В области геологии ряд реакций Боуэна является работой канадского петролога Нормана Л. Боуэна , [1] который на основе экспериментов и наблюдений за природными породами обобщил последовательность кристаллизации обычных силикатных минералов из типичной базальтовой магмы, подвергающейся фракционной кристаллизации (т. е. кристаллизации, при которой рано образовавшиеся кристаллы удаляются из магмы путем осаждения кристаллов, оставляя после себя жидкость несколько иного состава). [2] [3] Ряд реакций Боуэна способен объяснить, почему определенные типы минералов, как правило, встречаются вместе, в то время как другие почти никогда не ассоциируются друг с другом. В начале 1900-х годов он экспериментировал с порошкообразным каменным материалом, который нагревали до тех пор, пока он не расплавился, а затем давали ему остыть до заданной температуры, после чего он наблюдал типы минералов, которые образовывались в полученных породах. Он повторил этот процесс с постепенно более низкими температурами, и полученные им результаты привели его к формулировке его серии реакций, которая до сих пор принимается как идеализированная прогрессия минералов, полученных при охлаждении базальтовой магмы, которая подвергается фракционной кристаллизации. Основываясь на работе Боуэна, можно сделать вывод из минералов, присутствующих в породе, об относительных условиях, при которых материал образовался. [4]
Ряд делится на две ветви: непрерывную ( фельзитовые минералы: полевые шпаты ) и прерывистую ( мафические минералы). Минералы в верхней части иллюстрации (отложены в сторону) кристаллизуются первыми, поэтому градиент температуры можно считать направленным от высокой к низкой, при этом высокотемпературные минералы находятся наверху, а низкотемпературные — внизу. Ветвь в правой части иллюстрации является непрерывной (с непрерывными твердыми растворами фельзитовых минералов) и приводит к постепенному образованию богатого натрием плагиоклаза при понижении температуры. В прерывистом ряду мафические минералы, такие как оливин, сначала кристаллизуются при более высокой температуре по мере остывания магмы. Однако, если они не выпадают в осадок (не выпадают в осадок), состав магмы не меняется, и по мере дальнейшего остывания магмы оливин перекристаллизуется в пироксен .
Поскольку поверхность Земли представляет собой низкотемпературную среду по сравнению с зонами формирования горных пород, диаграмма также отражает относительную стабильность минералов, причем те, что находятся внизу, являются наиболее стабильными, а те, что находятся наверху, наиболее быстро выветриваются, что известно как ряд растворения Голдича . Это связано с тем, что минералы наиболее стабильны в условиях температуры и давления, наиболее близких к тем, при которых они образовались.