Inclusiones fluidas ppt

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 imperfecciones de minerales
durante su crecimiento. Sus tamaños varían
de 1 a 100 m, usualmente entre 3 a 20 m,
raramente se puede encontrar inclusiones de
diámetros de unos centímetros.

Quartz crystal (9 mm) containing a large fluid inclusion (oil, gas,
water/brine and little solid bituminous residues). Valle di S. Lucano
(Dolomiti area, Italy). Found 1991. Paolo Scotti collection. Giacomo
Brandazzi & Enrico Orsini photo.

Las inclusiones fluidas contienen un
remanente del fluido que depositó minerales
hidrotermales
 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 que las contiene. Por Ej.
Un cuarzo blanco que alberga 1 × 109
inclusiones/cm3 y que presenta solo
inclusiones individuales con diámetros de 1
m tiene un contenido en volátiles de 0,1%

Forma y ocurrencia de las inclusiones
fluidas
 Las formas de las inclusiones pueden ser
irregulares, ovaladas o esféricas, pero también
isométricas, tubulares alargadas y con bordes
rectilíneos - como cubos, prismas y pirámides
(cristal negativo). Tales formas coinciden con la
estructura cristalina de los minerales que albergan
las inclusiones.
 Las inclusiones ocurren ya sea individualmente,
en grupos característicos, en zonas o en masas a lo
largo de superficies o planos en el cristal.

Características de inclusiones fluidas
 A temperatura ambiental se puede encontrar
inclusiones con todos los estados físicos (sólido,
líquido, gaseoso), cuya calidad y cantidad depende
de sus condiciones de formación.
 Las inclusiones fluidas se producen tanto en
minerales traslúcidos (Ej. cuarzo, calcita esfalerita,
etc.), como en minerales opacos (Ej. calcopirita,
pirita, magnetita, etc.), pero se pueden estudiar
ópticamente solo en minerales traslúcidos o
transparentes, aunque utilizando cámaras
especiales se han podido estudiar recientemente
inclusiones fluidas en minerales opacos utilizando
rayos infrarrojos.

Inclusiones Fluidas en Pirita
(con luz infrarroja)

Mina Maria, México Campo de visión = 0.22 mm

Inclusiones fluidas como muestras de
fluidos mineralizadores
 El estudio de las inclusiones fluidas proveen
antecedentes respecto a:
 Temperatura de atrapamiento (geotermometría)

 Presión de atrapamiento (geobarometría)

 Composición general del fluido hidrotermal

 Densidad del fluido

 Las inclusiones son el único remanente de los
fluidos que formaron depósitos minerales de
origen hidrotermal.

Supuestos básicos en estudios
de inclusiones fluidas
 La inclusión atrapa originalmente un fluido
hidrotermal homogéneo (antes de enfriarse); hoy
puede contener un conjunto de fases, pero al
momento del atrapamiento fue un solo fluido a
alta t°. Dentro de las inclusiones pueden haber
cristalizado fases sólidas o minerales hijos al
disminuir la temperatura y tener una burbuja de
gas, pero originalmente todos los componentes
estaban disueltos en un fluido homogéneo.
 m = K; el sistema es cerrado, no hay pérdidas de
fluido y la masa ha permanecido constante.
 v = K; el volumen ha permanecido constante

Minerales hijos

 Los minerales hijos comunes en inclusiones
fluidas son halita, silvita, magnetita,
anhidrita, calcopirita, pirita y otras sales.
Estas pueden identificarse por sus
características ópticas o cristalográficas o
por técnicas de microanálisis.

Trayectoria al descender la temperatura en un diagrama de
fases de H2O de un líquido (L) atrapado en una inclusión
fluida (V=vapor).

Si se revierte el proceso calentando la inclusión en el
laboratorio

P

Corrección de P = t°a - t°h

t°
350°C Temperatura de homogenización
(t° mínima de atrapamiento)

fases de H2O de un vapor (V) atrapado en una inclusión fluida
(L=líquido).

Fluido en ebullición
fases de H2O de un fluido de dos fases líquido (L) + vapor
(V) atrapado en una inclusión fluida.

Ebullición de fluido depende de presión, temperatura y
contenido salino disuelto
Si el fluido estaba en
ebullición al atrapamiento
coexisitirán inclusiones
ricas en líquido y en vapor
las que homogenizarán
a la misma temperatura.

En condiciones de
presión hidróstática y
si se conoce la salinidad
del fluido hidrotermal es
posible determinar la
presión de atrapamiento.

Si se determina la temperatura de homogenización de
inclusiones fluidas indicativas de ebullición se puede
determinar la presión de atrapamiento.

Presión = hg

h = profundidad
= densidad
g = aceleración de
gravedad

Composición del fluido en inclusiones
 La temperatura de fusión de soluciones salinas congeladas
varía de acuerdo a la salinidad de las mismas.
 Esto permite determinar la salinidad relativa de inclusiones
fluidas mediante criometría.
 La inclusión se congela con nitrógeno líquido, mucho más
allá de la temperatura de solidificación, porque por razones
cinéticas no se congela inmediatamente. Luego se deja
que su temperatura vuelva a subir gradualmente y se llega
al punto en que comienza a derretirse, el que corresponde a
la composición del eutéctico de 23,3% NaCl, luego
comienza a disolverse la sal y cuando desaparece el último
cristal de hielo se mide la temperatura. Esta última es la
que interesa.

Congelamiento de inclusión
fluida

Salinidad relativa de inclusiones fluidas

 La temperatura de fusión permite determinar la
salinidad del fluido en % peso NaCl equivalente
de acuerdo a curvas determinadas
experimentalmente.
 Cabe señalar que las inclusiones frecuentemente
tienen otras sales disueltas Ej. KCl, CaCl, etc.,
pero como la determinación es indirecta se asume
un sistema simple de H2O + NaCl y se determina
la salinidad relativa a este sistema.

a) cuando no hay sales (sólidas) en la
inclusión, la salinidad puede determinarse por
la fórmula planteada por Potter (1977):
 % peso NaCl eq. = 1,76958 - 4,2384 x 10-22 x
5,2778 x 10-43  0,028
 NaCl eq. Molar = 0,30604 - 2,8598 x 10-32 + 4,8690
x 10-63  0,007
  = temperatura en ºC a la que se funde el último
cristal de hielo en la inclusión.
 La fórmula permite calcular la salinidad en el rango –
20,8ºC <  < 0ºC de temperaturas de fusión.

En inclusiones fluidas saturadas que contienen fases
sólidas de sales hay que calentarlas para disolver la
fase sólida y con la temperatura a la que se disuelve
el último cristal de sal se puede determinar la
salinidad por la fórmula:
 % peso NaCl eq. = 26,218 + 0,0072t +
0,000106t2  0,05

 t = temperatura a la que el último cristal de sal
se disuelve en la inclusión (en este caso no es la
temperatura de fusión; hay que calentar la
inclusión para que la sal se disuelva).

Si existe halita o silvita pueden usarse curvas de
solubilidad para inferir la salinidad

Si coexisten halita y silvita debe usarse curvas de
solubilidad en un diagrama ternario

la línea B-C, hacia el NaCl. En el punto C (330ºC), todos los sólidos se habrán
disuelto, resultando en una solución de composición C (28% en peso de NaCl,
24% en peso de KCl y 48% en peso de H2O).

Platina Linkam calentadora –
enfriadora para inclusiones
El laboratorio de inclusiones fluidas
fluidas está equipado con una platina
Linkam THMS 500 para
calentamiento/enfriamiento ( (T°C de
-196 a +500°C) en un microscopio
con luz transmitida equipado con
objetivos de larga distancia focal. La
A B platina tiene una cámara donde se
monta la muestra (sección delgada)
la cual se calienta eléctricamente. El
enfriamiento se logra mediante
circulación de nitrógeno líquido (A).
Un sistema de control de
temperatura (B) permite razones de
enfriamiento/calentamiento
automáticas de 0.01 a 130°C/min,
con una exactitud de 0.1°C.

Platina Fluid Inc. calentadora – enfriadora para
inclusiones fluidas por circulación de gas

Tipos de inclusiones
 Primarias: atrapadas durante el crecimiento
del cristal a partir de un fluido hidrotermal
 Secundarias: atrapadas después del
crecimiento de cristal (sellado de planos de
fracturas y otros)
 Pseudosecundarias: las que se forman
durante el crecimiento del cristal en planos
de crecimiento del cristal o microfracturas.

Sellado de microfracturas en cristales (Ej. por sílice) produce
inclusiones secundarias, las que se reconocen por presentarse
en planos definidos.

Las inclusiones secundarias no proveen información sobre las
condiciones de formación del cristal ya que se han formado
con posterioridad.

Tipo I Líquidas con pequeña burbuja de vapor, sin minerales
hijos, fluido subsaturado, rico en H2O (líquido), <26% NaCl
eq.; homgenizan a líquido al calentarlas

Tipo II Líquidas con una gran burbuja de vapor, sin minerales
hijos; fluido original rico en vapor; al calentarlas la burbuja se
expande y homgenizan a vapor

Tipo II - Líquida, con
burbuja grande de vapor

Tipo III Polifases (líquido+vapor+sólidos), contienen uno o
más minerales hijos (halita o silvita a t° ambiente); fluido con
>26% NaCl eq.; dos subtipos a) fluido subsaturado al
atrapamiento: al calentarlas desaparece las sal y luego la
burbuja y b) fluido saturado al atrapamiento: al calentarlas
desaparece primero la burbuja y luego la sal.

Tipo III - Polifase, vapor, Tipo III - Vapor, líquido,
líquido, minerales hijos sólidos
Inclusiones Fluidas, Bajo de la Alumbrera
(Stults, 1985)

Inclusiones con CO2
 Tipo IV. Dos líquidos (H2O y CO2),
minerales hijos y burbuja de vapor + CO2;
tienen doble burbuja.
 Tipo V. CO2 líquido con agua y burbuja de
vapor y sin minerales hijos. Fluido
subsaturado en sales y muy rico en CO2

Desarrollo de dos
Fluidos
mineralizadores
A alta temperatura
a partir de un
Fluido magmático con
salinidad de 8.5%
NaCl

de Ulrich (1998)

Como en
BAJO
DE LA ALUMBRERA,
ARGENTINA

Trayectoria I -
Fluido caliente de
ascenso rápido que
intersecta el solvus y
produce una salmuera y
vapor diluido.

Trayectoria II -
Ascenso más lento de
líquido más frio que no
intersecta el solvus y no
genera una fase vapor;
Tiene baja salinidad, pero
sigue siendo magmático.

De Shinohara y
Hedenquist (1997)

Presentación de datos

Ejemplo: Campos (1994) Pórfido Au Marte, Distrito
Maricunga.

Th y salinidad típica de fluidos de algunos depósitos
minerales

60
Fluido muy salino
%NaCl eq. 50
40
Agua meteórica en fuentes
30 termales con Au Pórfidos Cupríferos
20 Vetas epitermales
Sulfuros masivos
10
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Temperatura °C

Esquema de análisis (destructivo) usando abrasión Laser UV
LA ICP MS -- de ULRICH (1998)

Análisis LA ICP MS -- de ULRICH (1998)

Análisis han revelado partición de elementos entre la fase
líquida y la gaseosa (note Cu concentrado en fase vapor)

Concentración de metales en fluidos mineralizadores

Los fluidos mineralizadores
contienen:
x0 a x000 ppm Cu, Pb, Zn, Fe
0.x a x0 ppb Au, Ag, Hg

Análisis PIXE (Proton Induced X-ray Emission)
de inclusiones fluidas (no destructivos)

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