QEMSCAN as a Method of Semi-Automated Crystal Size Distribution Analysis: Insights from Apollo 15 Mare Basalts
QEMSCAN as a Method of Semi-Automated Crystal Size Distribution Analysis: Insights from Apollo 15 Mare Basalts
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QEMSCAN 作为半自动晶体尺寸分布分析方法：来自阿波罗 15 号马雷玄武岩的见解
DOI：
10.1093/petrology/egaa047
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发表时间：
2020
影响因子：
3.9
通讯作者：
Bell S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bell S
晶体大小分布分析是一种非破坏性的定量方法，可以深入了解岩浆的结晶历史。传统的晶体尺寸分布数据收集需要从数字图像中手动跟踪样品中的晶体边界。虽然这种手动方法只需要最少的设备来执行，但这个过程通常是时间密集型的。在这项研究中，我们研究了使用扫描电子显微镜(QEMSCAN)软件进行半自动晶粒度分布分析的可行性。采用手工和QEMSCAN晶粒度分布数据采集方法对阿波罗15号玄武岩的4个薄片进行了分析。在大多数情况下，我们观察到QEMSCAN方法生成的晶粒度分布图与人工数据相比存在偏差，导致计算的晶体停留时间和成核密度不同。产生差异的原因有两方面：(1)QEMSCAN软件中的接触粒子处理器容易将重叠的细长晶体分割成多个较小的晶体；(2)这种细长晶体的分割导致QEMSCAN和手动数据之间对真实3D晶体习性的估计不同。QESMCAN数据的可靠性似乎是晶体织构和平均晶体形状的函数，这两者都影响着接触式粒子处理器的性能。尽管有这些限制，QEMSCAN能够在相当短的时间内生成与手动方法大致相似的晶体尺寸分布图的总体趋势。如果需要准确的晶体尺寸分布来计算晶体停留时间或成核密度，我们建议仅在仔细考虑样品纹理和平均晶体形状的适宜性后才使用QEMSCAN。
Crystal size distribution analysis is a non-destructive, quantitative method providing insights into the crystallization histories of magmas. Traditional crystal size distribution data collection requires the manual tracing of crystal boundaries within a sample from a digital image. Although this manual method requires minimal equipment to perform, the process is often time-intensive. In this study we investigate the feasibility of using the Quantitative Evaluation of Minerals by SCANing electron microscopy (QEMSCAN) software for semi-automated crystal size distribution analysis. Four Apollo 15 mare basalt thin sections were analysed using both manual and QEMSCAN crystal size distribution data collection methods. In most cases we observe an offset between the crystal size distribution plots produced by QEMSCAN methods compared with the manual data, leading to differences in calculated crystal residence times and nucleation densities. The source of the discrepancy is two-fold: (1) the touching particles processor in the QEMSCAN software is prone to segmenting overlapping elongate crystals into multiple smaller crystals; (2) this segmentation of elongate crystals causes estimates of true 3D crystal habit to vary between QEMSCAN and manual data. The reliability of the QESMCAN data appears to be a function of the crystal texture and average crystal shape, both of which influence the performance of the touching particles processor. Despite these limitations, QEMSCAN is able to produce broadly similar overall trends in crystal size distribution plots to the manual approach, in a considerably shorter time frame. If an accurate crystal size distribution is required to calculate crystal residence time or nucleation density, we recommend that QEMSCAN should only be used after careful consideration of the suitability of the sample texture and average crystal shape.
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