1) FLUIDI I fluidi possono essere di varia natura e appartenere a: sistemi semplici: H 2 O, CO 2, CH 4, N 2, ecc H 2 O liquida e vapore in apatite di rocce lamproitiche (Jumilla, Spagna) CO 2 liquida e vapore in clinopirosseno di noduli peridotitici (Antartide) sistemi complessi a due componenti: H 2 O-NaCl, H 2 O-CO 2, CO 2 -CH 4, ecc. H 2 O liquida contenente CO 2 liquida e vapore in quarzo di vene mineralizzate a oro (Honduras)
CO 2 + CH 4 in quarzo di vene mineralizzate a oro (Honduras) sistemi complessi a più componenti: H 2 O-NaCl-CO 2, H 2 O-NaCl-KCl, H 2 O- NaCl-CaCl 2, ecc. H 2 O + NaCl + CO 2 in quarzo di vene mineralizzate a oro (Honduras)
2) LIQUIDI I liquidi intrappolati nei minerali possono avere composizioni molto variabili e spesso presentano fenomeni di mescolamento. I liquidi più comuni sono: liquidi salini: salamoie o brine, cioè soluzioni acquose soprassature di sali di varia natura H 2 O vapore e liquida con cristalli di NaCl, KCl, fosfati, solfati in apatite di rocce lamproitiche di Jumilla (Spagna) liquidi carbonatici: soluzioni acquose soprassature in carbonati fino a formare liquidi carbonatitici, spesso associati a liquidi silicatici H 2 O vapore e liquida con carbonati in apatite di carbonatiti di Jacupiranga (Brasile)
liquidi silicatici: sono le inclusioni di liquido più abbondanti e diffuse Liquido silicatico con bolla di CO 2, cristalli di ossidi e silicati in clinopirosseno (a sinistra), con bolla di CO 2 e con goccia di liquido sulfureo in plagioclasio (a destra) di noduli gabbrici in andesiti basaltiche del vulcano Stromboli Liquido silicatico con bolla di CO 2, goccia di liquido sulfureo, cristalli di silicati in clinopirosseno (a sinistra), con bolla di CO 2 e goccia di liquido sulfureo in olivina di noduli peridotitici in lave trachibasaltiche dei Monti Vulsini
Liquido silicatico con bolla di CO 2 in leucite (a sinistra), liquido silicatico devetrificato con bolla di CO 2 in olivina di olivin-leucititi di Gaussberg (Antartide)
Schema dei vari modi in cui possono presentarsi le inclusioni di fluido/liquido nei minerali TIPO DI INCLUSIONE FASI PRESENTI ESEMPI ABBREVIAZIONI Monophase liquid sono interamente riempite dalla fase liquida (solitamente fluidi acquosi) L Liquid-rich, two-phase Vapour-rich, two-phase L = 100% la fase liquida è prevalente, ma una bolla di vapore è sempre presente fino al 40-50% del volume totale L > 50% la fase vapore occupa più della metà del volume totale V = 50 80% L + V V + L Monophase vapour Multiphase solid Multisolid interamente riempita dalla fase vapore a bassa densità (comune in mescolanze CO 2, CH 4, H 2 O, N 2 ) V 100% una o più fasi solide cristalline (minerali figli) come componente essenziale, olte a liquido e vapore L = variabile S < 50% analoga alla precedente, il volume occupato dai solidi > 50% S > 50% L, V variabile V S + L ± V S + L ± V Immiscible liquid presenza di due liquidi immiscibili, uno acquoso e l altro ricco in CO 2 (più difficilmente in olio); la fase ricca in CO 2, sempre contenuta nel liquido acquoso, può contenere una bolla di vapore a seconda della densità totale della fase stessa L 1 + L 2 ± V Glass L 1, L 2 inclusioni di melt silicatico, cristallizzato o allo stato vetroso a seconda della velocità di raffreddamento; possibile presenza di minerali figli o minerali catturati, e di bolle di vapore formatesi per contrazione del fuso durante il raffreddamento GL > 50% GL ± V ± S
STRUMENTI Consentono di effettuare misure microtermometriche su frammenti di minerale, opportunamente preparati, sottoponendo il campione a raffreddamento e/o riscaldamento e registrando le temperature a cui avvengono variazioni di fase all interno delle inclusioni. Si tratta di dispositivi di piccole dimensioni, detti tavolini, che vengono appoggiati sul tavolino porta-oggetti di un microscopio da petrografia Tavolini riscaldanti/refrigeranti: usati per misure su inclusioni di fluidi; sono costituiti da: 1) un tavolino contenente un fornelletto, in cui viene posto il campione, circondato da una resistenza a e munito di termocoppia, 2) un contenitore di azoto che viene immesso e fatto circolare all interno del tavolino mediante una pompa per raffreddare il campione a temperature inferiori a 0 C, 3) una unità di programmazione per creare dei cicli di riscaldamento con velocità diverse e variabili durante la misura. Sono dispositivi che consentono di raggiungere temperature da -180 a 600 C.
Tavolini riscaldanti: usati per misure su inclusioni di liquidi, soprattutto liquidi silicatici; sono costituiti da: 1) un tavolino contenente un fornelletto, in cui viene posto il campione, circondato da una resistenza e munito di termocoppia, e nel quale viene immesso gas inerte (He) per evitare fenomeni di ossidazione del campione e acqua per evitare il surriscaldamento del tavolino e non danneggiare l ottica del microscopio, 2) un generatore per scaldare la resistenza fino a temperature molto elevate, 3) una unità di programmazione, che si interfaccia con il generatore, per creare dei cicli di riscaldamento con velocità diverse e variabili durante la misura. Sono dispositivi che consentono di raggiungere temperature fino a 1500 C
Crushing stage: piccolo dispositivo che viene appoggiato sul tavolino portaoggetti del microscopio ottico; consente di testare in modo rapido il contenuto delle inclusioni fluide esercitando una pressione fino alla rottura del minerale e alla fuoriuscita del fluido in un liquido noto.