3.1. Cristalización fraccionada: series de Bowen
Cuando una cámara magmática está situada en el lugar en el que inicia su diferenciación después de la segregación, paralelo al enfriamiento, se inicia una cristalización fraccionada; es decir, con un orden determinado de aparición de distintos cristales en función de su temperatura de consolidación.
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| Cristalización fraccionada Imagen de Woudloper en Wikimedia commons. Licencia cc |
Para comprender mejor el proceso de cristalización, mira en este enlace la animación que aparece en el apartado magma, lava y cristalización.
Conocimiento previo
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| Norman Bowen Imagen de autor desconocido en Wikimedia commons. Dominio público |
El petrólogo canadiense Norman Bowen descubrió y público en 1928 que al enfriarse una mezcla heterogénea de los silicatos presentes en un magma basáltico, aparecían –a medida que se enfriaba la temperatura- dos series o secuencias de silicatos independientes, estando el orden de cristalización determinado por dos factores principales: la termodinámica de la cristalización y la composición del magma que cristaliza.
Actividad de lectura
En esa cristalización fraccionada, a medida que desciende la temperatura, va apareciendo en términos generales, una secuencia determinada de nuevos minerales en el seno del magma residual en dos ramas o series:
- Serie discontinua, formada por minerales ferromagnesianos en orden de complejidad estructural: olivino, piroxenos, anfíboles y biotita. El primer mineral formado puede reaccionar con el liquido restante para formar el siguiente de la serie: olivino + liquido restante --> piroxeno y así sucesivamente hasta la biotita. Estos minerales aparecen casi totalmente separados, de modo que hasta que no va terminando la cristalización del primero no empieza a aparecer el segundo.
- Serie continua, formada por todos los términos de la serie isomórfica de las plagioclasas, desde anortita al principio, hasta albita al final, con variaciones en los porcentajes de Ca y Na. Estos minerales pueden reaccionar entre sí mediante procesos de sustitución isomórfica.
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| Series de reacción de Bowen Imagen de Jerónimo Moreno Pulido. Licencia cc |
Al llegar a una temperatura en torno a 600 ºC, las series discontinua y continua se unen en una vía común en la que aparecen la moscovita, la ortosa y el cuarzo, los minerales más abundantes de las rocas félsicas.
Los minerales que aparecen juntos en cada intervalo de temperatura, van dando lugar a los distintos tipos de rocas, empezando por las ultramáficas y máficas, a temperaturas más elevadas, y acabando por las más félsicas a temperaturas más bajas.
1. ¿A qué clase mineralógica pertenecen todos los minerales de las series de Bowen? ¿Y a qué subclase/s?
2. ¿Estás de acuerdo con la afirmación de que en la serie discontinua la complejidad estructural es creciente? ¿Por qué? ¿Por qué no se dice lo mismo de los minerales de la serie continua?
Actividad
El modelo de las series de reacción, descubierto por Bowen, nos indica que a partir de un magma primario basáltico y en una cristalización fraccionada, aparecen a medida que desciende la temperatura desde ≈ 1.100ºC a ≈ 500ºC, dos series de silicatos en orden creciente de polimerización o complejidad estructural: la serie discontinua (olivino --> piroxeno --> anfíboles -->biotita) y la serie isomórfica continua (plagioclasa Ca <--> plagioclasa Na). Ambas ramas convergen a partir de los 600 ºC apareciendo los últimos minerales (los más fríos) de las series de reacción: moscovita, ortosa y cuarzo.
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