Série de Bowen
Dans un magma, la cristallisation des minéraux ne se fait pas de manière aléatoire. Elle suit un ordre dit ordre de cristallisation ou série de Bowen (1928).
Un magma est du matériel lithosphérique fondu qui se caractérise par :
- sa composition essentiellement silicatée,
- sa température élevée (900°C à 1 200°C),
- sa mobilité qui lui permet de se déplacer.
Lorsque les magmas se refroidissent, des minéraux se forment à partir du mélange silicaté suivant un ordre précis d'apparition et dont le terme final est surtout fonction de la teneur en silice du mélange initial. On a deux grandes suites de minéraux, dites « suites réactionnelles », d'une part pour les minéraux ferromagnésiens, d'autre part pour les feldspaths, c'est la série de Bowen (fig. 8).
Diagramme synthétique d'évolution des deux principales séries minéralogiques (ou série de Bowen).
Si le magma renferme les éléments chimiques nécessaires (Mg, Fe, Ca, K, etc.) en plus de Si et O, les premiers minéraux qui se forment à température élevée sont des olivines (péridots), voir la figure ci-dessus. Si le mélange contient encore de la silice, les olivines étant instables et la température continuant à baisser, elles se transformeront en pyroxènes. S'il n'y a plus assez de Mg et de Fe pour former les pyroxènes, il y aura formation d'amphiboles lors de la baisse de température. A plus basse température se formeront les micas, puis, si la silice est excédentaire, du quartz, dernier minéral à cristalliser.
Parallèlement pour les feldspaths plagioclases, on passera de l'anorthite (calcique) à l'albite (sodique) en conservant la même structure cristalline des minéraux (série isomorphe) : suite réactionnelle continue des plagioclases.
Il existe deux grands types de magmas :
- magma hypersilicieux (roches acides) : riche en silice (> 75%), visqueux, cristallisé très souvent complètement en montant dans l'écorce terrestre.
- magma hyposilicieux (roches basiques) : pauvre en silice (< 55%), fluide, coule très souvent en surface, peu de minéraux se forment pendant l'ascension rapide.
- magma intermédiaire (roches intermédiaires) : teneur moyenne en silice (entre 55% et 75%).
