Rodrigo Ricardo

Serie de reacciones de Bowen: Proceso de cristalización y diferenciación magmática

Publicado el 16 septiembre, 2020

Cómo se forman las rocas ígneas

En esta lección, hablaremos sobre la serie de reacciones de Bowen y la diferenciación magmática, que son básicamente dos intentos de explicar o predecir cómo se forman las rocas ígneas. Recordamos que las rocas que se forman a partir del enfriamiento y solidificación del magma se denominan rocas ígneas. Entonces, la serie de reacciones de Bowen y la diferenciación magmática pertenecen a este tipo de rocas.

Serie de reacciones de Bowen

Entonces, ¿quién era Bowen y por qué las personas que saben mucho sobre rocas ígneas conocen su nombre? Bueno, Norman Bowen es bien conocido en los círculos geológicos debido a algunos experimentos que hizo en las décadas de 1920 y 1930. A través de sus experimentos, descubrió que los minerales se cristalizan de manera diferente a medida que se enfrían. El resultado de su investigación nos dio lo que llamamos la serie de reacciones de Bowen , que podemos definir como la secuencia de cristalización del magma cuando se produce el enfriamiento.

Serie discontinua

Mientras Bowen profundizaba en su comprensión del proceso de cristalización, se dio cuenta de que hay dos secuencias que los minerales pueden seguir. Estas son la serie discontinua y la serie continua, como vemos a continuación en este diagrama de la serie de reacción de Bowen. La serie discontinua se ve a la izquierda y contiene minerales ricos en hierro y magnesio. También vemos que la serie avanza con un descenso de temperatura.

diagrama de bowen

Cuando seguimos la rama de la izquierda, vemos que a temperaturas muy altas, el olivino es el primer mineral en formarse. En otras palabras, los minerales de olivino, que tienen un alto contenido de hierro y magnesio, tienden a cristalizar a temperaturas muy altas. Luego, cuando el magma comienza a enfriarse, parte del olivino se convierte en piroxeno. A medida que avanzamos en la secuencia con más enfriamiento, el piroxeno se convierte en anfíbol y finalmente el anfíbol se convierte en biotita.

Es posible que desee utilizar un acrónimo para recordar los pasos de la secuencia, como “Olive Pits Are Bitter”. Cada paso de la serie discontinua representa un cambio muy distinto con la creación de un nuevo mineral, por lo que el cambio no es un flujo continuo suave, sino un proceso discontinuo, de ahí el nombre. Con la formación de biotita, la serie discontinua termina oficialmente, pero puede haber más si el magma no se ha enfriado por completo y dependiendo de las características químicas del magma. Por ejemplo, el magma líquido caliente puede continuar enfriándose y formando feldespato potásico, moscovita o cuarzo.

Es posible que desee utilizar una técnica para recordar estos minerales finales también. Por ejemplo, puede utilizar el acrónimo “PM Quiet”. El ‘PM’ es útil porque estos minerales se forman al final de la secuencia, al igual que las horas de la tarde son al final del día. Y, “Quiet” es útil para mejorar la memoria porque estos minerales se forman durante las temperaturas más frías o “más tranquilas” de la secuencia.

Serie continua

La serie de reacción continua está sucediendo al mismo tiempo que la serie discontinua, y la vemos en la misma imagen de arriba que la rama derecha. Con la rama continua, vemos que la reacción tiene lugar más como una reacción de flujo o ‘continua’, de ahí el nombre de esta serie. Con la serie continua, vemos minerales de plagioclasa. Comienza con el mineral de temperatura más alta, que es la plagioclasa rica en calcio.

A medida que el magma se enfría, el calcio se reemplaza por sodio. Pero esto sucede en una especie de flujo con el calcio y el sodio mezclándose en una serie continua, por lo que se podría pensar que una plagioclasa en el medio de la serie tiene aproximadamente 50% de calcio y 50% de sodio. Al final de la serie, vemos plagioclasa rica en sodio.

Al recordar que la ‘c’ en ‘calcio’ viene antes de la ‘s’ en ‘sodio’, puede recordar que la plagioclasa rica en calcio está en la parte superior de esta serie y la rica en sodio en la parte inferior. Luego, como vimos con la otra rama, a medida que las temperaturas continúan enfriándose y las características químicas continúan cambiando, vemos la formación de feldespato de potasio, moscovita o cuarzo: ‘PM Quiet’.

Diferenciación magmática

Ahora cambiemos de tema y echemos un vistazo al segundo proceso para predecir cómo se forman las rocas ígneas que mencionamos al comienzo de esta lección, que se conoce como diferenciación magmática . Esto se puede definir como el proceso que explica cómo se pueden formar diferentes rocas ígneas a partir de un solo deshielo de magma.

Entonces, ya aprendimos que a medida que el magma comienza a enfriarse, se forman cristales a partir del magma. Pero lo que también debemos considerar es que cuando estos cristales sólidos se forman, se vuelven más densos. Las cosas densas son más pesadas, por lo que tienden a hundirse; al igual que una roca densa se hunde si la dejas caer en un estanque de agua. Estos cristales más pesados ​​se hunden hasta el fondo del magma líquido y se llevan algunos de los minerales disponibles que estaban en el magma original.

Esto cambia la composición química del magma restante. Este proceso continúa con la formación y asentamiento de más cristales del magma, cambiando aún más la composición del magma restante. Después de un tiempo, nos quedamos con capas de rocas ígneas químicamente diferentes que se han asentado fuera del magma original. Entonces, con la diferenciación magmática podemos tener muchas rocas ígneas diferentes que se forman a partir del mismo deshielo de magma inicial.

Resumen de la lección

Revisemos. La serie de reacciones de Bowen se puede definir como la secuencia de cristalización del magma cuando se produce el enfriamiento. Tiene dos partes, la serie discontinua y la serie continua. Ambas ramas progresan con descenso de temperatura. Con la serie discontinua, vemos que el olivino es el primer mineral en formarse y se forma a muy alta temperatura. A medida que el magma se enfría, vemos la formación de piroxeno, anfíbol y finalmente biotita. Puede utilizar el acrónimo ‘Olive Pits Are Bitter’ para recordar esta secuencia.

Con la serie continua, vemos que se forma plagioclasa rica en calcio a las temperaturas más altas, luego, a medida que el magma se enfría, el calcio se reemplaza continuamente con sodio hasta que tenemos plagioclasa rica en sodio. A medida que el magma continúa enfriándose y las características químicas continúan cambiando después de ambas series, vemos la formación de feldespato potásico, moscovita o cuarzo. El uso del acrónimo “PM Quiet” puede ayudarlo a recordar estos minerales.

La diferenciación magmática es un proceso que explica cómo se pueden formar diferentes rocas ígneas a partir de un solo magma fundido. A medida que los cristales se solidifican en el magma, se hunden y se asientan fuera del magma líquido. Esto cambia la composición del magma restante y nos deja con capas de rocas ígneas químicamente diferentes que se han asentado fuera del magma fundido original.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, podrá:

  • Describe las dos partes de la serie de reacciones de Bowen.
  • Identificar acrónimos que le ayuden a recordar lo que sucede durante cada parte de la serie de reacciones de Bowen.
  • Explica lo que ocurre durante la diferenciación magmática.

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