Abstrak
Feldspar plagioklas adalah mineral yang ditemukan di mana-mana di benda-benda angkasa seperti Bumi, Bulan, Mars, asteroid beku besar seperti Vesta, banyak akondrit, dan setiap kelas meteorit kondritik. Karena semua benda angkasa padat berpotensi mengalami benturan kecepatan tinggi, memahami respons guncangan plagioklas memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang sejarah geologi benda-benda angkasa. Studi ini menyelidiki respons andesin dan bytownit terhadap gelombang kejut bertekanan tinggi menggunakan mikro-XRD dan Raman. Empat belas sampel andesin dan 11 sampel bytownit, yang sebelumnya telah diguncang hingga mencapai tekanan puncak 0–56 GPa, diperiksa. Mikro-XRD mengungkapkan tanda-tanda karakteristik kerusakan guncangan, termasuk intensitas difraksi yang melemah dan sinyal latar belakang yang meningkat, yang mencerminkan keruntuhan struktural di bawah tekanan tinggi. Batuan yang mengandung andesin menunjukkan permulaan amorfisasi pada 28,4–29,6 GPa, berkembang menjadi amorfisasi lengkap pada 47,5–50 GPa. Batuan yang mengandung bytownite menunjukkan tren serupa tetapi dengan ambang tekanan yang lebih tinggi: amorfisasi parsial terjadi pada 25,5–27,0 GPa, dan amorfisasi lengkap pada 38,2–49 GPa. Untuk mengukur tingkat guncangan yang dialami oleh mineral plagioklas, kami mengukur Lebar Penuh pada Setengah Maksimum (FWHMχ) cincin Debye (dari gambar XRD 2D) untuk sampel pada berbagai tingkat guncangan. Kami membuat model regresi linier antara ΣFWHMχ dan tekanan guncangan puncak untuk andesin (0–28,4 GPa) dan bytownite (0–25,5 GPa) menggunakan data dari sampel yang tetap berbentuk kristal. Model ini sangat efektif untuk tingkat guncangan rendah, sementara Raman lebih efektif pada tekanan guncangan yang lebih tinggi. Hubungan kuantitatif ini menyediakan alat yang berharga untuk menilai riwayat guncangan yang tercatat dalam mineral plagioklas.
Poin-poin Utama
- Spektroskopi Mikro-XRD/Raman/Inframerah mendeteksi permulaan dan penyelesaian amorfisasi plagioklas dalam rentang tekanan yang sebanding
- Korelasi regangan-tekanan kejut dalam andesin (0–28,4 GPa) dan bytownit (0–25,5 GPa) memungkinkan kuantifikasi tingkat kejut rendah
- Micro-XRD unggul dalam mengevaluasi analisis guncangan plagioklas tekanan rendah dan Raman lebih baik untuk mendeteksi fase amorf minor
Ringkasan Bahasa Sederhana
Studi ini meneliti apa yang terjadi pada jenis mineral plagioklas tertentu ketika mineral tersebut ditempatkan di bawah tekanan yang berbeda dari 0 hingga 560.000 kali tekanan atmosfer normal. Kami menggunakan difraksi sinar-X dan teknik spektroskopi untuk melihat bagaimana struktur mineral ini berubah dengan meningkatnya tekanan. Baik metode difraksi sinar-X maupun spektroskopi menunjukkan bahwa kristal plagioklas berubah menjadi keadaan tidak teratur seperti kaca pada tekanan yang sama. Hal ini sesuai dengan apa yang telah ditunjukkan oleh eksperimen kejut lainnya di masa lalu. Akan tetapi, kami melihat bahwa sementara difraksi sinar-X dapat membedakan antara berbagai tingkat kejut pada mineral plagioklas pada tekanan yang lebih rendah, metode spektroskopi tidak dapat melakukannya. Dengan menggunakan teknik sinar-X, kami menemukan cara untuk mengukur seberapa banyak struktur plagioklas berubah dan menghubungkannya dengan tekanan beban yang dialaminya. Hal ini membantu memahami bagaimana batuan dipengaruhi oleh tekanan ekstrem, yang berguna untuk mempelajari batuan baik di Bumi maupun benda-benda planet lainnya. Terakhir, kami menemukan bahwa tidak semua bagian mineral bereaksi dengan cara yang sama terhadap kejut benturan. Beberapa bagian, dengan batas butiran yang lebih banyak, lebih kuat dan tahan terhadap deformasi akibat tekanan. Batas butiran mineral, karena sifat fisik yang kontras dan potensi pantulan/refraksi gelombang serta hamburan, kemungkinan mengganggu perambatan gelombang kejut dan amorfisasi.
