岩浆在结晶作用过程中,由于物理化学条件的改变,先析出的矿物与岩浆发生反应,鲍温反应系列使矿物成分发生变化,产生新的矿物。这种反应处在熔体和沉淀晶体之间,发生在平衡条件下。因此,原始岩浆体系的成分将发生变化,向剩余岩浆的成分过渡。由于矿物与岩浆的反应未达到完全反应的程度,从而保留了早期形成的矿物。由此可见,各种不同的结晶过程造成了岩浆的分异,从而由母体岩浆中可产生出各种不同的火成岩的岩石类型。
利用鲍温反应系列解释高温矿物比低温矿物更容易风化.
鲍文反应系列主要特点: 1、主要造岩矿物的结晶温度在1100-573之间.2、造岩矿物分为两个系列,暗色矿物从橄榄石至黑云母为不连续反应系列,此间每种矿物的成分和内部结构各不相同,浅色矿物从基性斜长石到酸性斜长石为连续反应序列,长石的内部结构相同,只是成分发生连续变化,最后剩下的岩浆据徐晶出正长石、白云母和石英,又是一个不连续反应序列.3、横向上,随综合演讲题温度的降低,最先晶出橄榄石,下沉集中形成橄榄岩,继而晶出辉石和基性斜长石,下沉集中可形成辉长岩,接着是中性岩、酸性岩的一次形成,矿物结晶系列中,一般结晶温度相邻近的矿物可在同一种岩石中出现,而相隔较远的矿物共生产出的机率较小,鲍文反应系列可能出现某些混乱.4、结晶分异过程中,温度冷却的快慢和岩浆停留时间等控制着结晶分异的完善程度.在良好条件下,先结晶的矿物晶体自形程度高,后结晶的矿物则形成半自形或他形晶体,在分异完好的岩浆岩体底部可形成岩浆矿床.5、温度降至600以下时,岩浆的主题成分已先后晶出,剩下的残浆具有丰富的sio和含有多种金属原色的挥发性组分,这些残余成分以气液为主且具有极大的活动性,可沿围岩的裂隙运移甚至远离母岩浆体,在适当条件下形成伟晶岩矿床,也可形成具工业价值的多金属矿床.
鲍温反应系列的介绍
鲍温反应系列(Bowens reaction series)简称反应系列。岩浆在结晶作用过程中,由于物理化学条件的改变,先析出的矿物与岩浆发生反应,鲍温反应系列使矿物成分发生变化,产生新的矿物。
说明鲍温反应系列对于认识矿物共生组合规律和掌握火成岩分类特征的意义
鲍文反应序列: 橄榄石 富钙长石 辉石 钙钠长石 角闪石 中性长石 黑云母 碱钠长石 钾长石 白云母 石英由上自下示意矿物在岩浆中的先后结晶,上面两列中对应的矿物平行结晶。矿物由下自上,在酸性岩中出现的几率减小甚至没有,在基性岩中出现的几率增高。上下相距不远的矿物更容易出现于同一岩石中,距离太远的矿物一起出现的几率则较小。例如基性岩中的主要矿物为橄榄石、辉石、角闪石、黑云母和斜长石类;酸性岩中矿物为石英、白云母、钾长石类;而石英与橄榄石则不可能出现于同一岩石之中。我的认识就这些,希望对你有用。
鲍温反应系列与岩浆演化
由图14-2所示,鲍温反应系列(Bowen’sreaction series)由连续反应系列和不连续反应系列组成。连续反应系列中,斜长石的结晶顺序是随温度的降低而产生的一种连续的反应。这种反应处在熔体和沉淀晶体之间,发生在平衡条件下。在冷却期间,若熔体和晶体之间没有保持化学平衡,那么晶体有可能出现成分环带(compositional zoning)现象。它常见于斜长石系列的矿物中。在不连续反应系列中,晶出的矿物具有确定的温度。随着温度的逐渐降低,矿物的结晶顺序依次为:橄榄石(岛状结构)→辉石(单链结构)→角闪石(双链结构)→黑云母(层状结构)。
在熔体冷却期间,先形成的晶体由于受重力沉降作用而从液相中分离出来,或由于压滤作用(filter pressing)与熔体相脱离。因此,原始岩浆体系的成分将发生变化,向剩余岩浆的成分过渡。
图14-2 鲍温反应系列
(据klein等,2007)
由于岩浆结晶过程中的连续和不连续的反应,以及岩浆和晶体的分离导致了岩浆的演化。岩浆演化(magmatic differentiation)由鲍温(N.L Bowen)首先提出,他根据火成岩的岩石结构、矿物成分,以及实验的结果提出了这一科学结论。在岩石样品中,可观察到鲍温的不连续反应系列中的矿物证据。例如,同一块岩石薄片中,可见到橄榄石具有辉石形成的反应边结构,辉石又具有角闪石形成的反应边结构,而角闪石具有黑云母形成的反应边结构。这种现象是因在岩浆的冷却过程中,先形成的矿物不断与岩浆发生反应,而形成的系列产物。由于矿物与岩浆的反应未达到完全反应的程度,从而保留了早期形成的矿物。对于连续反应系列由斜长石系列的矿物所代表(图14-1、14-2)。随着富An的斜长石从熔体中结晶,至使残留熔体富碱(Na和K),这导致了熔体与较富An的斜长石在化学成分上的分异。因此,当玄武岩浆冷却时,橄榄石和富An斜长石首先结晶。如果这些矿物继续与岩浆反应,它们趋向于形成辉石和较富An的斜长石,所构成的岩石为辉长岩或玄武岩。然而,如果先形成的大多数橄榄石和富An斜长石被移走了(由于晶体下沉),剩余熔体的主要成分将趋向于变成富Si、Al、Fe2+、碱和H2O、CO2。其熔体产生的矿物集合体主要为角闪石、云母、酸性斜长石、碱性长石和石英,形成花岗闪长岩或流纹安山岩。在图14-2中,角闪石、云母、酸性斜长石、碱性长石和石英是相对低温,结晶晚阶段的产物。由此可见,各种不同的结晶过程造成了岩浆的分异,从而由母体岩浆中可产生出各种不同的火成岩的岩石类型。