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EBSD,EPMA,XRDを組み合わせた近代的海底熱水煙突の内部構造の調査
Investigation of the Internal Structure of a Modern Seafloor Hydrothermal Chimney With a Combination of EBSD, EPMA, and XRD.
PMID: 32431264 DOI: 10.1017/S1431927620001580.
抄録
PACMANUS熱水フィールドのサタニックミルズチムニー(Samanic Mills Chimney)の海底大規模硫化物チムニーから採取した試料を用いて、このゾーンの内部マクロ構造とミクロ構造,存在する相,金属の分布を調査した。電子プローブマイクロアナリシス,電子後方散乱回折,X線回折を組み合わせて使用した。マクロスケールでは、煙突壁のこのゾーンは多孔質であり、主にスファレアイトで構成され、マイナーなカルコパイライト,パイライト,およびウルツァイトを取り囲んでいる。微生物起源の可能性のあるPb-Asスルホサルト層が、スファレライトマトリックスの外縁部、気孔の隣に存在しています。スファラライトは直径300μmの球状に成長しています。マイクロスケールでは、スフェラーライトはコロフォーム状のテクスチャーと、中央の細粒領域が粗粒領域に囲まれているか、または粗粒のみが放射状に広がっているかのいずれかからなる二重構造を特徴としている。コロフォーム状のスファラライトでは、PbとAsに富むバンドが検出され、スファラライトとカルコパイライトの両方の結晶で成長双晶が観察された。典型的なグロビュールの成長について、核生成,結晶成長,溶質再分配を含めて定性的に説明する。
Samples from the sphalerite-dominated zone of a seafloor massive sulfide chimney, the Satanic Mills Chimney of the PACMANUS hydrothermal field, have been investigated to determine the internal macrostructure and microstructure of this zone, the phases present, and the distribution of metals. A combination of electron probe microanalysis, electron backscattered diffraction, and x-ray diffraction has been used. At the macroscale, this zone of the chimney wall is heavily porous and is comprised primarily of sphalerite, enclosing minor chalcopyrite, pyrite, and wurtzite. A Pb-As sulfosalt layer of possible microbial origins is present at the outer edge of the sphalerite matrix, next to a pore. The sphalerite has grown in globules on the order of 300 μm in diameter. At the microscale, the sphalerite features a colloform texture and a duplex-type grain structure consisting of either fine-grain regions in the center surrounded by coarse-grained regions or radiating coarse grains only. Pb- and As-rich bands have been detected in the colloform sphalerite, and growth twins have been observed in both the sphalerite and chalcopyrite crystals. A qualitative description of the growth of a typical globule is given, including nucleation, crystal growth, and solute redistribution.