Fraktiaalinen kiteytys (geologia)

murto-kiteytyminen on mineraalisaostumien sulamisesta poistumista ja erottelua; paitsi erikoistapauksissa kiteiden poisto muuttaa magman koostumusta. Pohjimmiltaan murto-kiteytyminen on alussa muodostuneiden kiteiden poistamista alun perin homogeenisesta magmasta (esimerkiksi painovoiman laskeutumisen avulla) siten, että nämä kiteet eivät enää reagoi jäännössulan kanssa. Jäljelle jäävän sulan koostumus köyhtyy joissakin komponenteissa suhteellisen paljon ja rikastuu toisissa, mikä johtaa erilaisten mineraalien saostumiseen.

murto-kiteytyminen silikaattimeloissa (magmoissa) on monimutkaista verrattuna kiteytymiseen kemiallisissa systeemeissä vakiopaineessa ja koostumuksessa, koska paineen ja koostumuksen muutoksilla voi olla dramaattisia vaikutuksia magman evoluutioon. Veden, hiilidioksidin ja hapen lisääminen ja häviäminen kuuluvat niihin koostumusmuutoksiin, jotka on otettava huomioon. Esimerkiksi veden osapaine (fugasiteetti) silikaattisulissa voi olla ensiarvoisen tärkeä, kuten graniittikoostumukseltaan magmojen lähes solidus-kiteytymisessä. Oksidimineraalien, kuten magnetiitin ja ulvospinelin, kiteytymisjärjestys on herkkä sulien happifugasiteetille, ja oksidifaasien erottaminen voi olla tärkeä piidioksidipitoisuuden säätely kehittyvässä magmassa, ja se voi olla tärkeä andesiittien synnyssä.

kokeissa on esitetty monia esimerkkejä komplekseista, jotka ohjaavat sitä, mikä mineraali kiteytyy ensimmäisenä sulan jäähtyessä ohi liquiduksen.

yksi esimerkki koskee mafisia ja ultramafisia kiviä muodostavien sulien kiteyttämistä. MGO-ja SiO2-pitoisuudet sulissa ovat muuttujia, jotka määrittävät saostuuko forsteriitti oliviinia vai enstatiitti pyrokseenia, mutta myös vesipitoisuus ja paine ovat tärkeitä. Joissakin koostumuksissa suositaan korkeissa paineissa ilman veden kiteytymistä enstatiittia, mutta veden läsnä ollessa korkeissa paineissa suositaan oliviinia.

graniittiset magmat antavat lisää esimerkkejä siitä, miten sulat, joiden koostumus ja lämpötila ovat yleensä samanlaiset, mutta jotka ovat eri paineessa, voivat kiteyttää eri mineraaleja. Paine määrittää graniittisen magman enimmäisvesipitoisuuden. Korkean lämpötilan murto kiteytys suhteellisen vesi-huono graniitti magmat voi tuottaa yhden alkali-maasälpä graniitti, ja alemman lämpötilan kiteytys suhteellisen vesi-rikas magma voi tuottaa kaksi maasälpä graniitti.

jakokiteytymisprosessin aikana sulat rikastuvat yhteensopimattomiksi alkuaineiksi. Näin ollen kiteytymisjärjestyksen tuntemus on ratkaisevaa sen ymmärtämisessä, miten sulakoostumukset kehittyvät. Kivien tekstuurit tarjoavat oivalluksia, kuten Bowenin reaktiosarja 1900-luvun alussa dokumentoi. Esimerkki tällaisesta tekstuurista, joka liittyy fraktioituneeseen kiteytymiseen, on rakeiden väliset (tunnetaan myös nimellä intercumulus) tekstuurit, jotka kehittyvät missä tahansa mineraali kiteytyy myöhemmin kuin ympäröivä matriisi, täyttäen siten jäljelle jääneen interstitiaalisen tilan. Erilaiset kromi -, rauta-ja titaanioksidit osoittavat tällaisia kuvioita, kuten rakeiden välistä kromiittia piipitoisessa matriisissa. Kokeellisesti määritetyt faasidiagrammit yksinkertaisille seoksille antavat käsityksen yleisistä periaatteista. Numeeriset laskelmat erikoisohjelmistoilla ovat yhä paremmin pystyneet simuloimaan luonnollisia prosesseja tarkasti.