Кристаллизационная дифференциация. Реакционный ряд Боуэна

Кристаллизационная дифференциация происходит благодаря процессам кристаллизации минералов и обусловлена перераспределением различных компонентов в магме. Кристаллизация магмы сопровождается накоплением в расплаве кремнезема, щелочей и воды. Большую роль при образовании пород играют процессы ассимиляции, особенно в приконтактовых частях крупных магматических тел.

Кристаллизационная дифференциация. Может случиться так, что после кристаллизации основных минералов оставшаяся более легкоплавкая и более кислая часть расплава уйдет по трещинам в результате тектонических подвижек и обособится от ранних продуктов кристаллизации. При этом на старом месте останутся минералы у/о парагенезиса, а на новом месте они уже не будут образовываться – и Т расплава ниже, и состав его стал более кислым. Возникнет основная или средняя порода. При неоднократном отделении все более поздних и более кислых продуктов от более ранних можно получить весь ряд дифференциатов от у/о до средних.

Ряд Боуэна. Последовательную смену парагенезисов, отвечающих породам нормального ряда, можно представить как реакционный ряд Боуэна. Он показал, что кристаллизация расплава начинается с образования наиболее тугоплавких, богатых Mg, Fe силикатов. Позже, по мере снижения Т, в результате реакций с расплавом, к ним присоединяются Ca-Mg силикаты и алюмосиликаты Ca, Na, K. В итоге образуется прерывистый ряд существенно железо-магнезиальных силикатов, называемых фемическими(от Fe-Mg) или мафическими (от Mg-Fe), и непрерывный параллельный ряд салических (от Si-Al) Ca-Na алюмосиликатов. Соответственно выделяют две ветви реакционного ряда Боуэна.

1. По мере кристаллизации расплава более поздние минералы оказываются более кислыми, т.е. богаче кремнеземом. Сравним: плагиоклазы по мере кристаллизации обогащаются альбитовым, более высококремнистым миналом, а состав пироксена отличается от оливина лишь количеством кремнезема, и образование его можно представить как реакцию ранее выкристаллизованного оливина с кремнеземом расплава: (Mg,Fe)2[SiO4] + SiO2 Þ (Mg,Fe)2[Si2O6] (Отметим только, что в зависимости от условий кристаллизации и состава системы порядок кристаллизации минералов, например, орто- и клинопироксена, может меняться.).

2. Крайние члены ряда разделены промежуточными продуктами реакции и потому не могут равновесно сосуществовать друг с другом. Это означает, что кварц не может сосуществовать с оливином в равновесном парагенезисе. Таким образом, каждая порода будет иметь свою парагенетическую ассоциацию минералов.