Bowenova reakčná schéma

Je výsledkom práce kanadského petrológa Normana Bowena, ktorý pomocou nej vysvetlil prečo sa niektoré typy minerálov zvyknú vyskytovať v spoločnej asociácii, zatiaľ čo s inými sa prakticky vôbec nenachádzajú. Na začiatku 20. storočia experimentoval s tavením práškových vzoriek vyvretých hornín a pri následnom ochladzovaní sledoval pri akých teplotách kryštalizujú jednotlivé druhy minerálov. Postupne opakoval proces chladnutia a prechádzal do čoraz nižších teplôt, podľa získaných výsledkov formuloval reakčnú schému, ktorá je s určitými obmenami akceptovaná dodnes ako idealizovaný proces chladnutia magmy. Na základe Bowenovej schémy, možno pri pozorovaní horniny dospieť k pomerne presnému záveru za akých teplotných podmienok hornina vznikala.

Schéma je rozdelená na dve časti, ktoré sú pri vyšších teplotách nezávislé a až pri nižších teplotách sa spájajú do jednotného radu. V zjednodušenom pohľade možno sledovať, že najprv kryštalizujú bázické, neskôr intermediárne až nakoniec kyslé minerály. Pravá časť je označovaná ako kontinuitná séria (vznikajú postupné tuhé roztoky živcov[3]) a ľavá ako diskontinuitná (Fe-Mg) séria (zloženie sa mení po prekročení kritických hodnôt skokmi[3]). Prvý minerál kryštalizujúci z diskontinuitnej schémy je na Mg bohatý olivín. Ten vzniká za vysokých teplôt a tlakov. Ako teplota klesá vznikajú náhle Fe-olivíny a Fe-pyroxény, amfiboly a biotit. V kontinuitnej schéme je najvyššie postavený bázický na vápnik živec anotrit, ktorý tiež vzniká pri vysokých teplotách a tlakoch. Pri pokračovaní kryštalizácie počas chladnutia postupne kryštalizujú bytownit, labradorit, andezín, oligoklas a až nakoniec sodný živec albit, ktorý je už celkom svetlý. Zvyškové taveniny oboch sérií už majú porovnateľné zloženie. Všeobecne možno povedať, že je bohatá na kremík, ale aj draslík a hliník. Tieto prvky môžu pri klesajúcej teplote vytvárať draselný živec ortoklas, za dostatočnej prítomnosti fluíd vzniká aj muskovit. Následne je tavenina tak ochudobnená o iné prvky, že pri najnižšej teplote okolo 570 °C vzniká prevažne už iba kremeň.

Zemský povrch je v porovnaní so spodnokôrovými alebo plášťovými podmienkami oblastí vzniku hornín, zónou nízkych tlakov a teplôt. V tejto oblasti nie je väčšina minerálov stabilná a rozpadá sa alebo premieňa na iné. Pri pohľade na Bowenovu schému možno sledovať, že minerály, ktoré sú najstabilnejšie na zemskom povrchu sa nachádzajú v jej spodnej časti, zatiaľ čo menej stabilné minerály obvykle vo vrchnej časti. Spôsobené je to faktom, že na povrchu nestabilné minerály, obyvkle kryštalizujú za vysokých tlakov a teplôt, len čo sa dostanú do iných podmienok je ich kryštálová štruktúra nestabilná a premieňajú sa na inú, v daných podmienkach stabilnejšiu formu.

1. http://www.geology.cz prístup 2.7.2008
2. Reichwalder, P. a Jablonský, J. (2003): Všeobecná geológia 1. Bratislava, Univerzita Komenského, 239 s.
3. Klein, C., 2006, Mineralógia. Oikos-Lumon, Bratislava, 658 s.

Chemický portál Portál vedy o Zemi

• Bowenova reakčná schéma s vyobrazeniami jednotlivých minerálov

Portál vedy o Zemi