Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 5 sur 5

Série réactionnelle de bowen



  1. #1
    Oklaoma

    Série réactionnelle de bowen


    ------

    Bonjour,

    Je n'ai pas tout compris à ces séries

    Ce que je pense avoir compris

    Il y a deux séries de roches qui évolue selon leur composition minéral

    La série discontinue = Féro magnésien donc riche en Fe et Mg
    Dans cette série plus le magma refroidis plus les roche se transforme et la roche précédente disparaît pour laisser place à la suivante
    (ex : Olivine -> Pyroxène)

    La série continue = Feldspath plagioclase ici les roche ne disparaissent pas pour laisser place à une nouvelle mais il y a formation de nouvelle roches selon la teneur en Ca ou Na etc...

    Le SiO2 joue un rôle important dans l'aboutissement de ces séries.
    En effet un magma riche en SiO2 passera par toutes les étapes des séries
    Si le magma est moyennement riche les série seront arrêtées à peu près à la moitié
    Si le magma est pauvre en SiO2 les roche seront composé des minéraux du début des séries (Olivine et Feldspath)

    J'ai pas trop bien compris le déroulement de la série continue
    Ni pourquoi les roches disparaissaient dans la série discontinue
    Ni pourquoi le SiO2 était important dans ces série?


    Merci

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Série réactionnelle de bowen

    Salut,

    Les series de Bowen sont un concept theorique pour expliquer l'evolution des roches lors de la differentiation. En gros, elle servent a expliquer pourquoi l'on passe de magma initiaux ultramafiques (pauvre en SiO2, riche en Fe,Mg, Ca) a des magmas evolues riches en SiO2, Na, K, H2O et pauvre en Fe-Mg et Ca.

    Cette explication se fait grace aux series de Bowen.


    Credit: U.Oregon

    D'un cote, comme tu l'as dis, c'est la serie discontinue. Elle concerne principalement les mineraux ferro-magnesiens.
    - A haute temperature, si ton magma est entierement liquide, c'est l'olivine le premier mineral a apparaitre. C'est un mineral pauvre en Si (SiO2 = ~40%) et riche en Fe-Mg.
    - Au fur et a mesure que le magma evolue (et refroidit eventuellement), l'orthopyroxene prend le relais, aussi tres riche en Fe-Mg, mais plus riche en Si (SiO2 = 55%)
    - Parallelement, le clinopyroxene peut egalement apparaitre, aussi riche en Si, il contient egalement du calcium.
    - Apres, Amphibole et Biotite peuvent egalement apparaitre. Elles sont riches en Si et en H2O. L'amphibole apparait avant est contient plutot du Ca ou Na; la biotite contient du K.

    La serie est discontinue car olivines, pyroxenes, amphiboles et biotites sont des mineraux bien definis et chacun prend sa charge d'element dans le magma.

    La serie continue est basee sur la propriete qu'on les feldspaths de former ce que l'on appelle des solutions solides entre Ca, Na et K. On peut interchanger sans trop de probleme ces elements tout en gardant +/- le meme mineral. Le changement de Ca vers Na introduit egalement un enrichissement en SiO2. Le premier mineral de la serie continue a apparaitre est l'anorthite (plagioclase calcique) CaAl2Si2O8, par apres, ce sont des plagioclases intermediaires qui cristallisent (Na,Ca)Al(Si,Al)2O8 jusqu'a finalement atteindre l'albite (plagioclase sodique) NaAlSi3O8. Il y a une continuite limitee jusqu'a l'orthose KAlSi3O8 mais n'etant pas complete, elle ne fait pas partie de la serie continue s.s.

    Donc pour la serie continue elle fonctionne selon la substitution Ca --> Na (-->K) et parallelement Al --> Si, tout en gardant le meme mineral mais dont sa composition chimique varie.



    Consequence de tout cela, quand un magma cristallise, le premier mineral a apparaitre est l'olivine, vu la composition de ce mineral, le magma s'enrichi en tout sauf Fe-Mg. Avec l'apparition du clinopyroxene et des plagioclases calciques, le magma continue de s'appauvrir en Fe-Mg mais egalement en Ca.
    La cristallisation continue, il n'y a plus assez de Ca. La serie discontinue peut eventuellement faire des mineraux sodiques, la serie continue continue de cristalliser du plagioclase, mais sodico-calcique....jusqu'a sodique. Pendant tout ce temps la, vu la composition des mineraux (au final, assez pauvre en SiO2), le magma s'enrichi en silice jusqu'a ce que le plagioclase sodique soit present. Apres, il peut saturer en silice et former du quartz.
    L'eau et le potassium, qui n'ont participer a la formation d'aucun mineral jusqu'a present, peuvent commencer aussi a former leur propres phases, amphibole, biotite, muscovite et orthose. Les deux derniers apparaissent toujours tardivement dans une sequence de cristallisation.

    Citation Envoyé par oklaoma
    Ni pourquoi les roches disparaissaient dans la série discontinue
    Ni pourquoi le SiO2 était important dans ces série?
    Les roches ne "disparaissent" pas. Elles sont juste laissees derriere. L'expression est cependant tres mal choisie car serie continue et discontinue ont lieu au meme moment. Ce n'est pas l'une ou l'autre. Un gabbro, qui contient pyroxenes et plagioclase, est concerne par les deux.


    Credit : Harold L.Levin; Wiley

    D'un magma initial, tu vas former des premieres roches pauvre en SiO2, riche en Mg, Ca et Fe. Le reste du magma continue son chemin ailleurs et cristallise une autre roche, moins riche en Mg, Ca et Fe. Je suppose que c'est ca qui veut etre exprime par "disparaitre"

    SiO2 est important car il regule une grande partie de la cristallisation aussi. D'un point de vue element, sans se soucier des mineraux, on a une evolution du magma qui est Mg, Fe, Ca, Na, K... comme element "important dans le magma). Si, Al et H2O augmentent constamment durant toute cette sequence au point qu'au final on peut saturer de la silice (SiO2) directement, ou du corindon (Al2O3) ou produire de l'eau comme les sources hydrothermales.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  4. #3
    Oklaoma

    Re : Série réactionnelle de bowen

    Ok mais donc les deux séries se produisent parallèlement pendant le refroidissement du magma si j'ai bien compris en fonction de la quantité de Mg Fe pour la discontinue et de Na Ca pour la continue

    Et H2O, Si et Al ne participe pas à la cristallisation, alors en quoi il la régule? je sais que + il a de SiO2 + le magma est visqueux. ça veux dire que le magma aura plus tendance à former des roche intermédiaire ou felsic vu que le SiO2 est plus concentrer dans le magma qui n'est pas encore cristalliser et donc qu'il est pauvre en Mg et Fe.

    Donc on peut dire qu'il est un critère de reconnaissance des roches et du magma.

    Je c'est pas si c'est juste lool

  5. #4
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Série réactionnelle de bowen

    Citation Envoyé par Oklaoma Voir le message
    Ok mais donc les deux séries se produisent parallèlement pendant le refroidissement du magma si j'ai bien compris en fonction de la quantité de Mg Fe pour la discontinue et de Na Ca pour la continue

    Pour la discontinue, la discontinuite se marque pour (Mg,Fe)/Si [d'un point de vue uniquement Mg-Fe, c'est une serie continue, mais c'est peut etre trop de detail. On appelle ca la serie de Fenner differente de la serie de Bowen]
    Mg,Fe diminue alors que Si augmente. Alors que cette cristallisation discontinue de mineraux ferro-magnesiens a lieu, les plagioclases cristallisent egalement et derivent progressivement de composition calcique a sodique.

    Pour ces deux series, cela reflete a la fois la composition des mineraux qui vont etre formes ulterieurement et la composition du magma d'ou seront issu ces mineraux.

    Citation Envoyé par Oklaoma Voir le message
    Et H2O, Si et Al ne participe pas à la cristallisation, alors en quoi il la régule? je sais que + il a de SiO2 + le magma est visqueux. ça veux dire que le magma aura plus tendance à former des roche intermédiaire ou felsic vu que le SiO2 est plus concentrer dans le magma qui n'est pas encore cristalliser et donc qu'il est pauvre en Mg et Fe.
    La viscosite du magma en fonction de SiO2 ne doit pas etre consideree ici. On parle d'un concept de theorie chimique; pas necessaire d'y ajouter des considerations physiques.
    Si, Al et H2O participent a la cristallisation. Tout les mineraux que l'on considerent ici sont des silicates donc ils ont leur importance. Un magma initialement tres sous-sature en silice va cristalliser de l'olivine et du plagioclase calcique, et cela theoriquement independamment de la concentration en Fe-Mg ou Ca. Tout simplement parce que ces mineraux ne demandent pas beaucoup de SiO2 pour cristalliser et peuvent donc se former facilement hors d'un magma pauvre en Si.

    En faisant cela (cristalliser olivine et plagio calcique), on prend le minimum possible de SiO2 hors du liquide, ainsi qu'une grande propportion de Fe-Mg et Ca comparativement au SiO2 necessaire. Au final, on enrichi le magma qui n'a pas cristallise en SiO2 vu que l'on a pompe tout les autres elements. Naturellement, on evolue donc vers des compositions de magmas, et donc de roches, et donc de mineraux, qui sont plus riches en SiO2, plus riches en Na, K, plus riches en H2O et moins riches en Fe, Mg et Ca. En faisant cela, le magma residuel issu de chaque etape de cristallisation derive progressivement de compositions mafiques, vers intermedaires puis felsiques.



    un magma mafique est caracterise par peu de SiO2, beaucoup de Fe-Mg et Ca et peu de Na, K. Donc olivine, pyroxenes, plagio calciques sont formes d'un tel magma. Une fois cristallise, on extrait le liquide qui reste et on laisse les cristaux dans leur coin....les roches que l'on obtient seront des dunites, pyroxenites, anorthosites, gabbros etc.

    Le magma extrait ci-dessus est intermediaires; a un niveau moyen en SiO2, avec un peu de tout Fe-Mg, Ca, Na mais toujours peu de K par exemple. Donc on a toujours un peu de pyroxenes qui se forment, eventuellement des amphiboles si de l'eau est presente, et des plagioclases avec 50-50 en Na et Ca. A nouveau, liquide est cristaux se separent, la masse de cristaux est une roche de type diorite ou granodiorite.

    Le liquide qui s'est separe de cristallisation a des conditions intermedaires est felsique. Il est sature en SiO2 ou Fe-Mg et Ca sont peu presents, mais on a beaucoup de Na, de K, Al et H2O. On forme donc des plagioclases sodiques, des feldspaths potassiques, du quartz et enventuellement des mineraux hydrates comme les micas. C'est le stade ultime d'une sequence de cristallisation normale. Les roches obtenues sont des granites ou des syenites.

    Au final, toutes ces variables sont interdependantes. Si SiO2 etait bas quand on a beaucoup de Na et de K, on obtient des mineraux completement different et des roches anormales qui ne font pas partie des sequences classiques de Bowen (ou de Fenner). On a alors des choses exotiques comme des gabbros alcalins, de nephelinites, des leucitites, des lamprophyres, etc etc...bref, des choses beaucoup moins classiques.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 12/06/2011 à 11h27.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Oklaoma

    Re : Série réactionnelle de bowen

    OK je pense avoir compris, tout est dans une certaine continuité en faite, et une même roche peu contenir des minéraux appartenant au deux séries. Mais en plus ou moins grande quantité en fonction de la teneur en Mg Fe Ca Na SiO2 (et K beaucoup plus tard).

    Les série définissent la cristallisation des minéraux, les roches formées en dépendent mais ne sont pas directement caractérisées par celle-ci vu qu'elles sont caractérisées par les minéraux qui les composent.

Discussions similaires

  1. mécanisme reactionnelle
    Par palestinegazza dans le forum Mathématiques du supérieur
    Réponses: 1
    Dernier message: 27/05/2011, 18h36
  2. chaîne réactionnelle en orga
    Par didiiine dans le forum Chimie
    Réponses: 12
    Dernier message: 22/01/2009, 22h16
  3. difficulté dans une séquence réactionnelle
    Par steeell dans le forum Chimie
    Réponses: 24
    Dernier message: 11/05/2008, 10h21
  4. Mécanisme réactionnelle
    Par hadpharmaco dans le forum Chimie
    Réponses: 11
    Dernier message: 08/09/2007, 20h08
  5. cette solution de serie/parallele/serie fonctionne-t-elle
    Par ABN84 dans le forum Électronique
    Réponses: 17
    Dernier message: 19/08/2005, 14h29