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鲍文反应序列

发布时间:2023-06-16 作者:admin 来源:文学

鲍文反应序列

鲍文反应序列

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2023年3月20日发(作者:望江东)

提出的科学家鲍文罗门鲍文(NormanLeviBowen)。

科学家简介

加拿大地质学家、岩石学家、矿物化学家。1887年6月21日生

于加拿大安大略省金斯顿。1906年在金斯顿女皇大学攻读化学、矿

物学和地质学,后转入美国波士顿麻省理工学院。1907-1912年曾

利用假期在加拿大安大略省矿业局工作,并为加拿大地质调查局在不

列颠哥伦比亚太平洋铁路沿线工作。1910-1911年,他又在华盛顿

卡内基学院地球物理研究室从事过多种矿物实验研究。1912年取得

博士学位以后,回到该研究室,并在那里断续工作了40年。鲍文在

年仅28岁时就在岩石学极关键的问题上,完成了一系列实验性的研

究,并写成重要论文“火成岩演化的晚期阶段”,开始确立了他在岩石

学上的国际地位。

发现过程

第一次世界大战期间,鲍文曾研究过光学玻璃。战后,他又回到

女皇大学任矿物学教授。1921年他返回华盛顿从事研究工作。他为

专攻硅酸盐系统化学,前后花了16年时间。当他把自己的实验物理

化学数据用于野外岩石学问题研究时,他的工作就更加有意义。在这

项工作的后期,他亲自考察了与火成岩问题有关的标准产地,如南非

的布什维尔德、东非的碱性熔岩区、挪威的许埃和费恩的橄榄岩区等。

1927年春,他在美国普林斯顿大学为地质系高班学生讲课,讲课内

容是他在岩矿学领域长期研究的结晶,他写成专著《火成岩的演化》。

此巨著主要依据他对安大略火成岩的研究和熔岩结晶的室内实验,在

此巨著中生动地表述了对岩石学研究产生深远影响的调查和综合方

法。他正式提出了“反应原理”,后来科学界称之为“鲍文反应序列”。

就是随着岩浆温度由高到低慢慢冷凝,铁镁硅酸盐结晶序列是橄榄石

→辉石→角闪石→黑云母→石英→沸石,而钙钠硅酸盐结晶序列是:

钙长石→培长石→拉长石→中长石→奥长石→钠长石。各温度阶段产

生的岩石序列则是:橄榄岩→辉长岩→玄武岩系→闪长岩→安山岩系

→花岗闪长岩-流纹英岩系→花岗岩-流纹岩系。[1]

编辑本段连续序列

反映岩浆岩结晶过程中浅色矿物(斜长石系列)的生成顺序。该

系列的矿物在结晶过程中成分呈连续渐变的关系,从高温到低温依次

为钙质斜长石向钠质斜长石方向变化。

编辑本段不连续序列

表示深色的矿物(铁镁矿物)从岩浆中晶出的先后顺序,相邻矿

物之间晶格架发生显著变化,所以在上下两类矿物间不存在类质同像

替代关系。

编辑本段鲍文反应序列的应用

(1)确定矿物的结晶顺序。反应系列上部的矿物比下部的矿物早

结晶。显然橄榄石、基性斜长石是最早结晶的矿物,石英则是岩浆结

晶的最后产物。

(2)解释了岩浆岩中矿物共生组合的一般规律。由于两种反应系

列存在着共结关系,当岩浆冷却到一定温度时,必定同时结晶出一种

浅色矿物和一种暗色矿物。例如当岩浆降至1550℃时,析出橄榄石、

斜方辉石和基性(钙、培)长石而组成超基性岩。岩浆温度降至1270℃

时,单斜辉石和拉长石同时析出组成基性岩。

(3)解释了岩浆岩多样性的原因。同一种岩浆可以形成不同类型

的岩浆岩。

(4)解释了岩浆岩中某些结构上的特征。如斜长石的正常环带结

构和暗色矿物的反应边结构。

编辑本段哈德曼对鲍文反应的修正

1972年海德曼(an)对鲍文反应系列作出了一些修

正,增补了第三个分支——钠钾长石系列,表示富钾的钾钠长石可与

基性斜长石共生,而富钠的钾钠长石与酸性长石共生。从不连续系中

分出一个分支,用以反映玄武岩浆与碱性玄武岩浆结晶作用过程中矿

物的共生规律。如在橄榄玄武岩中,橄榄石或斜长石是最先结晶的,

其次是辉石,但在拉斑玄武岩中,辉石和斜长石是同时结晶的。

经海德曼修正的鲍文反应系列

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