Obsah:
Systém albite-anorthite
Většina běžných minerálů nalezených v vyvřelých horninách je fáze tuhého roztoku. Patří mezi ně olivin, pyroxen, amfibol, biotit a plagioklasové živce. Krystalizační chování je nejlépe ilustrováno pomocí NaAlSi 3 O 8 (albite nebo Ab) –CaAl 2 Si 2 O 8(anorthite nebo An) plagioklasový systém znázorněný na obrázku 4. Zvažte kapalinu o složení L (60% An + 40% Ab), která je při počáteční teplotě 1 500 ° C. Po ochlazení začne krystalizovat plagioklasu s 85% An (bod P na solidu) při teplotě likvidu asi 1 470 ° C. Jak chlazení pokračuje dále, tekutina se bude pohybovat dolů tekutinou směrem k B, zatímco současně bude reagovat nepřetržitě s dříve vytvořenou plagioklasou, aby ji přeměnila na homogenní plagioklasu, která je více albitická a v rovnováze s kapalinou. Například, když kapalina dosáhne A, při 1400 ° C, asi 65 procent plagioklasa s přibližně 73 procenty An (bod O na solidu) krystalizovalo z kapaliny, která je nyní kolem 36 procent An a 64 procent Ab. Nakonec, když je dosaženo teploty asi 1330 ° C (B na obrázku), je v reakci spotřebováno poslední malé množství kapaliny 20% An + 80% Ab a homogenní plagioklasa 60% An + 40 Procento Ab zůstává (bod S). Nyní zvažte případ, kdy kapalina nemůže reagovat s časně vytvořenou plagioklasou. Toho může být dosaženo fyzickým odstraněním plagioklasy ihned po jejím vytvoření nebo ochlazením kapaliny rychleji, než může reakční proces spotřebovat plagioklasu. Kapalina by teoreticky mohla dosáhnout čistého složení Ab při 1100 ° C, kde zmizí v krystalizujícím albitu. Při chlazení se zachová celá řada plagioklasových kompozic od An 84 do An 00.
Bowenova reakční řada
Tyto dva příklady ilustrují dvě hlavní reakce, ke kterým dochází během krystalizace běžných magmat, jedna diskontinuální (reakce olivina-kapalina-pyroxen) a druhá kontinuální (reakce plagioklasa-kapalina). Nejprve to uznal americký petrolog Norman L. Bowen, který uspořádal reakce ve formě znázorněné na obrázku 5; na jeho počest byla minerální řada od té doby nazývána Bowenovou reakční řadou. Levá větev uspořádání ve tvaru Y sestává z nespojité řady, která začíná s olivinem při nejvyšší teplotě a postupuje skrze pyroxen, amfibol a biotit se snižováním teploty. Tato série je nespojitá, protože reakce probíhá při stálé teplotě při konstantním tlaku, kdy se brzy vytvořený minerál přemění na stabilnější krystal. Každý minerál v řadě vykazuje odlišnou silikátovou strukturu, která vykazuje zvýšenou polymeraci při poklesu teploty; olivin patří k ostrovní silikátové struktuře; pyroxen, řetěz; amfibol, dvojitý řetězec; a biotit, list. Na druhé straně, pravá větev je série kontinuálních reakcí, ve které plagioklasa nepřetržitě reaguje s kapalinou za vzniku albitičtější fáze při snižování teploty. V obou případech je kapalina při reakci spotřebována. Když se dvě reakční série sblíží při nízké teplotě, minerály, které nebudou reagovat se zbývající kapalinou, přistoupí k eutektické krystalizaci. Potašský živec, muškát a křemen jsou krystalizovány. Fáze, které jsou krystalizovány jako první, jsou běžné minerály, které tvoří čedič nebo gabbro, například bytownit nebo labradorit s pyroxenem a menší množství olivinu. Andesit nebo minerály dioritu, jako je andesin, buď s pyroxenem nebo amfibolem, krystalizují dále a následuje orthoclasa a křemen, které jsou základními složkami rhyolitu nebo žuly. Čedičová kapalina v horní části Y může sestoupit ke dnu řady, aby vykrystalizovala křemen, pouze pokud jsou zabráněny dřívější reakce. Jak je ukázáno výše, kompletní reakce mezi časně vytvořenými minerály a kapalinou vyčerpává dodávku kapaliny, čímž omezuje postup v řadě. Jedním prostředkem, kterým lze čedičové magma přeměnit na horniny nižší v řadě, je frakční krystalizace. V tomto procesu se brzy vytvořené minerály odstraňují z kapaliny gravitací (takové minerály, jako je olivin a pyroxen, jsou hustší než kapalina, ze které krystalizovaly), a tak nezreagovaná kapalina zůstává později v řadě.
