精确的火山灰地球化学分析是研究火山喷发对环境影响的关键。
在这一研究领域，重要的是对熔体包裹体的研究，熔体包裹体是指直径小于或等于 10μm 的微小岩浆囊，它被包裹在当岩浆从地壳深处从火山喷出时所形成的晶体中。上升的岩浆逐渐释放出氟、氯和硫等挥发性元素，形成对大气有害的气体。通过比较最早捕获的包裹体（反映原始的岩浆成分）和岩浆在喷发冻结时形成的玻璃状物（其最终挥发性成分）中的挥发性浓度，可以估算出释放的气体量。
研究火山灰中的熔体包裹体需要使用极低束流的 EPMA，因为这些玻璃状材料在分析过程中可能会发生化学变化（主要是钠的损失），尤其是小区域内的化学变化。
苏格兰爱丁堡大学（University of Edinburgh）的 Chris Hayward 和他的团队在小束流（3μm）下进行了 EPMA 测量，在一次分析中使用了三个独立的束流，这确保了钠和钾保留在分析体积内。
上图：
2010 年，冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山喷发时形成的火山灰颗粒斜长石晶体中的熔体包裹体（圆形蓝色区域）。X 射线图显示了晶体和玻璃状物中的钙浓度。晶体周围是岩浆在喷发过程中被淬灭的玻璃状物。
下表：
使用 3μm 束直径（平均 27 个点）对 Mount Edziza sheep-track 火山灰进行 EPMA 定量分析的数据。
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SiO2
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TiO2
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Al2O3
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FeO |
MnO
|
MgO
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CaO
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Na2O |
K2O |
P2O5 |
总计
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平均值（重量 %)
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62.06 |
0.25 |
18.11
|
4.49 |
0.14
|
0.12
|
1.07 |
8.34 |
5.41 |
0.03 |
100.04 |
1σ 标准偏差
|
0.81 |
0.01 |
0.62 |
0.30 |
0.02
|
0.03
|
0.09 |
0.72 |
0.22 |
0.01 |
|
DL (ppm)
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100 |
|
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238
|
261
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532 |
|
88 |
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延伸阅读：
Hayward C.无需光束诱导的化学修饰即可进行的特弗拉斯和熔体包裹体的高空间分辨率电子探针显微分析。全新世2012; 22：119–25。
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0959683611409777
Gudmundsson MT，Thoordarson T，Hoskuldsson A等。冰岛Eyjafjallajökull火山爆发2010年4月至5月的灰分生成和分布。 Sci Rep 2012; 2：572。
https://www.nature.com/articles/srep00572