本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
“在地球内部存在着神秘的力量，其影响在表面显现出来。蒸汽的喷发，炽热的熔岩和新的火山岩…[]”
亚历山大·冯·洪堡
在19世纪末，在“火成论”在伟大的花岗岩战争中获胜之后，地质学家接受了火成岩起源于地球深处的观点。然而，从深色玄武岩到浅色花岗岩，火山岩和深成岩的巨大差异很难解释，因为人们认为地球内部是相对均匀的（基于地球是由原始物质凝聚而成的观点，它被想象成一系列同心壳）。
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图1. 特尔拉诺侵入体（阿尔卑斯山）的深成岩，长石斑岩（带有一颗孤立的长石晶体）样品。
一些地质学家，即法国地质学家P.T. Virlet d´Aoust创造的术语“花岗岩化论者”提出，火成岩是通过熔化先前存在的岩石形成的。这种模型可以解释某些岩浆岩的分布（花岗岩只在大陆上发现，因为它是由熔化其他地壳岩石形成的），但是它无法解释在野外经常看到的火山导管之间的清晰界限。此外，熔化“源岩”所需的能量非常高，并且新旧岩石之间元素必要的化学扩散非常低。
根据“岩浆论者”的观点，该术语来自法国博物学家德·多洛米厄在1794年创造的“岩浆”，花岗岩和其他深成岩实际上是通过不同熔体的冷却形成的。德国化学家罗伯特·威廉·E·本生（1811-1899）在1851年提出了一个基于此前提的简化模型，以及他在冰岛的地质观察（“关于冰岛火山岩形成的进程”）。他认为地球上只有两种岩浆类型——基本的“辉石岩”和酸性的“粗面岩”，它们形成于地壳的不同层。通过混合这两种主要的岩浆类型，可以产生所有其他火山岩。
在圣胡安山脉（科罗拉多州）的安山岩和英安岩中的一项发现似乎证实了这一模型。在这里，单个大的长石晶体的化学成分与周围带有小长石晶体的基质明显不同。对于本生来说，较大的长石晶体是独立形成的，后来被混合到熔化的细粒岩石中。
1844年，地质学家查尔斯·达尔文提出了一个只需要一种岩浆的岩石学模型
“我认为，如果我们可以相信大多数深成岩体在一定程度上已经排出了那些相对较重且容易液化的元素，这些元素构成了粗面岩和玄武岩系列的岩石，那么地质学家在比较火山岩和深成岩的成分时所经历的许多困难将得到消除。”
达尔文仅基于野外观测，设想了岩浆通过矿物分离进行的矿物学分异。矿物颗粒在冷却的岩浆中形成，重矿物沉到岩浆室的底部，残留的熔体现在重元素贫乏，可以形成另一种类型的火成岩。
图2. 火成岩的“进化树” - 最基本（在地球地幔中发现 - 如橄榄岩）在底部，而较衍生的（如花岗岩）在顶部。来自 KRÜGER, K. (1954): "Das Reich der Gesteine", 公有领域图像。
但只有通过加拿大诺曼·列维·鲍文（1887-1956）的实验，地质学家才开始意识到产生火成矿物和岩石的机制。
N.L. 鲍文出生于金斯顿（安大略省），但在大学毕业后前往麻省理工学院，在那里他遇到了岩石学家亚瑟·L·戴（1871-1957），他是卡内基研究所地球物理实验室的主任，该实验室于1905年在华盛顿新成立。戴特别感兴趣的是了解熔体如何从不同矿物的混合物中形成。他建议鲍文研究斜长石的性质，斜长石是火成岩中常见且重要的成分，由两种矿物钙长石和钠长石的混合物组成。由于有了新的电炉、耐高温探头和新的分析方法，鲍文最终于1913年发表了岩石学中最著名的图表之一——斜长石的相图。
图3. 鲍文的“斜长石熔融现象”（1913年）中斜长石的相图。此图显示了晶体如何从冷却的熔体中形成，请注意晶体的成分（下线）与残留熔体的成分（上线）有何不同。晶体继续与冷却的熔体反应，遵循各自的线。但是，如果从系统中移除晶体，则系统的起点将发生变化。冷却此熔体现在将产生另一种斜长石，其化学成分与残留熔体的化学成分相同。地质学学生将此机制称为（并畏惧）“分级结晶”（图像用于教育目的，属于合理使用）。
鲍文确信，仅分级结晶就可以解释观察到的各种火成岩。但是，此模型有一个很大的缺陷 - 分级结晶效率很低；您需要的源岩浆体积是观察到的花岗岩的九倍，此外，分级结晶应该发生在整个地球上，但是花岗岩岩石集中在大陆地壳中。
缺少了某些东西……
参考书目
HÖLDER, H. (1989): Kurze Geschichte der Geologie und Paläontologie - Ein Lesebuch. Springer Verlag, Heidelberg: 243
YOUNG, D.A. (2002): Norman Levi Bowen (1187-1956) and igneous rock diversity. From OLDROYD, D.R. (ed.); The Earth Inside and Out: Some Major Contributions to Geology in the Twentieth Century. Geological Society, London, Special Publications Nr. 192: 99-111