La série Bowen Reaction en géologie

La série de réactions Bowen est une description de la façon dont les minéraux du magma changent lorsqu'ils se refroidissent. Le pétrologue Norman Bowen (1887-1956) a mené des décennies d'expériences de fusion au début des années 1900 à l'appui de sa théorie du granit. Il a découvert qu'à mesure qu'une fonte basaltique refroidissait lentement, les minéraux formaient des cristaux dans un ordre défini. Bowen en a élaboré deux séries, qu'il a nommées la série discontinue et continue dans son article de 1922 «Le principe de réaction dans la pétrogénèse».

La série Reaction de Bowen

le série discontinue commence par l'olivine, puis le pyroxène, l'amphibole et la biotite. Ce qui en fait une "série de réactions" plutôt qu'une série ordinaire, c'est que chaque minéral de la série est remplacé par le suivant lorsque la masse fondue refroidit. Comme l'a dit Bowen, «La disparition des minéraux dans l'ordre dans lequel ils apparaissent… est l'essence même de la série de réactions». L'olivine forme des cristaux, puis elle réagit avec le reste du magma lorsque le pyroxène se forme à ses dépens. À un certain point, toute l'olivine est résorbée et seul le pyroxène existe. Le pyroxène réagit ensuite avec le liquide lorsque les cristaux d'amphibole le remplacent, puis la biotite remplace l'amphibole.

le série continue est du feldspath plagioclase. À des températures élevées, la variété anorthite à haute teneur en calcium se forme. Puis, à mesure que les températures baissent, elle est remplacée par des variétés plus riches en sodium: bytownite, labradorite, andésine, oligoclase et albite. Alors que la température continue de baisser, ces deux séries fusionnent et plus de minéraux cristallisent dans cet ordre: feldspath alcalin, muscovite et quartz.

Une série de réactions mineures implique le groupe de minéraux spinelle: chromite, magnétite, ilménite et titanite. Bowen les a placés entre les deux séries principales.

Autres parties de la série

La série complète ne se trouve pas dans la nature, mais de nombreuses roches ignées présentent des parties de la série. Les principales limitations sont l'état du liquide, la vitesse de refroidissement et la tendance des cristaux minéraux à se déposer par gravité:

1. Si le liquide manque d'un élément nécessaire pour un minéral particulier, la série avec ce minéral est interrompue.
2. Si le magma se refroidit plus rapidement que la réaction ne peut se produire, les premiers minéraux peuvent persister sous une forme partiellement résorbée. Cela change l'évolution du magma.
3. Si les cristaux peuvent monter ou descendre, ils cessent de réagir avec le liquide et s'accumulent ailleurs.

Tous ces facteurs affectent le cours de l'évolution d'un magma - sa différenciation. Bowen était convaincu qu'il pourrait commencer avec le magma basaltique, le type le plus courant, et construire n'importe quel magma à partir de la bonne combinaison des trois. Mais les mécanismes qu'il a écartés - le mélange de magma, l'assimilation de la roche country et la refonte des roches crustales - sans parler de tout le système de tectonique des plaques qu'il n'avait pas prévu, sont beaucoup plus importants qu'il ne le pensait. Aujourd'hui, nous savons que même les plus grands corps de magma basaltique sont encore assez longtemps différenciés jusqu'au granite.