Кристалл ішіндегі сұйықтықтар: минералдар мен геологиялық процестерді зерттеу құралы
Fluid inclusion
Кристалдардағы сұйық және газ тамшылары – флюидтік инклюзиялар. Олар минералдардың қалыптасу ортасы мен жасын зерттеуге көмектеседі. Микроскопиялық зерттеулермен анықталады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сұйықтық инклюзиясы – кристалл ішінде қақпаған сұйықтық және/немесе газдың көпіршігі. Минералдар көбінесе сұйық немесе сулы ортадан қалыптасқандықтан, осы сұйықтың кішкентай көпіршіктері кристалл ішінде немесе жазылған кристалл жарықтары бойында қақпаға түсуі мүмкін. Бұл инклюзиялардың мөлшері әдетте 0,01 мм-ден 1 мм-ге дейін болады және егжей-тегжейлі көру үшін микроскоптық зерттеу қажет, бірақ фенстер немесе қаңқалы кварцтың үлгілерінде қабатты қуыстардың ішінде ұзындығы мен ені бірнеше миллиметр болатын жұқа қабаттар сияқты инклюзиялар кездесуі мүмкін. Бұл инклюзиялар кең ауқымды ортада кездеседі. Мысалы, оларды шөгінді тау жыныстарының байланыстыратын минералдарында, гидротермалды айналым шөгінділерінде кварц немесе кальцит сияқты қосалқы минералдарда, қазба зәрбаңкеде және Гренландия мен Антарктида мұздықтарының терең мұз түйірлерінде табуға болады. Инклюзия көбінесе екі немесе одан көп фазадан тұрады. Егер инклюзияда сұйық фазамен бірге газ көпіршігі болса, инклюзияны газ көпіршігінің сіңірілетін нүктесіне дейін қыздыру арқылы бастапқы сұйықтықтың шамамен температурасын анықтауға болады. Егер инклюзияда галит, сильвит, гематит немесе сульфидтер сияқты ұсақ кристаллдар болса, олар бастапқы сұйықтықтың құрамы туралы тікелей мәліметтер береді.
A fluid inclusion is a bubble of liquid and/or gas that is trapped within a crystal. As minerals often form from a liquid or aqueous medium, tiny bubbles of that liquid can become trapped within the crystal, or along healed crystal fractures. These inclusions usually range in size from 0.01 mm to 1 mm and are only visible in detail by microscopic study, however specimens of fenster or skeletal quartz may include thin sheet like inclusions that are many millimetres in length and breadth within their lamellar voids. These inclusions occur in a wide variety of environments. For example, they are found within cementing minerals of sedimentary rocks, in gangue minerals such as quartz or calcite in hydrothermal circulation deposits, in fossil amber, and in deep ice cores from the Greenland and Antarctic ice caps. An inclusion often contains two or more phases. If a vapor bubble is present in the inclusion along with a liquid phase, simple heating of the inclusion to the point of resorption of the vapor bubble gives a likely temperature of the original fluid. If minute crystals, such as halite, sylvite, hematite or sulfides, are present in the inclusion, they provide direct clues as to the composition of the original fluid.
Сұйықтықтарды енгізу және минералдық барлау
Сұйықтық инклюзиялар минералдарды іздеуде пайдалы мәліметтер бере алады, себебі олардың ерекшеліктері минералдану процесіне байланысты. Минералды кен орындарын анықтау үшін сұйықтық инклюзияларын қолдану әдістеріне белгілі бір инклюзия түрінің мөлшерін бағалау, жылыту және салқындату кезінде инклюзиялардың фазалық өзгерістерінің температуралық өзгерулерін зерттеу, сондай-ақ декрипитация сияқты басқа да қасиеттері мен инклюзиялардың химиялық құрамын қарастыру кіреді. Дегенмен, ұқсас сұйықтық инклюзиялардың көп болуы көмірсутектердің қозғалысына және жиналуына байланысты болуы мүмкін, сондықтан сұйықтық инклюзияларын алғашқы анықтағаннан кейін мұнай кен орнының бар екенін растау үшін қосымша әдістер қолданылады.
Fluid inclusions can provide useful data in mineral exploration, as their characteristics depend on the mineralization process. The methods of using fluid inclusions to identify mineral deposits include assessing the abundance of a specific inclusion type, looking into variations in the inclusions' temperatures of phase changes during heating and cooling, and variations in other properties such as decrepitation behavior, and inclusions chemistry. The abundance of similar fluid inclusions could, however, be attributed to hydrocarbon migration and accumulation, so other techniques are used to confirm the presence of the oil deposit after initial detection of fluid inclusions.
Метаморфты белгілер
Соңғы жылдары сұйықтықтарды зерттеу, терең қабық пен қабық-мантия шекарасындағы сұйықтықтардың ролін түсіну үшін кеңінен қолданылып келеді. Гранулит фациесінің тау жыныстарының ішіндегі тұтқындалған сұйықтық инклюзиялары, сулит-литосфералық көздерден CO2-ға бай сұйықтықтардың келуі арқылы құрғақ гранулит фациесінің тау жыныстарының пайда болуына қатысты маңызды мәліметтер берді. CO2-ға бай сұйықтық инклюзиялары бірнеше ультра жоғары температуралы гранулит фациесі аймақтарынан да табылды, бұл CO2-нің қабық метаморфизмінің экстремалды жағдайларында қатысқанын көрсетеді. Орогендік белдеулердегі қисайту аймақтарында сұйықтық активтігі жоғары болғандықтан, қисайту аймағындағы сұйықтық инклюзиялары осы аймақтың эволюциясы кезіндегі сейсмикалық белсенділікті зерттеу үшін де пайдаланылды. Орогендік белдеулердегі жер сілкінісі кейде тереңдегі сұйықтық активтігімен байланысты деп есептеледі. Геофизикалық деректер көптеген қисайту аймақтарындағы жер сілкінісінде сұйықтықтың ролін көрсетеді, бірақ геологиялық дәлелдермен сұйықтықтың жер сілкінісіне қатысын көрсететін зерттеулер аз. Сонымен қатар, терең мұз қаптарындағы ауа көпіршіктерін талдау арқылы ежелгі климат жағдайлары туралы мәліметтер алуға болады.
In the recent years, fluid inclusion research has been extensively applied to understand the role of fluids in the deep crust and crust mantle interface. Fluid inclusions trapped within granulite facies rocks have provided important clues on the petrogenesis of dry granulite facies rocks through the influx of CO2 rich fluids from sub lithospheric sources. CO2 rich fluid inclusions were also recorded from a number of ultra high temperature granulite facies terranes, suggesting the involvement of CO2 in extreme crustal metamorphism. As fluid activities are considerably more in shear zones in an orogenic belt, the fluid inclusions in a shear zone have been also used to explore the seismic activities during the evolution of the shear zone. In orogenic belts the earthquakes sometimes attributed to be linked with fluid activity at depth. Indirect geophysical evidence points out the role of fluid in earthquakes in many shear zones, however a few studies provide geological evidence for the role of fluid in earthquakes. Air bubbles trapped within the deep ice caps can also be analyzed for clues to ancient climate conditions.