Petrologia eksperymentalna
Petrologia eksperymentalna to dziedzina badań zajmująca się eksperymentalnym określaniem fizycznego i chemicznego zachowania skał i ich składników. Ponieważ nie ma możliwości bezpośredniej obserwacji lub pomiaru procesów zachodzących w głębi ziemi, geochemicy polegają na petrologii eksperymentalnej w celu ustalenia ilościowych wartości i relacji w celu skonstruowania modeli głębokiej ziemi. Petrologia eksperymentalna może obejmować tworzenie sztucznych magm w celu pomiaru zachowania krystalizacji do obserwacji rekrystalizacji minerałów w różnych warunkach ciśnienia / temperatury.
Metodologia
Chociaż metodologia różni się w zależności od eksperymentu, generalnie procedura obejmuje ocenę syntetycznej skały lub magmy (utworzonej z mieszanki tlenków w celu odtworzenia chemii danej skały/systemu) w aparacie zdolnym do wytworzenia i utrzymania wysokich ciśnień i temperatur jak diamentowa komórka kowadełka . Ogólnie rzecz biorąc, idealnie jest, jeśli otaczająca kapsułka jest stosunkowo niereaktywna, na przykład ze stopów diamentu lub platyny/złota.
Eksperymentalna petrologia magmowa
Eksperymentalna petrologia magmowa to podzbiór petrologii eksperymentalnej zajmujący się ilościowym określaniem zachowania magmy i związanych z nią skał magmowych na głębokości. Standardowa procedura obejmuje na ogół tworzenie syntetycznej magmy (często odpowiadającej analogowi ze świata rzeczywistego), która jest następnie schładzana do temperatury docelowej. Po krystalizacji produkty są analizowane - interesujące właściwości obejmują zbiór minerałów (które minerały skrystalizowały i ile), chemię minerałów i skład cieczy (pozostałość syntetycznej bazy magmy).
Krystalizacja równowagi
Badania krystalizacji równowagowej to takie, w których ciecz wyjściowa jest schładzana do pełnej krystalizacji. Przyjmuje się, że jest to „stan równowagi” kompozycji w tych szczególnych warunkach P/T. Krytyka krystalizacji równowagowej obejmuje obserwację, że uważa się, że systemy świata rzeczywistego rzadko siedzą nieruchomo podczas krystalizacji, a zatem nie byłyby w stanie odpowiednio się zrównoważyć.
Krystalizacja frakcyjna
Badania krystalizacji frakcyjnej reprezentują dość nowy trend w petrologii eksperymentalnej, zyskując popularność jako sposób na dokładniejsze zobrazowanie ewolucji magmy w scenariuszach, w których budowana jest warstwa kumulowana . W nich ciecz wyjściowa jest chłodzona małymi skokami temperatury (np. 30°C). W każdym stopniu temperaturowym zawartość usuwa się i analizuje jako krystalizację równowagową. Następnie nowa ciecz odpowiadająca cieczy resztkowej z poprzedniego etapu jest syntetyzowana, podgrzewana, a następnie poddawana kolejnemu etapowi chłodzenia. Celem tego stopniowego podejścia jest zbadanie, w jaki sposób każdy nowy okres krystalizacji wpływa na chemię macierzystej magmy, a tym samym na zachowanie przyszłych etapów krystalizacji. W ten sposób możliwe jest zbadanie zachowania się ciała magmy, które powoli ochładza się i krystalizuje w czasie.