Magmatik kaya jeolojisi

Albit-anorthit sistemi

Magmatik kayaçlarda bulunan yaygın minerallerin çoğu katı çözelti fazlarıdır. Bunlar olivin, piroksen, amfibol, biyotit ve plajiyoklaz feldspatları içerir. Kristalleşme davranışı NaAlSi kullanarak en iyi gösterilmiş olup, ₃ O ₈ (albit ya da Ab) -CaAl ₂ Si ₂ O ₈Şekil 4'te gösterilen (anorthit veya An) plajiyoklaz sistemi 1.500 ° C başlangıç ​​sıcaklığında olan bir L bileşimi sıvısını (yüzde 60 An + yüzde 40 Ab) düşünün. Soğutulduğunda yaklaşık 1,470 ° C likidus sıcaklığında yüzde 85 An (solidus üzerindeki P noktası) ile plajiyoklazın kristalleştirilmesine başlayacaktır. Soğutma daha da ilerledikçe, sıvı, daha fazla albitik ve sıvı ile dengede olan homojen bir plajiyoklaza dönüştürmek için, erken oluşturulmuş plajiyoklaz ile aynı anda sürekli reaksiyona girerken, likidius B'ye doğru hareket ettirecektir. Örneğin, sıvı 1.400 ° C'de A'ya ulaştığında, yaklaşık yüzde 73 An ile yüzde 65 oranında plajiyoklaz (katıdaki O noktası), şimdi yüzde 36 An ve yüzde 64 Ab olan sıvıdan kristalleşmiştir. Son olarak, yaklaşık 1.330 ° C sıcaklığa ulaşıldığında (şekilde B), reaksiyonda sıvının son küçük miktarı yüzde 20 An + yüzde 80 Ab reaksiyonda ve yüzde 60 An + 40 homojen bir plajiyoklaz tüketilir. yüzde Ab kalır (S noktası). Şimdi sıvının erken oluşan plajiyoklaz ile reaksiyona girmesinin engellendiği durumu düşünün. Bu, plajiyoklazın oluşumundan hemen sonra fiziksel olarak uzaklaştırılması veya sıvının reaksiyon işleminin plajiyoklazın tüketebileceğinden daha hızlı soğutulmasıyla gerçekleştirilebilir. Sıvı teorik olarak saf Ab bileşimine 1.100 ° C'de ulaşabilir, burada kristalleştirici albite kaybolacaktır. Soğutma işleminde An ₈₄ ila An ₀₀ arasındaki bir dizi plajiyoklaz bileşimi korunacaktır.

Bowen'in reaksiyon serisi

Bu iki örnek, ortak süreksizlerin kristalizasyonu sırasında meydana gelen, biri süreksiz (olivin-sıvı-piroksen reaksiyonu) ve diğer sürekli (plajiyoklaz-sıvı reaksiyonu) meydana gelen iki ana reaksiyonu gösterir. Bu ilk olarak reaksiyonları Şekil 5'te gösterilen biçimde düzenleyen Amerikalı petrolog Norman L. Bowen tarafından tanındı; onuruna, mineral serisi o zamandan beri Bowen'in reaksiyon serisi olarak adlandırıldı. Y-şekilli düzenlemenin sol dalı, en yüksek sıcaklıkta olivin ile başlayan ve sıcaklık azaldıkça piroksen, amfibol ve biyotitten geçen süreksiz serilerden oluşur. Bu seri süreksizdir, çünkü reaksiyon sabit basınçta sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir, burada erken oluşan mineral daha kararlı bir kristale dönüştürülür. Serideki her mineral, sıcaklık düştükçe artan polimerizasyon gösteren farklı bir silikat yapı gösterir; olivin adanın silikat yapı tipine aittir; piroksen, zincir; amfibol, çift zincir; ve biyotit, tabaka. Öte yandan, sağ dal, plajiyoklazın sıcaklık azaldıkça daha albitik bir faz oluşturmak için sürekli olarak sıvı ile reaksiyona girdiği sürekli reaksiyon serisidir. Her iki durumda da, reaksiyonda sıvı tüketilir. İki reaksiyon serisi düşük bir sıcaklıkta birleştiğinde, geri kalan sıvı ile reaksiyona girmeyecek mineraller ötektik kristalleşmeye yaklaşır. Potas feldispat, muskovit ve kuvars kristalleştirilir. İlk önce kristalize olan fazlar, piroksen ve az miktarda olivin içeren bytownit veya labradorit gibi bazalt veya gabro oluşturan ortak minerallerdir. Piroksen veya amfibol ile andez gibi andezit veya diyorit mineralleri, daha sonra kristalleşir ve bunu, riyolit veya granitin temel bileşenleri olan ortoklaz ve kuvars takip eder. Y'nin üstündeki bazaltik bir sıvı, sadece daha önceki reaksiyonlar önlendiğinde kuvarsı kristalize etmek için serinin altına inebilir. Yukarıda gösterildiği gibi, erken oluşan mineraller ve sıvı arasındaki tam reaksiyonlar sıvının beslenmesini tüketir, böylece seriye doğru ilerlemeyi azaltır. Bazaltik magmanın serideki daha düşük kayaçlara dönüştürülebilmesi için bir yol, fraksiyonel kristalleşmedir. Bu işlemde, erken oluşan mineraller yerçekimi ile sıvıdan çıkarılır (olivin ve piroksen gibi mineraller, kristalleştikleri sıvıdan daha yoğundur) ve böylece reaksiyona girmemiş sıvı serilerin ilerleyen kısımlarında kalır.