개별적인 지르콘 결정체에 남아 있는 규질 마그마 저장소의 급속 냉각 및 냉장 보관
지르콘과 같은 광물은 화산 폭발 전에 마그마의 보관 조건을 남길 수 있습니다. 이 과학 논문에서 저자는 전통적인 238U-230Th 연대 측정 기법(반경이 큰 SIMS 사용)을 뉴질랜드 타우포 초화산 단지에서 얻은 지르콘 7개의 리튬(및 REE) 농도 프로파일과 결합시켜 마그마 저장 조건을 확인하였습니다. 지르콘은 자신의 일생 중 90% 이상을 거의 결정질로 분출할 수 없는 깊은 마그마 저장소에서 보냈습니다. 지르콘은 결국 더 뜨겁고, 더 얕으며, 분출할 수 있는 마그마 덩어리로 이동하여 그 곳에서 분출될 때까지 불과 수십 년에서 수백 년을 보냈습니다. 그 결과 큰 열 변동이 있는 마그마 시스템에 대한 2단계 모델이 제시됩니다.
여기에서 NanoSIMS는 스폿 크기가 500 또는 1000nm인 16keV/1nA O 일차 이온빔을 사용하여 미량 원소의 라인 스캔을 획득하는 데 사용되었습니다. 뛰어난 감도(ppb 수준까지의 리튬)와 결합된 서브마이크론 측면 분해능 덕분에 모델 확산 프로파일을 비교하고 피팅할 수 있게 합니다. 기록된 REE와의 상관 관계가 발견되지 않았습니다. 각 지르콘에 대해 2 라인 스캔이 멀티 콜렉션 모드에서 기록되었습니다. 먼저 경원소, 즉 6Li+, 7Li+, 30Si+, 48Ti+, 48Ti16O+, 89Y+, 92Zr+, 그리고 그 다음 30Si+, 89Y+, 142Nd+, 152Sm+, 164Dy+, 174Yb+, 및 180Hf+가 기록되었습니다.
지르콘 결정 G20 전체의 리튬 및 이트륨 농도 프로파일과 높은 Li 피크의 확산 모델링.
(A) 노란색 원으로 표시된 238U-230Th 연대 스폿 위치가 있는 광택 지르콘 내부의 음극선 발광 이미지. 밝기와 대비는 조정되었습니다. 무광 표면의 연대 역시 표시됩니다. 미량 원소 트래버스 위치는 적색(경원소) 및 파란색(중원소) 화살표로 표시됩니다. kyr,수천년.
(B) 트래버스에서 리튬 [red squares, parts per billion (ppb)] 및 이트륨 [black circles, parts per million (ppm)]의 NanoSIMS 농도 측정은 (A)에 빨간색으로 표시됩니다. 모델링된 피크 위치는 라벨링된 검은색 박스로 표시됩니다. 상단의 노랑색 막대는 연대 분석의 트래버스에 따른 위치를 나타내며 표면 연대는 결정체 가장자리에 5mm 영역으로 표시됩니다. 오류 막대, 1s.
(C 및 D) 모델링된 각 피크에 대한 Li 확산 프로파일. 빨간색 사각형은 1s 포아송 불확실성으로 측정된 Li 농도를 나타냅니다. 모델링된 초기 단계 함수는 파란색 점선으로 표시되고 700°C에서 모델링된 확산 프로파일의 최적 확산 시간(검은색), 100년(녹색), 1,000년(빨간색)은 점선으로 표시됩니다.
출처: Rapid cooling and cold storage in a silicic magma reservoir recorded in individual crystals. Allison E. Rubin, Kari M. Cooper, Christy B. Till, Adam J. R. Kent, Fidel Costa, Maitrayee Bose, Darren Gravley, Chad Deering, Jim Cole. SCIENCE 356, 2017년 6월 16일