านบนของ Y สามารถลงไปที่ด้านล่างของซีรีส์เพื่อตกผลึกผลึกเฉพาะในกรณีที่การป้องกันปฏิกิริยาก่อนหน้านี้ ดังที่แสดงไว้ข้างต้นปฏิกิริยาที่สมบูรณ์ระหว่างแร่ที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้กับของเหลวทำให้ปริมาณของของเหลวลดลงดังนั้นจึงลดความก้าวหน้าลงไปในลำดับ วิธีหนึ่งที่หินบะซอลต์หินบะซอลต์สามารถเปลี่ยนเป็นหินที่ต่ำกว่าในซีรีส์คือการตกผลึกแบบเศษส่วน ในกระบวนการนี้แร่ที่ก่อตัวขึ้นก่อนหน้านี้จะถูกลบออกจากของเหลวโดยแรงโน้มถ่วง (เช่นแร่ธาตุเช่น olivine และ pyroxene มีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวที่พวกเขาตกผลึก) และของเหลวที่ไม่ทำปฏิกิริยาจึงยังคงอยู่ในซีรีย์ต่อไป