보웬 반응 원리는 1920년대 캐나다인 노먼 레비 보웬(1887~1956)이 제안한 것이다. Bowen은 평생 동안 실험적인 암석학 연구에 참여해 왔으며 현무암 마그마의 결정화 분별이 세계의 거의 모든 화성암의 형성을 설명할 수 있다고 믿습니다. 1928년 Bowen은 그의 고전 저서 "화성암의 진화(The Evolution of Figneous Rocks)"에서 특정 시기에 한 지역에 관입된 다양한 암석(고철질에서 규질까지)의 광물 구성 또는 화학적 구성이 항상 어느 정도 유사성을 보일 것이라고 지적했습니다. 그들은 일반적으로 동일한 인과관계를 갖고 있다고 믿어지며, 여기서 그는 차별화라는 개념을 도출했습니다. 그 이후로 현대 마그마 암석학은 상당 부분 이 과학적 명제를 중심으로 발전해 왔습니다(Ma Changqian et al., 2003에서 인용). Bowen은 암석의 SiO2 함량이 증가함에 따라 암석은 현무암에서 안산암, 데이암, 유문암으로 진화할 것이라고 믿습니다(해당 관입암은 반려암-섬록암-화강섬록암-화강암입니다). 어두운 광물은 감람석-휘석-각섬석으로 구성됩니다. -반응 관계인 흑운모(그림 13.7, Miyako Akiho 및 Hisaki Ikuo, 1984에서 인용). 그는 또한 지구상의 화성암이 다양한 이유는 위에서 언급한 마그마의 반응 관계에 기인한다고 지적했다(Bowen, 1921, 1928). Miyagi Akiho와 Hisaki Ikuo(1984)는 화성암의 다양성이 결정화 분화나 일반 분화에만 기인할 수는 없으며 1차 마그마의 다양성이 더 큰 역할을 해야 한다고 믿었습니다.
현무암 마그마에 대한 보웬의 실험적 연구에 따르면, 결정화된 광물이 잔류 용해물과 반응하면 미리 결정화된 광물이 물리적, 화학적 조건의 변화로 인해 불안정해지고 마그마와 반응하여 새로운 광물이 형성된다는 사실이 밝혀졌습니다. 슬러리와 광물 결정 사이의 밀도 차이로 인해 마그마가 가라앉거나 떠서 더미 결정층이나 단일 광물 암석을 형성할 수 있습니다. 광물 상은 결합 관계가 아닌 반응 관계이기 때문에 결정화 분리가 가능합니다.
현무암 마그마는 중산성 마그마로 진화할 수 없으며, 보웬 반응 계열도 연속될 수 없습니다. 예를 들어, 감람석은 휘석으로, 휘석은 각섬석으로, 각섬석은 흑운모로 대체되는 것을 얇은 단면에서 관찰할 수 있는데, 이는 온도가 감소함에 따라(그리고 물이 유입됨) 미네랄이 반응을 일으키고 성분이 변화됨을 나타냅니다. . 현무암(강아암)의 주요 암석광물은 감람석과 휘석이고, 안산암(섬록암)의 주요 암석광물은 각섬석이며, 유문암(화강암)의 주요 암석광물은 흑운모와 백운모이기 때문이다. 따라서 Bowen은 위의 반응을 마그마 구성의 변화와 연관시키고 온도 변화와 광물의 순차적 대체에 따라 해당 마그마가 현무암에서 안산암 및 유문암으로 변형될 수 있다고 믿었습니다(그림 13.7). 문제는 위의 반응은 단계별로 합리적이지만, 현장 자연실험실에서는 현무암에서 안산암으로, 그리고 데이사이트와 유문암으로 진화한 예가 없다는 점이다. 왜냐하면 현무암-안산암-데이암-유문암에는 완전히 다른 두 가지 기원이 있기 때문입니다. (1) 현무암 또는 현무암 + 안산암 현무암의 일부(또는 + 안산암의 일부)는 맨틀에 의해 부분적으로 녹습니다. 유문암은 지각이 부분적으로 녹은 산물이다(그림 13.7). 맨틀 유래 마그마와 지각 유래 마그마는 SiO2 중첩 간격을 가질 수 있지만(그림 13.8), 맨틀 유래 암석은 지각 유래 암석과 연속적인 진화 계열을 형성할 수 없다는 것이 명백합니다. 발생합니다(이 책의 12장 참조).
보웬은 의심할 여지 없이 위대한 지질학자이며 현대 지질학에 뛰어난 공헌을 했습니다. 그러나 그의 보웬 반응 원리 중 잘못된 부분은 더 이상 사용되어서는 안 됩니다.
그림 13.8 맨틀 유래 물질과 지각 유래 물질이 부분적으로 녹아 형성된 마그마의 SiO2 범위