Дифференциация магмы, её закономерности, ряд Боуэна

Природные базальтовые расплавы (магма основного состава) имеют температуру кристаллизации 1200-1300 ^оС, а более кислые ниже – 1100 ^оС.

Магматическая дифференциация, т.е. расщепление (расслоение) магмы происходит как в жидком расплаве, так и в процессе её кристаллизации. В соответствие с этим выделяют два типа дифференциации магмы.

1. Магматическая, т.е. расщепление в расплаве:

а) расслоение магмы по удельному весу, т.е. путем отделения более тяжёлых молекул от более лёгких;

б) разделение в результате ликвации, т.е. расслоение двух несмешивающихся жидкостей (например, как растительное масло и вода), т.е. при более высокой температуре они смешивались, а при охлаждении расплава разделяются.

2. Кристаллизационная дифференциация – это когда магма в процессе остывания переходит в состояние кристаллизации. В первую очередь из расплава выпадают более тугоплавкие минералы. Кристаллизация начинается у края интрузии, где температура падает быстрее всего. Главный фактор, вызывающий понижение температуры кристаллизации это флюидальное давление, чем оно выше, тем температура ниже. Так образовавшиеся в первую очередь железомагнезиальные минералы с большим удельным весом (оливин, альмандин) погружаются на глубину. Остающаяся на верху часть расплава всё более обогащается кремнекислотой, приближаясь по своему составу к кислым магмам.

Образование и всех других минералов в остывающем расплаве подчиняется определенной последовательности, которую вывел американский петрограф Норманн Леви Боуэн (1887-1956). Он установил последовательность кристаллизации минералов из магмы в виде двух так называемых реакционных рядов или двух групп минералов (светлоокрашенные – некоторые плагиоклазы, кварц и цветные, расположенные в порядке последовательности выделения их из магматического расплава).

Ряд Боуэна:

Оливин

Ромбические пироксены (гиперстен)	Основные плагиоклазы (анортит)
Моноклинные пироксены (авгит)	Средние плагиоклазы (олигоклаз)
Амфиболы (роговая обманка)	Кислые плагиоклазы (альбит)
Биотит	Калиевые полевые шпаты
Мусковит Кварц

 

Среди цветных минералов первым выделяется оливин, кристаллы которого по мере своего роста погружаются в глубь. За оливином наступает очередь выделения одного из двух пироксенов. Одновременно или несколько позже пироксена из магматического расплава начинают выделяться основные плагиоклазы, затем средние и т.д.

На последних стадиях застывания магмы формируются остаточные расплавы обогащенные кремнекислотой и летучими компонентами, образуются пегматиты – интересные и важные в практическом отношении горные породы, содержащие различные редкие и рассеянные элементы. В последнее время появилась и другая гипотеза образования пегматитов (Власов).

 

 

Рис. 8.1. Пегматит с характерной структурой прорастания кристаллов кварца и полевого шпата в результате одновременной их кристаллизации.