実験岩石学

実験岩石学は、岩石とその構成物質の物理的および化学的挙動を実験的に決定することに関する研究分野です。 ^[1] 地球深部のプロセスを直接観察または測定する方法がないため、地球化学者は実験岩石学に頼って定量的な値と関係を確立し、地球深部のモデルを構築します。実験岩石学は、人工マグマを作成して結晶化挙動を測定することから、さまざまな圧力/温度条件での鉱物の再結晶化を観察することまで多岐にわたります。

実験によって方法は異なりますが、一般的には、ダイヤモンドアンビルセルなどの高圧と高温を生成および維持できる装置で合成岩石またはマグマ（問題の岩石/システムの化学を再現するために酸化物の混合物から作成されたもの）を評価する手順が含まれます。一般的に、封入カプセルはダイヤモンドやプラチナ/金合金などの比較的反応性が低いものが理想的です。^[2]

実験的火成岩岩石学は、実験的岩石学のサブセットであり、深部におけるマグマとそれに関連する火成岩の挙動を定量化することに関係しています。標準的な手順では、通常、合成マグマ (多くの場合、現実世界の類似物に相当) を作成し、それを目標温度まで冷却します。結晶化後、生成物が分析されます。対象となる品質には、鉱物の集合 (どの鉱物が結晶化したか、その量)、鉱物の化学、液体 (合成マグマ ベースの残りの部分) の組成が含まれます。

平衡結晶化研究は、出発液体が完全に結晶化するまで冷却する研究です。これは、特定の P/T 条件下での組成の「平衡状態」と見なされます。平衡結晶化に対する批判には、現実世界のシステムは結晶化中に静止することはほとんどなく、したがって適切に平衡化することはできないという観察が含まれます。

分別結晶化研究は、実験岩石学におけるごく最近の傾向であり、堆積層が形成されるシナリオにおけるマグマの進化をより正確に描写する方法として人気が高まっています。分別結晶化研究では、開始液体を小さな温度ステップ（たとえば 30 °C）で冷却します。^[2] 各温度ステップで、平衡結晶化の場合と同様に、内容物を取り出して分析します。その後、前のステップからの残留液体に対応する新しい液体を合成し、加熱してから、別の冷却ステップにかけます。この段階的なアプローチの目的は、結晶化の新しい間隔がそれぞれ親マグマの化学的性質にどのように影響するか、そして、将来の結晶化ステップの挙動を調べることです。このようにして、時間の経過とともにゆっくりと冷却され結晶化するマグマ体の挙動を調べることができます。

• 岩石学
• 火成岩学
• 岩石を積む