Página realizada por Susanne Griem-Klee
1. Descripción del objeto de estudio: Inclusiones fluidas
2. Importancia de las inclusiones fluidas
1. Descripción del objeto de estudio: Inclusiones fluidas
Las inclusiones fluidas son porciones pequeñas de líquido o de gas o de una mezcla de estas dos fases, que fueron atrapadas en minerales. Sus tamaños varían de unos décimos de micrómetros y unos cientos micrómetros de diámetros, raramente se puede encontrar inclusiones de diámetros de unos centímetros o decímetros. Los volúmenes de las inclusiones son diminutos, generalmente la suma de los volúmenes de todas las inclusiones de un mineral abarca menos de 1% del volumen total del mineral. Un cuarzo blanco por ejemplo, que alberga 1 × 109 inclusiones por 1cm3 y que presenta solo inclusiones individuales con diámetros de 1mm tiene un contenido en volatiles de 0,1% (según LEEDER et al. 1987).
Las formas de las inclusiones pueden ser isométricas, tubulares alargadas y con bordes rectilíneas - como cubos, prismas y pirámides. Tales formas corresponden con la estructura cristalina de los minerales, que albergan las inclusiones. Otras inclusiones son esféricas, ovales o irregularmente. Las inclusiones ocurren individualmente, en grupos característicos, en zonas o en masas a lo largo de superficies o planos en el cristal.
A temperaturas ambientales se puede encontrar inclusiones de todos los estados físicos (sólido, líquido, gaseoso), cuya calidad y cantidad depende de sus condiciones de formación.
A la temperartura de formación de una inclusión fluida compuesta de un liquido y de una burbuja de gas el liquido caliente ocupa completamente la cavidad en el mineral, que alberga la inclusión. Durante su enfriamiento el liquido reduce su volumen, mientras que el volumen de la cavidad se mantiene dando lugar a una burbuja de gas.
En primer lugar las limitaciones del método microtermométrico (determinación de la temperatura, de la presión, de la salinidad) están dadas por el tamaño de las inclusiones. El tamaño absoluto mínimo de una inclusión apropiada para el análisis termométrico varía entre 3 y 5 mm.
2. Importancia de las inclusiones fluidas
Las inclusiones fluidas atrapadas por minerales transparentes se pueden observar en una sección transparente a través de un micropolariscopio con luz transmitida. El estudio petrográfico de rocas y minerales con inclusiones fluidas permite discriminar las inclusiones primarias formadas durante la cristalización del mineral, que las hospeda, de las inclusiones secundarias formadas durante procesos posteriores o influidas por procesos posteriores a la cristalización del mineral. Las inclusiones fluidas primarias se forman bajo las condiciones magmáticas, las condiciones de fundidos tardimagmáticos-pegmatíticos, de fluidos pneumatolíticos o de soluciones hidrotermales, que generan asociaciones características de inclusiones.
En su mayoría los procesos naturales formadores de rocas son de larga duración y de múltiples fases. Bajo las condiciones fisico-químicas variándose durante la cristalización progresiva los minerales recién formados reaccionan con el magma madre, con la solución de partida y/o con los otros minerales asociados y del ambiente. En cualquier instante después de su formación efectos mecánicos, químicos y/o térmicos pueden influir, superponer o destruir las asociaciones minerales. Los mismos efectos también pueden afectar en forma unilateral y irreversible las asociaciones de inclusiones fluidas atrapadas en los minerales. De tal modo las inclusiones fluidas pueden recibir huellas características, que testimonian la influencia de tales procesos fisico-químicos secundarios en los minerales.
Debido a varias evidencias se supone, que las inclusiones fluidas han conservadas las propiedades químicas y físicas de las soluciones provenientes, y se consideran las inclusiones fluidas como muestras directas de las fases volatiles, que han circuladas por la litosfera durante el tiempo geológico. Los resultados de los estudios microtermométricos contribuyen a la caracterización de varios procesos naturales, que ocurren en la corteza terrestre y en que las inclusiones fluidas juegan un papel importante. Entre otros se refiere a los siguientes procesos:
Los dos siguientes métodos de estudios de las inclusiones fluidas se basan en la modificación de las relaciones de fases por influencia térmica: la termometría de homogeneización y la criometría. En general las modificaciones son reversibles y repetibles, y permiten controlar, si las inclusiones fuesen herméticamente cerradas desde su formación o no.
La microtermometría es el método de medir temperaturas correspondientes a transiciones de fases en inclusiones fluidas. Supuesto que la composición y la densidad del fluido atrapado en una inclusión no fuesen modificadas desde su formación se puede determinar su temperatura de homogeneización Th y su temperatura de fusión Tm.
El diagrama de presión en función de la temperatura ilustra la historia de una inclusión salinera después de su formación y su atrapamiento. Manteniendo un volumen constante el enfriamiento de la inclusión causa una diminución de la presión del fluido, lo que ilustra la sección de la curva desde el punto A al punto B. En el punto B1 se observa la formación de una burbuja de gas. El punto D marca las condiciones de temperatura y presión correspondientes a la inclusión saturada con respecto a uno de sus constituyentes. Al bajar más la temperatura dicho constituyente inicia a cristalizar. Las condiciones de temperatura y presión correspondientes están señaladas por el punto D1.
El análisis de las transiciones de fase a partir de inclusiones fluidas atrapadas en minerales se realiza a revés, partiendo de la temperatura ambiental .
Las relaciones de fases y algunos sistemas de fases se discute en:
Los análisis termométricos se realiza con un micropolariscopio equipado con una platina calentadora/enfriadora de 'Fluid Inc'. La platina calentadora/enfriadora se constituye de un termoelemento, conectado con una unidad de medición (Trendicator) y de una cámara metálica con una ventana de sílice, en que se introduce la muestra rocosa o mineral respectivamente. El micropolariscopio permite la observación de las transiciones de fase en las inclusiones fluidas. La unidad de medición controla el flujo de gas (nitrógeno o aire para enfriar la muestra y/o el objetivo) e indica la temperatura, en que se detiene el sistema observando una transición de fase.
La platina calentadora/enfriadora de Fluid Inc. está apropiada para muestras rocosas y minerales de aproximadamente 2 cm de diámetro y de espesores entre aproximadamente 0,8 mm a 0,5 mm. Las muestras deben ser altamente pulidas para lograr un análisis exitoso.
El estudio de las inclusiones fluidas permite determinar la temperatura de formación de minerales, que hospedan las inclusiones fluidas. En casos especiales también se obtiene la presión de formación correspondiente. Los minerales y sus inclusiones pueden pertenecer a asociaciones de minerales, típicas e indicativas para una mineralización. Por los estudios de las inclusiones fluidas se puede aclarar las condiciones genéticas de estas asociaciones de minerales prometedores para una mineralización y el origen de las soluciones mineralizadas.
En el caso de una distribución de minerales por zonas controlada por distintas fases (magmática, pneumatolítica, hidrotermal) el estudio de las inclusiones fluidas puede contribuir a la discriminación de estas fases, a la determinación de las condiciones de temperatura y la presión correspondientes y a la estimación de la salinidad de las inclusiones fluidas y por consiguiente de las soluciones, de que provienen las inclusiones fluidas.
Los pórfidos cupríferos por ejemplo están caracterizados por inclusiones fluidas de alta salinidad, que ocurren en cantidad grande en las zonas mineralizadas según NASH (1976). Por consiguiente analizando las inclusiones fluidas de varios sectores del cuerpo en consideración se puede delinear las dimensiones de la mineralización. Por el estudio de las inclusiones secundarias en las rocas anteriores a la mineralización se puede identificar las distintas fases deformativas conservadas en estas rocas.
7. Bibliografía
ERMAKOV, N.P. (1972): Geochemische Systeme von Einschluessen in Mineralen (russ.)- Izd. Nedra, Moskva.
GILL, R.C.O. (1993): Chemische Grundlagen der Geowissenschaften. - Enke (Stuttgart).
LEEDER, O., THOMAS, R. & KLEMM, W. (1987): Einschlüsse in Mineralen. - Enke (Stuttgart).
NASH, TH. (1976): Fluid-inclusion petrology. Data from porphyry copper deposists and applications to exploration. - Geol. Surv. Prof. Pap. 907-D (Washington).
ROEDDER, E. (1984): Fluid Inclusions. - Rev. Min., 12: 644p. (Washington).
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