Una inclusión fluida es una burbuja de líquido y/o gas que queda atrapada dentro de un cristal . Como los minerales a menudo se forman a partir de un medio líquido o acuoso, pequeñas burbujas de ese líquido pueden quedar atrapadas dentro del cristal o a lo largo de fracturas del cristal curadas. Estas inclusiones generalmente varían en tamaño de 0,01 mm a 1 mm y solo son visibles en detalle mediante un estudio microscópico; sin embargo, las muestras de fenster o cuarzo esquelético pueden incluir inclusiones delgadas en forma de láminas que miden muchos milímetros de largo y ancho dentro de sus huecos laminares.
Estas inclusiones ocurren en una amplia variedad de ambientes. Por ejemplo, se encuentran dentro de minerales cementantes de rocas sedimentarias , en minerales de ganga como el cuarzo o la calcita en depósitos de circulación hidrotermal , en ámbar fósil y en núcleos de hielo profundos de los casquetes polares de Groenlandia y la Antártida . [1] Las inclusiones pueden proporcionar información sobre las condiciones existentes durante la formación del mineral circundante. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y la espectroscopia Raman se pueden utilizar para determinar la composición de las inclusiones fluidas.
Los minerales hidrotermales , que normalmente se forman a partir de soluciones acuosas a alta temperatura, atrapan pequeñas burbujas de líquidos o gases cuando se enfrían y forman roca sólida. El fluido atrapado en una inclusión conserva un registro de la composición, temperatura y presión del ambiente mineralizante. [1] Una inclusión a menudo contiene dos o más fases . Si hay una burbuja de vapor presente en la inclusión junto con una fase líquida, el simple calentamiento de la inclusión hasta el punto de reabsorción de la burbuja de vapor da una temperatura probable del fluido original. Si en la inclusión hay cristales diminutos, como halita , silvita , hematita o sulfuros , proporcionan pistas directas sobre la composición del fluido original.
Las inclusiones fluidas pueden proporcionar datos útiles en la exploración minera, ya que sus características dependen del proceso de mineralización. Los métodos para utilizar inclusiones fluidas para identificar depósitos minerales incluyen evaluar la abundancia de un tipo de inclusión específico, examinar las variaciones en las temperaturas de las inclusiones de los cambios de fase durante el calentamiento y el enfriamiento, [2] y variaciones en otras propiedades como el comportamiento de decrepitación , y química de inclusiones. [1] La observación y el recuento de puntos de secciones delgadas de muestras se utilizan para identificar la aparición de tipos de inclusión específicos. Si se encuentra una gran cantidad de inclusiones fluidas similares en estrecha proximidad geográfica, se puede concluir que los tipos de rocas circundantes son similares, si no iguales. [2] Las propiedades microtermométricas (cambios de temperatura durante los cambios de fase) se utilizan para caracterizar y categorizar áreas que presenciaron actividad térmica durante la formación de minerales. [2]
Se han utilizado inclusiones fluidas para identificar depósitos de petróleo y gas. Los cortes de perforación, núcleos y/o materiales de afloramiento se conservan para sus fluidos de poros, y la química del fluido se analiza con estratigrafía de inclusión de fluidos (FIS). El análisis FIS toma la lectura espectrométrica de las especies volátiles de una inclusión fluida ; Estos son indicativos de un depósito de gas natural o petróleo cercano. [3] Sin embargo, la abundancia de inclusiones de fluidos similares podría atribuirse a la migración y acumulación de hidrocarburos, por lo que se utilizan otras técnicas para confirmar la presencia del depósito de petróleo después de la detección inicial de inclusiones de fluidos.
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Meteorito del molino de Sutter [5] [6]
(162173) Ryugu [7] [8] [9]
En los últimos años, la investigación sobre inclusión de fluidos se ha aplicado ampliamente para comprender el papel de los fluidos en la corteza profunda y en la interfaz corteza-manto. Las inclusiones de fluidos atrapadas dentro de rocas de facies de granulita han proporcionado pistas importantes sobre la petrogénesis de rocas de facies de granulita secas a través del influjo de fluidos ricos en CO2 procedentes de fuentes sublitosféricas. [10] También se registraron inclusiones de fluidos ricos en CO 2 en varios terrenos de facies de granulita de temperatura ultraalta , lo que sugiere la participación del CO 2 en el metamorfismo cortical extremo. [10] Algunos estudios recientes especulan que el CO 2 derivado de reacciones de descarbonatación sub-solidus durante el metamorfismo extremo ha contribuido a la desglaciación de la Tierra bola de nieve . [10]
Las inclusiones de fluidos atrapadas en vetas y minerales se han utilizado como indicador para explorar la historia de la deformación en los cinturones orogénicos. [11] Como las actividades de fluidos son considerablemente mayores en las zonas de corte en un cinturón orogénico, las inclusiones de fluidos en una zona de corte también se han utilizado para explorar las actividades sísmicas durante la evolución de la zona de corte. [12] En los cinturones orogénicos, los terremotos a veces se atribuyen a la actividad de fluidos en profundidad. La evidencia geofísica indirecta señala el papel de los fluidos en los terremotos en muchas zonas de cizalladura; sin embargo, algunos estudios proporcionan evidencia geológica del papel de los fluidos en los terremotos. [12]
Las burbujas de aire y agua atrapadas dentro del ámbar fósil se pueden analizar para proporcionar evidencia directa de las condiciones climáticas existentes cuando se formó la resina o la savia del árbol. El análisis de estas burbujas de aire atrapadas proporciona un registro de la composición de la atmósfera que se remonta a 140 millones de años. Los datos indican que el contenido de oxígeno de la atmósfera alcanzó un máximo de casi el 35% durante el Período Cretácico y luego cayó a niveles cercanos a los actuales a principios del Terciario . El abrupto descenso corresponde o sigue de cerca al evento de extinción del Cretácico-Paleógeno y puede ser el resultado del impacto de un meteorito importante que creó el cráter Chicxulub .
En los estudios de paleoceanografía, las inclusiones fluidas pueden informar sobre la composición química del agua de mar. El agua de mar atrapada en los sedimentos se evapora y deja atrás el contenido de sal. La profundidad a la que se encuentran estas evaporitas en relación con la composición de la sal atrapada permite a los oceanógrafos reconstruir la evolución del agua de mar. [13] Las burbujas de aire atrapadas dentro de los casquetes polares profundos también se pueden analizar en busca de pistas sobre las condiciones climáticas antiguas.