용융 혼입

Melt inclusion
올리빈 결정에 포함된 다중 용융물.개별 인클로저는 타원형 또는 원형이며 투명한 유리와 작고 둥근 증기 거품, 경우에 따라 작은 사각형 스피넬 결정으로 구성됩니다.검은색 화살표는 하나의 좋은 예를 가리키지만 다른 예도 여러 개 있습니다.단일 결정 내에서 여러 개의 포함물이 발생하는 것은 비교적 일반적입니다.

용융물 포함은 마그마에서 자라고 결국[1] 화성암을 형성하는 결정에 의해 갇힌 작은 덩어리 또는 용융물의 "거품"입니다.여러 측면에서 마그마 열수계 [2][3]내의 유체 포함과 유사합니다.용해 포함물은 크기가 미세한 경향이 있으며 깊이에서 용해의 포획 압력을 해석하는 데 사용되는 휘발성 함량에 대해 분석할 수 있습니다.

특성.

용융물은 일반적으로 크기가 작습니다. 대부분 직경이 80마이크로미터 미만입니다(마이크로미터는 1,000분의 1밀리미터 또는 약 0.00004인치).[4]이러한 구성 요소에는 유리(급냉으로 냉각된 용융물을 나타냄), 작은 결정 및 별도의 증기가 풍부한 [5]기포 등 다양한 구성 요소가 포함될 수 있습니다.그것들은 석영, 장석, 감람석, 휘석, 네펠린, 마그네타이트, 페로브스카이트,[6][7][8] 아파타이트와 같은 화성암에서 발견될 수 있는 결정체에서 발생합니다.용융물은 화산암과 플루토늄암 모두에서 발견될 수 있습니다.또한 용해 포함물에는 불투명(혼화성이 아닌) 용해 단계가 포함될 수 있으며, 이들의 연구는 둘 이상의 용해가 [5]갇혔을 때의 직접적인 증거를 찾는 예외적인 방법입니다.

분석.

비록 그것들은 작지만, 용해된 포함물은 풍부한 유용한 정보를 제공할 수 있습니다.지구 화학자와 화성 암석학자들은 현미경 관찰과 다양한 화학적 미세 분석 기술을 사용하여 용융 혼입물로부터 다양한 독특한 정보를 얻을 수 있습니다.멜트 인크루전 H2O 및 CO2 함량, 양면 FTIR 마이크로 투과율, [9] 단면 FTIR 마이크로 반사율, [10] 라만 분광법, [11] 마이크로 온도계, [12] 2차 이온 질량 분석법을 포함한 주요, 부차 및 미량 원소 분석에 사용되는 다양한 기술이 있다,레이저 절제-유도 결합 플라즈마 질량 분석(LA-ICPMS)주사 전자 현미경(SEM) 및 전자 마이크로프로브 분석(EMPA).[13]용융물 포함 내부에 증기 기포가 존재하는 경우 용융물 [14]포함의 총 휘발성 예산을 재구성할 때 증기 기포 분석을 고려해야 합니다.

미소 온도계

미세 온도 측정은 용융물을 원래 용융물 온도로 재가열한 후 신속하게 담금질하여 용융물 [15]내에 원래 포함되었을 수 있는 딸 광물 또는 증기 기포가 없는 균질 유리상을 형성하는 과정입니다.

현미경 장착 고온 단계 가열

단계 가열은 현미경에 장착된 스테이지에서 용융물을 가열하여 헬륨 가스(Vernadsky 스테이지)[16][17] 또는 아르곤 가스(Linkam TS1400XY)[18] 중 하나를 스테이지 위로 흐르게 한 후 용융물이 원래의 용융물 온도에 도달한 후 급랭하여 균질 유리상을 형성하는 공정입니다.가열 단계를 사용하면 원래의 [19]용융 온도로 재가열될 때 용융 인클로저의 위상 변화를 관찰할 수 있습니다.

하나의 대기 수직 용해로

이 프로세스를 통해 하나 이상의 용융물을 용해로에서 원래의 용융 온도로 일정한 압력으로 유지한 후 물에서 빠르게 담금질하여 균질 유리상을 [20]생성할 수 있습니다.

푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)

FTIR은 용해 [10][21]포함물을 포함한 모석학에 따라 각 종의 파장과 관련된 HO 및2 CO에2 대한 흡수(또는 소멸) 계수를 결정하기 위해 용해 포함물의 유리 위상의 한 지점에 초점을 맞춘 적외선 레이저를 사용하는 분석 방법입니다.

라만 분광학

라만 분광법은 HO 및 CO와2 같은2 휘발성의 라만 진동대와 관련된 파장을 식별하기 위해 용융[22][23] 인클로저의 유리 위상 또는 용융 인클로저에 포함될 수 있는 증기[24] 버블에 초점 레이저를 사용한다는 점에서 FTIR과 유사합니다.라만 분광법은 용융물 [11]내에 충분히 높은 농도로 존재하는 경우 증기 거품에 포함된 CO의 밀도를2 결정하는 데 사용될 수도 있습니다.

2차 이온 질량 분석(SIMS)

SIMS는 이온 16빔(O− 또는+ Cs)을 멜트 인클로저에 조준하여 휘발성 및 미량 원소 농도를 결정하여 질량 분석기로 [25]측정할 수 있는 2차 이온을 생성하는 데 사용됩니다.

레이저 절제 유도 결합 플라즈마 질량 분석(LA-ICPMS)

LA-ICP-MS는 주요 원소와 미량 원소를 결정할 수 있지만, LA-ICPMS를 사용하면 용융물과 용융물 내의 모든 동반 물질이 이온화되어 용융물을 파괴한 다음 질량 [26][27]분석기로 분석합니다.

주사전자현미경(SEM)

스캔 전자 현미경은 딸 광물 또는 증기 기포를 확인하고 용융 혼입 [4]분석을 위해 선택해야 하는 최상의 기법을 결정하는 데 사용될 수 있기 때문에 위의 분석 전에 원래 재료의 손실을 초래할 수 있는 유용한 도구입니다.

전자 마이크로프로브 분석(EPMA)

전자 마이크로프로브 분석은 용융 혼입물의 주요 및 부성분 분석에 어디에나 있으며 용융 혼입물 및 페노크라이스트 호스트의 [28]부모 마그마 유형을 결정하는 데 사용되는 산화물 농도를 제공합니다.

X선 현미경 검사

용융물 포함은 X선 마이크로토모그래피를 [29]사용하여 3차원으로 영상화되었습니다.이 방법은 가시광선 현미경을 사용하는 것보다 더 정확하게 용융물에 존재하는 다른 위상의 치수를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.

해석

휘발성 농도

용융 혼입물은 마그마 시스템의 역사에 존재했던 마그마의 구성, 구성 진화 및 휘발성[14] 성분을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.이는 용융물 포함물이 후응고 [4]결정화와 같은 이후 공정에 의해 수정되기 전에 결정을 둘러싼 주변 용융물을 격리하고 보존하는 작은 압력 용기 역할을 하기 때문입니다.용해 포함물이 다양한 압력(P)과 온도(T)에서 형성된다는 점을 고려할 때, 그들은 또한 깊이의 포획 조건(P-T)과 화산 [21]폭발을 일으키는 휘발성 성분(HO2, CO2, S, Cl 및 F)에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

증기 거품

올리빈 결정에서 나오는 증기 거품을 동반한 용융 혼입물.1992년 니카라과 세로 네그로 화산 폭발 관련 화산재 수집
투과광에서 본 멜트 인클로저의 애니메이션.

증기 버블의 존재는 증기 버블이 원래 [16][30]용융물에 의해 샘플링된 용융물에 상당한 비율의 HO와22 CO를 포함할 수 있다는 점을 고려할 때 분석을 위한 추가 구성 요소를 추가합니다.만약 증기 거품이 주로 CO로2 구성되어 있다면,[31][11] 라만 분광법을 사용하여 존재하는 CO의2 밀도를 결정할 수 있습니다.

주, 부, 미량 원소 농도

주요 및 부차 원소 농도는 일반적으로 EPMA를 사용하여 결정되며 일반적인 원소 조성은 Si, Ti, Al, Cr, Fe, Mn, Mg, Ca, Ni, Na, K, P, P, Cl, F 및 [32]S를 포함합니다. 이러한 주요 및 부차 원소와 관련된 산화물 농도에 대한 지식은 부모 마그마의 구성을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.용해 포함 및 페노크라이스트 호스트.[28]

미량 원소 농도는 SIMS 분석을 통해 측정할 수 있으며, 경우에 따라 분해능은 1ppm [33]이하입니다.LA-ICPMS 분석을 사용하여 미량 원소 농도를 결정할 수도 있지만, SIMS에 비해 낮은 분해능은 1ppm [5]이하의 낮은 농도를 결정하지 못합니다.

역사

1858년에 헨리 클리프톤 소비는 [34]결정에 포함된 미세한 용융물을 기록한 최초의 사람이었습니다.용융물 포함에 대한 연구는 최근 정교한 화학 분석 기술의 개발에 의해 주도되고 있습니다.구소련의 과학자들은 제2차 [35]세계 대전 이후 수십 년 동안 용융 혼입물에 대한 연구를 이끌었고, 현미경으로 용융 혼입물을 가열하는 방법을 개발하여 변화를 직접 관찰할 수 있었습니다.A.T. 앤더슨은 깊이에서 [36]마그마의 초기 휘발성 농도를 결정하기 위해 하와이 킬라우에아 화산의 현무암 마그마에서 나온 용융물의 포함 분석을 탐구했습니다.

참고 항목

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외부 링크