Cristalizare fracționată (Geologie)
cristalizarea fracționată este îndepărtarea și separarea de o topire a precipitatelor minerale; cu excepția cazurilor speciale, îndepărtarea cristalelor modifică compoziția magmei. În esență, cristalizarea fracționată este îndepărtarea cristalelor formate timpuriu dintr-o magmă inițial omogenă (de exemplu, prin sedimentare gravitațională), astfel încât aceste cristale să fie împiedicate să reacționeze în continuare cu topitura reziduală. Compoziția topiturii rămase devine relativ epuizată în unele componente și îmbogățită în altele, rezultând precipitarea unei secvențe de minerale diferite.
cristalizarea fracționată în topiturile de silicat (magme) este complexă în comparație cu cristalizarea în sistemele chimice la presiune și compoziție constante, deoarece modificările presiunii și compoziției pot avea efecte dramatice asupra evoluției magmei. Adăugarea și pierderea apei, dioxidului de carbon și oxigenului se numără printre modificările compoziționale care trebuie luate în considerare. De exemplu, presiunea parțială (fugacitatea) apei în topiturile de silicat poate fi de primă importanță, ca în cristalizarea aproape solidă a magmelor compoziției de granit. Secvența de cristalizare a mineralelor de oxid, cum ar fi magnetitul și ulvospinelul, este sensibilă la fugacitatea oxigenului din topituri, iar separarea fazelor de oxid poate fi un control important al concentrației de silice în magma în evoluție și poate fi importantă în geneza andezitei.
experimentele au oferit multe exemple de complexități care controlează ce mineral este cristalizat mai întâi pe măsură ce topitura se răcește pe lângă liquidus.
un exemplu se referă la Cristalizarea topiturilor care formează roci mafice și ultramafice. Concentrațiile de MgO și SiO2 în topituri se numără printre variabilele care determină dacă forsterit olivină sau enstatit piroxen este precipitat, dar conținutul de apă și presiunea sunt, de asemenea, importante. În unele compoziții, la presiuni ridicate fără cristalizarea apei, enstatitul este favorizat, dar în prezența apei la presiuni ridicate, olivina este favorizată.
Magmele granitice oferă exemple suplimentare despre modul în care topiturile cu compoziție și temperatură în general similare, dar la presiune diferită, pot cristaliza diferite minerale. Presiunea determină conținutul maxim de apă al unei magme de compoziție de granit. Cristalizarea fracționată la temperaturi ridicate a magmelor de granit relativ sărace în apă poate produce granit feldspat cu un singur alcalin, iar cristalizarea la temperaturi mai scăzute a magmei relativ bogate în apă poate produce granit cu două feldspate.
în timpul procesului de cristalizare fracționată, topiturile se îmbogățesc în elemente incompatibile. Prin urmare, cunoașterea secvenței de cristalizare este critică în înțelegerea modului în care evoluează compozițiile topite. Texturile rocilor oferă informații, așa cum este documentat la începutul anilor 1900 de seria de reacții a lui Bowen. Un exemplu de astfel de textură, legată de cristalizarea fracționată, este texturile intergranulare (cunoscute și sub numele de intercumulus) care se dezvoltă oriunde un mineral cristalizează mai târziu decât matricea înconjurătoare, umplând astfel spațiul interstițial rămas. Diferiți oxizi de crom, fier și titan prezintă astfel de texturi, cum ar fi cromitul intergranular într-o matrice silicioasă. Diagramele de fază determinate experimental pentru amestecuri simple oferă informații despre principiile generale. Calculele numerice cu software special au devenit din ce în ce mai capabile să simuleze cu exactitate procesele naturale.