Inclusiones Fluidas
Ventanas Microscópicas al Pasado Geológico: Desvelando Secretos con las Inclusiones Fluidas
Adéntrate en el fascinante campo de las inclusiones fluidas, minúsculas burbujas atrapadas en los minerales que actúan como cápsulas de tiempo geológico. Descubre cómo estas porciones de líquido, gas o mezclas preservan las condiciones físico-químicas existentes durante la formación de las rocas y los yacimientos minerales.
Evolución de magmas
Explora la diversidad de sus tamaños y formas, desde micrómetros hasta raros casos de centímetros, y comprende su importancia para discriminar inclusiones primarias y secundarias, revelando la evolución de magmas, fluidos hidrotermales y otros procesos geológicos cruciales. Aprende sobre el método microtermométrico, una técnica clave para determinar la temperatura, presión y salinidad de estos fluidos ancestrales, abriendo una ventana única al transporte de menas, la génesis de rocas, la formación de petróleo y mucho más.
Fases volátiles
Las inclusiones fluidas son mucho más que simples curiosidades microscópicas; son registros directos de las fases volátiles que han circulado por la litosfera a lo largo de la historia de la Tierra. Su estudio permite caracterizar procesos naturales fundamentales que ocurren en la corteza terrestre, desde la formación y migración de depósitos minerales hasta los mecanismos relacionados con el volcanismo y la energía geotérmica.
Temperatura de homogeneización
La microtermometría se erige como una herramienta poderosa para medir las temperaturas de transiciones de fase, como la temperatura de homogeneización (Th), que se relaciona con la temperatura de cristalización, y la temperatura de fusión (Tm), que permite estimar la salinidad. Comprender los sistemas de fases como el H2O, CO2 y H2O-NaCl dentro de estas inclusiones es esencial para interpretar las condiciones de formación. El análisis detallado de las fases sólidas, líquidas y gaseosas presentes en las inclusiones proporciona información paragenética crucial, convirtiendo a las inclusiones fluidas en indicadores genéticos de incalculable valor para la geología y la minería.
Contenido Detallado:
¿Qué son las inclusiones fluidas?
- Definición y Características Generales:
- ¿Qué son las inclusiones fluidas? Son pequeñas porciones de líquido, gas o una mezcla de ambos atrapadas en los minerales durante su formación.
- Tamaño: Varían desde décimas de micrómetros hasta cientos de micrómetros de diámetro, raramente alcanzando centímetros o decímetros.
- Volumen: El volumen total de las inclusiones en un mineral suele ser menor del 1% del volumen total del mineral.
- Formas: Pueden ser isométricas, tubulares alargadas con bordes rectilíneos (cubos, prismas, pirámides) que se relacionan con la estructura cristalina del mineral huésped, o esféricas, ovales o irregulares. Pueden ocurrir individualmente, en grupos, zonas o masas.
- Estados Físicos: A temperaturas ambientales, se pueden encontrar inclusiones en todos los estados físicos: sólido, líquido y gaseoso, dependiendo de sus condiciones de formación.
Importancia de las Inclusiones Fluidas
- Importancia de las Inclusiones Fluidas:
- Discriminación de Inclusiones: Permiten distinguir entre inclusiones primarias (formadas durante la cristalización del mineral) y secundarias (formadas posteriormente).
- Condiciones de Formación: Las inclusiones primarias se forman bajo condiciones magmáticas, pegmatíticas, pneumatolíticas o de soluciones hidrotermales.
- Registro de Procesos Geológicos: Conservan las propiedades químicas y físicas de las soluciones que las originaron, actuando como muestras directas de las fases volátiles a lo largo del tiempo geológico.
- Aplicaciones en la Corteza Terrestre: Los estudios microtermométricos contribuyen a la caracterización de diversos procesos naturales:
- Transporte y depósito de menas.
- Génesis de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias.
- Formación y migración de petróleo.
- Volcanismo explosivo.
- Energía geotérmica.
- Mecanismos relacionados con terremotos.
- Transporte de contaminantes.
- Huellas de Procesos Secundarios: Las inclusiones pueden registrar la influencia de efectos mecánicos, químicos y/o térmicos posteriores a su formación.
Método Microtermométrico
- Método Microtermométrico:
- Basado en Cambios de Fase: Se basa en la modificación de las relaciones de fases por influencia térmica: termometría de homogeneización y criometría.
- Reversibilidad: Las modificaciones suelen ser reversibles y repetibles, permitiendo verificar si las inclusiones han permanecido herméticamente cerradas.
- Medición de Temperaturas de Transición: La microtermometría mide las temperaturas correspondientes a transiciones de fases.
- Temperatura de Homogeneización (Th): Indica la temperatura a la que la fase gaseiforme desaparece al calentar la inclusión, proporcionando una estimación mínima de la temperatura genética.
- Temperatura de Fusión (Tm): Se refiere a la temperatura de la primera aparición de una fase sólida al enfriar la inclusión, permitiendo la estimación de la salinidad.
- Determinación de Presión: Para el sistema H2O-CO2, se puede determinar la presión de formación mediante el método de las ‘isocoras’.
- Procedimiento: El análisis se realiza partiendo de la temperatura ambiental, enfriando para observar la cristalización y calentando para observar la homogeneización.
- Equipo: Se utiliza un micropolariscopio equipado con una platina calentadora/enfriadora con una unidad de medición (Trendicator).
- Tipos de Muestras: La platina es adecuada para muestras rocosas y minerales pulidos de dimensiones específicas.
Presión de formación de los minerales
- Aplicación a la Minería:
- Determinación de Condiciones de Formación: Permite determinar la temperatura y, en casos especiales, la presión de formación de los minerales que hospedan las inclusiones.
- Clarificación de Condiciones Genéticas: Ayuda a aclarar las condiciones genéticas de asociaciones minerales prometedoras para la mineralización y el origen de las soluciones mineralizadas.
- Discriminación de Fases Mineralizantes: En la zonación controlada por distintas fases (magmática, pneumatolítica, hidrotermal), el estudio de inclusiones fluidas contribuye a la discriminación de estas fases y a la determinación de sus condiciones.
- Estimación de Salinidad: Permite estimar la salinidad de las inclusiones fluidas y, por consiguiente, de las soluciones mineralizantes.
- Delimitación de Mineralización: En pórfidos cupríferos, la presencia de inclusiones fluidas de alta salinidad permite delinear las dimensiones de la mineralización.
- Identificación de Fases Deformativas: El estudio de inclusiones secundarias en rocas pre-mineralización puede identificar fases deformativas conservadas.
Fundamentos Físico-Químicos
- Fundamentos Físico-Químicos:
- Regla de Fases de Gibbs: Relaciona la cantidad de fases, componentes y grados de libertad en un sistema en equilibrio: P + F = K + 2.
- Equilibrio Invariante, Univariante y Bivariante: Se explican los diferentes tipos de equilibrio en función de los grados de libertad.
- Principio de Le Chatelier: Explica cómo un sistema en equilibrio responde a una fuerza externa.
- Ecuación de Clapeyron: Permite determinar la pendiente de una curva de reacción entre dos fases en un diagrama P-T.
- Fases en Inclusiones Fluidas:
- Estados Físicos: Se pueden encontrar sólido, líquido y gaseoso.
- Fases Sólidas: Pueden ser minerales o vidrios (inclusiones sólidas o minerales hijos). También se pueden encontrar geles y betunes.
- Fases Fluidas o Líquidas: Incluyen agua, soluciones acuosas de diversas sales, gases fluidificados y betunes.
- Fases Gaseiformes: Incluyen vapor de agua, CO2, nitrógeno, metano, hidrógeno, oxígeno, H2S, helio, argón y otros gases. Se identifican por su diferencia en el índice de refracción y el movimiento Browniano.
- Combinación de Fases: La composición de la inclusión está determinada por las condiciones de formación del mineral. La identificación de las combinaciones de fases entrega información paragenética.
Fases en Inclusiones Fluidas
- Sistemas de Fases Comunes:
- Sistema H2O: El agua es el componente principal. Se basa en el diagrama P-T del agua y su curva de tensión de vapor. Se discute el punto crítico y las líneas isocoras. Se explica el punto triple y el punto de ebullición. Se menciona la fase supercrítica. Se describe el comportamiento de una inclusión de agua pura al enfriarse y calentarse, definiendo la temperatura de homogeneización (Th) y su relación con la temperatura de formación (Tf).
- Sistema CO2: Se describe el comportamiento de las fases líquida y gaseosa de CO2 durante el calentamiento en una inclusión. Se distinguen tres tipos de inclusiones según su volumen específico en relación al volumen crítico.
- Sistema H2O-NaCl: (No se detalla en este extracto).
- Condiciones Previas para la Aplicación del Método Microtermométrico:
- Sistema Cerrado: Las inclusiones deben ser sistemas cerrados con volumen y composición constante.
- Fases Homogéneas: El mineral huésped debe haber atrapado fases homogéneas.
- Desviaciones: Se mencionan posibles desviaciones debido a la expansión térmica, decrepitación, difusión, atrapamiento de mezclas no homogéneas y estrangulamiento (‘necking down’).
Autor y Fecha de Publicación:
- Dr. Rolando Carrascal M.
- Abril 2009
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