Electron backscatter diffraction in the study of microdeformations in zircon grains from meteorite craters: methodological aspects

封面

如何引用文章

全文:

详细

   Subject of Research. Methodological aspects of sample preparation and electron backscatter diffraction (EBSD) in the study of microdeformations in zircon grains.   Objects and Methods. Fragments of impactites from shock-metamorphosed rocks of the Vredefort (South Africa) and Kara (Pay-Khoy Ridge, Yugorsky Peninsula, Russia) impact craters were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and electron backscatter diffraction.   Results. The identification of zircon grains with specific microdeformations requires high-spatial-resolution (tens of nanometers) examination of large polished rock surfaces, which demands significant instrument time. To reliably detect microdeformations in zircon, the following methodological challenges were addressed: (1) analyzing the influence of Electron Backscatter Diffraction Pattern (EBSP) imaging conditions at different beam accelerating voltages (10, 20, and 29 kV) on the signal-to-noise ratio, spatial resolution, and Kikuchi band width; (2) comparing zircon grain orientation maps obtained at different voltages; (3) developing an algorithm for mineral identification and microdeformation finding; and (4) validating the methodology on zircon grains from the Vredefort and Kara impact craters.   Conclusions. The sample preparation methodology for EBSD analysis was refined, and methods for processing EBSD data to improve Kikuchi diffraction pattern indexing were explored. The efficiency of detecting and analyzing shock-metamorphosed zircon grains using scanning electron microscopy was enhanced through optimized electron imaging and EBSD mapping conditions. An algorithm for mineral identification in thin sections (rock slices) was developed. The methodology was validated on a series of 50 thin sections from the Kara and Vredefort impactites, resulting in the identification of 436 zircon grains, including all known types of zircon microdeformations.

作者简介

A. Davletshina

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

Email: alina.davl@yandex.ru

N. Chebykin

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

D. Zamyatin

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

参考

  1. Фельдман В.И. (2018) Импактитогенез. (Ред. Л.И. Глазовская). М.: КДУ; Университетская книга, 154 с.
  2. Bohor B.F., Betterton W.J., Krogh T.E. (1993) Impact-shocked zircons: Discovery of shock-induced textures reflecting increasing degrees of shock metamorphism. Earth Planet. Sci. Lett., 119(3), 419-424.
  3. Cavosie A.J., Erickson T.M., Timms N.E., Reddy S.M., Talavera C., Montalvo S.D., Moser D. (2015) A terrestrial perspective on using ex situ shocked zircons to date lunar impacts. Geology, 43(11), 999-1002.
  4. Cavosie A.J., Quintero R.R., Radovan H.A., Moser D.E. (2010) A record of ancient cataclysm in modern sand: Shock microstructures in detrital minerals from the Vaal River, Vredefort Dome, South Africa. Bulletin, 122(11-12), 1968-1980.
  5. Cavosie A.J., Timms N.E., Ferrière L., Rochette P. (2018) FRIGN zircon – The only terrestrial mineral diagnostic of high-pressure and high-temperature shock deformation. Geology, 46(10), 891-894.
  6. Chinchalkar N.S., Osinski G.R., Erickson T.M., Cayron C. (2024) Zircon microstructures record high temperature and pressure conditions during impact melt evolution at the West Clearwater Lake impact structure, Canada. Earth Planet. Sci. Lett., 636, 118714.
  7. Corfu F., Hanchar J.M., Hoskin P.W., Kinny P. (2003) Atlas of zircon textures. Rev. Miner. Geochem., 53(1), 469-500.
  8. Erickson T.M., Pearce M.A., Reddy S.M., Timms N.E., Cavosie A.J., Bourdet J., Nemchin A.A. (2017) Microstructural constraints on the mechanisms of the transformation to reidite in naturally shocked zircon. Contrib. Miner. Petrol., 172, 1-26.
  9. Erickson C.A., Wink L.K., Ray B., Early M.C., Stiegelmeyer E., Mathieu-Frasier L., McDougle C.J. (2013) Impact of acamprosate on behavior and brain-derived neurotrophic factor: An open-label study in youth with fragile X syndrome. Psychopharmacology, 228, 75-84.
  10. Finch R.J., Hanchar J.M. (2003) Structure and chemistry of zircon and zircon-group minerals. Rev. Miner. Geochem., 53(1), 1-25.
  11. French B.M. (1998) Traces of catastrophe: A handbook of shock-metamorphic effects in terrestrial meteorite impact structures (No. LPI-Contrib-954).
  12. Kovaleva E., Zamyatin D.A. (2021) Revealing microstructural properties of shocked and tectonically deformed zircon from the Vredefort impact structure: Raman spectroscopy combined with SEM microanalyses.
  13. Leroux H., Reimold W.U., Koeberl C., Hornemann U., Doukhan J.C. (1999) Experimental shock deformation in zircon: A transmission electron microscopic study. Earth Planet. Sci. Lett., 169(3-4), 291-301.
  14. Moser D.E., Cupelli C.L., Barker I.R., Flowers R.M., Bowman J.R., Wooden J., Hart J.R. (2011) New zircon shock phenomena and their use for dating and reconstruction of large impact structures revealed by electron nanobeam (EBSD, CL, EDS) and isotopic U–Pb and (U–Th)/He analysis of the Vredefort dome. Canad. J. Earth Sci., 48(2), 117-139.
  15. Timms N.E., Erickson T.M., Pearce M.A., Cavosie A.J., Schmieder M., Tohver E., Wittmann A. (2017) A pressure-temperature phase diagram for zircon at extreme conditions. Earth-Sci. Rev., 165, 185-202.
  16. Timms N.E., Reddy S.M., Healy D., Nemchin A.A., Grange M.L., Pidgeon R.T., Hart R. (2012) Resolution of impact‐related microstructures in lunar zircon: A shock‐deformation mechanism map. Meteor. Planet. Sci., 47(1), 120-141.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Davletshina A.A., Chebykin N.S., Zamyatin D.A., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».