(A. Magmatic differentiation), tổ hợp các quá trình dẫn đến hình thành các đá khác nhau về thành phần khoáng vật hoặc có cùng thành phần khoáng vật nhưng khác nhau về tỷ lệ hàm lượng giữa các khoáng vật đó từ một magma ban đầu.

Phân dị magma có thể xảy ra trước khi nó kết tinh (phân dị trước kết tinh, thường là phân dị dung ly), trong quá trình kết tinh (phân dị kết tinh) hoặc ở giai đoạn cuối của quá trình kết tinh (phân dị khí hóa).

Phân dị dung ly là sự phân tách dung thể thành 2 (hoặc hơn) các pha lỏng (dung thể) không hòa trộn với nhau. Tiếp theo, các pha lỏng này có thể tiến hóa như những dung thể độc lập. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng các tụ khoáng sulfid trong các đá mnafic và siêu mafic, một số tụ khoáng sắt (apatit - magnetit) và crom thuộc loại phân dị dung ly. Tuy nhiên, phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng kiểu phân dị này chỉ đóng vai trò thứ yếu.

Phân dị kết tinh là sự phân tách các pha rắn (các tinh thể được hình thành) trong quá trình kết tinh magma. Các khoáng vật kết tinh từ magma theo một trật tự chặt chẽ gọi là dãy phản ứng Bowen (theo tên nhà thạch học Canada N.L. Bowen, 1887 - 1956, xem hình dưới). Theo đó, quá trình kết tính được bắt đầu từ các khoáng vật có nhiệt độ kết tinh cao gồm các silicat Mg-Fe không chứa nước (olivin, orthopyroxen, clinoyroxen) và plagiocla thành phần bazơ, tiếp theo là amphibol và plagiocla thành phần trung tính, cuối cùng là biotit, feldspat kiềm và thạch anh. Phân dị kết tinh là cân bằng khi giữa các tinh thể và dung thể duy trì được cân bằng hóa học và xảy ra sự phân lập các tinh thể khỏi magma cân bằng với nó. Sự thiết lập cân bằng trọng lực trong dung thể có thể dẫn đến phân dị thành phần vật chất của chúng theo chiều thẳng đứng. Trong trường hợp này ở phần thấp thường tích tụ các khoáng vật nặng dần lên phía trên là các khoáng vật ngày càng nhẹ hơn. Đây là cơ chế để giải thích cho sự hình thành các thành tạo dồn tụ (cummulate) trong các khối mafic, siêu mafic. Khuynh hướng chung của phân dị này là làm giàu SiO2, Al2O3, CaO và các oxyt kiềm ở các phần trên của cột magma và tích tụ MgO và FeO ở các phần dưới của nó (phân dị trọng lực). Trong trường hợp cân bằng giữa các tinh thể và magma bị phá vỡ dưới tác động của các yếu tố khác nhau (chẳng hạn sự lắng đọng hay nổi lên của các tinh thể từ dung thể, sự di chuyển của chúng do các dòng đối lưu, v.v..) xảy ra sự cô lập về mặt không gian của các pha khoáng vật vừa xuất hiện dẫn đến thay đổi tiến trình phản ứng bình thường giữa các tinh thể và dung thể . Trường hợp này gọi là phân dị kết tinh phân đoạn. Phân dị kết tinh phân đoạn rất phổ biến trong hình thành các khối xâm nhập mafic, siêu mafic phân lớp được thành tạo do sự lắng đọng liên tục các sản phẩm kết tinh xuống đáy đang đang đầy dần của buồng kết tinh, cũng như trong thành tạo các khối granitoid phân dị mạnh chứa kim loại hiếm (granitoid kiềm, Li-F, ongonit và các đá khác). Phân dị kết tinh đóng vai trò chủ đạo.

Phân dị khí hóa xảy ra ở giai đoạn cuối của quá trình kết tinh khi dung thể nguội đi và giải phóng các hợp phần chất bốc. Trong quá trình phân dị khí hóa xảy ra sự phân tách các vật chất dung thể magma do sự tạo thành các hợp chất hóa học của các hợp phần khác nhau với fluid. Phân dị khí hóa magma được cho là do tác động của các dòng fluid xuyên magma.

Phân dị magma có thể xảy ra ở mọi giai đoạn phát triển của nó, nó có thể xảy ra ngay trong lò magma (phân dị trước kết tinh), trong các lò trung gian (phân dị dưới sâu) hay tại nơi nó nguội lạnh (phân dị trong buồng).

Phân dị magma tạo ra không chỉ sự đa dạng rộng rãi các đá magma mà còn tạo thành các mỏ khoáng sản nguồn gốc magma.

Một số tác giả còn đưa các quá trình đồng hóa, hỗn nhiễm và pha trộn magma vào chung khái niệm phân dị magma. Mặc dù các quá trình này cũng dẫn tới sự đa dạng của các đá magma (sản phẩm kết tinh từ magma) nhưng chúng khác hoàn toàn về bản chất so với khái niệm phân dị magma và nên được xem là những quá trình (cùng với quá trình phân dị magma) trong tiến hóa magma.

Hình. Dãy phản ứng Bowen

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Winter J.D., An introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice-Hall Inc., 697p, 2001.

2. Маракушев А.А, Флорова Т.И., Петрография, Часть 1, Издательство МГУ, Москва, 1975 г., 384 стр.