Флюидные включения: происхождение, свойства и применение.
Fluid inclusion
Включения флюидов в минералах: ловушки древних жидкостей и газов, видимые под микроскопом. Изучение состава и происхождения в геологии и палеонтологии.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Жидкостное включение – это пузырек жидкости и/или газа, заключенный внутри кристалла. Поскольку минералы часто формируются из жидкой или водной среды, крошечные пузырьки этой жидкости могут оказываться захваченными внутри кристалла или вдоль заживающих кристаллических трещин. Обычно размер этих включений варьируется от 0,01 мм до 1 мм, и они видны в деталях только при микроскопическом исследовании. Однако образцы фенстерного или скелетного кварца могут содержать тонкие пластинчатые включения длиной и шириной в несколько миллиметров внутри их ламельных полостей. Эти включения встречаются в самых разнообразных условиях. Например, они обнаруживаются в цементирующих минералах осадочных пород, в минералах пустой породы, таких как кварц или кальцит, в месторождениях гидротермальной циркуляции, в ископаемом янтаре и в глубоких ледяных кернах из гренландских и антарктических ледяных щитов. Включение часто содержит две или более фазы. Если в инклюзии вместе с жидкой фазой присутствует пузырек пара, простое нагревание инклюзии до точки исчезновения пузырька пара позволяет оценить вероятную температуру исходной жидкости. Если в инклюзии присутствуют микроскопические кристаллы, такие как галит, сильвит, гематит или сульфиды, они предоставляют прямые сведения о составе исходной жидкости.
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.
Включения жидкостей и разведка полезных ископаемых
Включения жидкости могут предоставить ценные данные при разведке полезных ископаемых, поскольку их характеристики зависят от процесса минерализации. Методы использования флюидных включений для обнаружения минеральных месторождений включают оценку количества определенного типа включений, изучение изменений температур фазовых переходов при нагревании и охлаждении, а также изменений других свойств, таких как поведение при декрипитации и химический состав включений. Однако большое количество схожих флюидных включений может быть связано с миграцией и накоплением углеводородов, поэтому для подтверждения наличия нефтяного месторождения после первоначального обнаружения флюидных включений используются дополнительные методы.
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.
Метаморфные сигнатуры
В последние годы исследования флюидных включений широко применяются для понимания роли флюидов в глубокой коре и на границе кора-мантия. Флюидные включения, захваченные в породах гранулитовой фации, предоставили важные сведения о петрогенезе сухих гранулитовых пород благодаря притоку богатых CO2 флюидов из источников, залегающих ниже литосферы. Богатые CO2 флюидные включения также были обнаружены в ряде ультравысокотемпературных терранов гранулитовой фации, что указывает на участие CO2 в экстремальном метаморфизме коры. Поскольку флюидная активность значительно выше в зонах сдвига в орогенных поясах, флюидные включения в зонах сдвига также используются для изучения сейсмической активности в процессе их эволюции. В орогенных поясах землетрясения иногда связывают с флюидной активностью на глубине. Косвенные геофизические данные указывают на роль флюидов в землетрясениях во многих зонах сдвига, однако лишь немногие исследования предоставляют геологические доказательства этой роли. Пузырьки воздуха, захваченные в глубоких ледяных щитах, также могут быть проанализированы для получения информации о древних климатических условиях.
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.