Serie de Bowen
En la década de 1920, el geólogo canadiense Norman L. Bowen comenzó una serie de experimentos de laboratorio diseñados para determinar la secuencia en la que los minerales de silicato se cristalizan a partir de una masa fundida (magma) (serie de Bowen).
Primero, Bowen derritió una roca ígnea máfica en polvo elevando su temperatura a aproximadamente 1280 ° C. Luego enfrió la masa fundida lo suficiente para que parte de ella se solidificara. Finalmente, «apagó» el derretimiento restante sumergiéndolo rápidamente en mercurio frío.
El enfriamiento rápido, que significa enfriamiento repentino para formar un sólido, transformó cualquier líquido restante en vidrio. El vidrio atrapó los cristales formados anteriormente dentro de él. Bowen identificó cristales minerales formados antes de enfriar con un microscopio, y analizó la composición química del vidrio restante.
Después de experimentos a diferentes temperaturas, Bowen descubrió que, a medida que se forman nuevos cristales, extraen ciertas sustancias químicas preferentemente de la masa fundida (Fig. 1).
Por lo tanto, la composición química de la masa fundida restante o el magma cambia progresivamente a medida que la masa fundida se enfría. Bowen describió la secuencia específica de reacciones productoras de minerales que tienen lugar en un enfriamiento, inicialmente máfico, magma.
Esta secuencia ahora se llama la serie de reacción de Bowen en su honor. Examinemos la secuencia más de cerca. Primero se forma olivino y plagioclasa rica en calcio. Esta plagioclasa reacciona con la masa fundida para formar más plagioclasa, pero diferente; la plagioclasa formada en una etapa posterior contiene más sodio (Na).
Mientras tanto, algunos cristales de olivino reaccionan con la masa fundida restante para producir piroxeno, que puede encerrar los primeros cristales de olivino o incluso reemplazarlos.
Sin embargo, algunos de los primeros cristales de olivino y plagioclasa cálcica se depositan en la masa fundida, llevándose consigo átomos de hierro, magnesio y calcio. Mediante este proceso, la masa fundida restante se enriquece progresivamente en sílice.
A medida que la masa fundida continúa enfriándose, la plagioclasa continúa formándose, y la plagioclasa formada más tarde tiene progresivamente más sodio que la plagioclasa formada anteriormente.
Los cristales de piroxeno reaccionan con la masa fundida para formar anfíboles, y luego el anfíbol reacciona con la masa fundida restante para formar biotita. Todo el tiempo, los cristales continúan asentándose, por lo que el derretimiento restante continúa volviéndose más félsico.
A temperaturas de entre 650 ° C y 850 ° C, solo queda un 10% de masa fundida, y esta masa fundida tiene un alto contenido de sílice. En esta etapa, la fusión final se congela, produciendo cuarzo, feldespato potásico (ortoclasa) y moscovita. Sobre la base de sus observaciones, Bowen se dio cuenta de que hay dos pistas para la serie de reacciones.
Serie continua y discontinua de Bowen
| Serie discontinua | Serie continua (plagioclasas) |
|---|---|
| Olivinos | Anortita |
| Piroxenos | Bitownita |
| Anfiboles | Labradorita |
| Biotita | Andesina |
| Moscovita | Oligoclasa |
| Feldespato potásico | Albita |
La serie de reacciones «discontinuas» se refiere a la secuencia olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, K-feldespato-moscovita-cuarzo en que cada paso produce una clase diferente de mineral de silicato.
La serie de reacción «continua» se refiere al cambio progresivo de plagioclasa rica en calcio a rica en Na: los pasos producen diferentes versiones del mismo mineral (Fig. 2).
Es importante tener en cuenta que no todos los minerales enumerados en la serie aparecen en todas las rocas ígneas.
Por ejemplo, un magma máfico puede cristalizarse por completo antes de que se formen minerales félsicos como el cuarzo o el feldespato potásico.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
