Experimentell petrologi
Experimentell petrologi är det forskningsområde som syftar till att experimentellt bestämma det fysiska och kemiska beteendet hos bergarter och deras beståndsdelar. Eftersom det inte finns något sätt att direkt observera eller mäta djupa jordprocesser, litar geokemister på experimentell petrologi för att fastställa kvantitativa värden och samband för att konstruera modeller av den djupa jorden. Experimentell petrologi kan sträcka sig från att skapa artificiell magma för att mäta kristallisationsbeteende till att observera omkristallisering av mineraler vid varierande tryck-/temperaturförhållanden.
Metodik
Även om metodiken varierar från experiment till experiment, innebär förfarandet i allmänhet att utvärdera en syntetisk sten eller magma (skapad från en blandning av oxider för att replikera kemin hos bergarten/systemet i fråga) i en apparat som kan skapa och upprätthålla höga tryck och temperaturer såsom en diamantstädcell . I allmänhet är det idealiskt om den omslutande kapseln är relativt icke-reaktiv, såsom diamant eller platina/guldlegeringar.
Experimentell magmatisk petrologi
Experimentell magmatisk petrologi är den delmängd av experimentell petrologi som handlar om att kvantifiera beteendet hos magma och deras associerade magmatiska bergarter på djupet. Standardprocedur innefattar i allmänhet skapandet av en syntetisk magma (ofta motsvarande en verklig analog) som sedan kyls till en måltemperatur. Efter kristallisering analyseras produkterna - egenskaper av intresse inkluderar mineralsammansättning (vilka mineraler kristalliserade och hur mycket), mineralkemi och flytande (återstoden av den syntetiska magmabasen) sammansättning.
Jämviktskristallisation
Jämviktskristallisationsstudier är de där en utgångsvätska kyls tills den är helt kristallin. Detta antas vara "jämviktstillståndet" för kompositionen under dessa speciella P/T-förhållanden. Kritik av jämviktskristallisering inkluderar observationen att verkliga system tros sällan sitta stilla under kristallisering och därför inte skulle kunna balansera ordentligt.
Fraktionerad kristallisation
Studier av fraktionerad kristallisation representerar en ganska ny trend inom experimentell petrologi, som vinner popularitet som ett sätt att mer exakt avbilda magmautveckling i scenarier där ett ackumulerat lager byggs. I dem kyls en startvätska i små temperatursteg (t.ex. 30 °C). Vid varje temperatursteg avlägsnas innehållet och analyseras som vid jämviktskristallisation. Därefter syntetiseras en ny vätska motsvarande restvätskan från föregående steg, värms upp och utsätts sedan för ytterligare ett kylningssteg. Syftet med detta stegvisa tillvägagångssätt är att undersöka hur varje nytt kristallisationsintervall påverkar modermagmans kemi och därmed beteendet hos framtida kristallisationssteg. På ett sådant sätt är det möjligt att undersöka beteendet hos en magmakropp när den långsamt svalnar och kristalliseras över tiden.