LABORATÓRIO DE INCLUSÕES FLUIDAS

NO QUE CONSISTEM AS INCLUSÕES FLUIDAS E A MICROTERMOMETRIA?

O Laboratório de Inclusões fluidas liderado pelo Prof. José Renato Nogueira estuda a evolução dos processos geológicos responsáveis pela formação de rochas e depósitos minerais de interesse econômico na crosta terrestre. Mais especificamente, nossa pesquisa objetiva o entendimento quantitativo da geologia, da química e física do transporte de materiais por fluidos circulantes através do interior da Terra.

O Laboratório de Inclusões Fluidas (LIF) pode ser utilizado por alunos de graduação e pós-graduação e pesquisadores/professores que necessitem utilizar a técnica de microtermometria para o desenvolvimento cientifico/acadêmico em diversas áreas. São conduzidas medições microtermométricas e treinamento de estudantes e técnicos no uso do equipamento do laboratório e na interpretação dos resultados.

O estudo de inclusões fluidas se tornou um método de rotina para a resolução de uma grande variedade de problemas geocientíficos em diferentes disciplinas como petrologia, análise estrutural, ou a gênese e exploração de minério ou depósitos de hidrocarbonetos.

Inclusões fluidas são pequenos volumes de um fluido em um cristal. Estes fluidos podem ser aprisionados por exemplo ao longo de zonas de crescimento ou bordas de cristais ou em qualquer imperfeição de um cristal durante seu crescimento, na forma de inclusões primárias. Quando um mineral é fraturado durante seu crescimento, microfraturas singenéticas serão seladas na presença de um fluido que pode ser aprisionado como inclusões pseudo-secundárias. Qualquer esforço atuante após o crescimento do cristal levará à formação de fraturas epigenéticas e inclusões secundárias podem ser o resultado de suas recristalizações.

Inclusões primárias e pseudosecundárias conterão portanto o fluido do qual o cristal hospedeiro cresceu. Desta forma, podem prover informação sobre a composição do fluido correspondente para um determinado ambiente geológico (fluidos magmáticos hidrotermais, soluções salinas de uma bacia, águas meteóricas aquecidas, etc.). Inclusões secundárias podem também prover informação sobre a história geológica tardia de um cristal.

Composicionalmente, a maioria das inclusões fluidas são misturas de água-sal-gás, com Na Cl sendo o sal mais importante, e CO2, CH4 e N2 como as espécies gasosas mais importantes. Em termos termodinâmicos, uma inclusão fluida representa um sistema fechado (isocórico) que é definido pela pressão (P), temperatura (T), volume (V) e composição química (X). Dois destes parâmetros (V, X) permanecem fixos durante a formação de uma inclusão, enquanto P e T são variáveis após o aprisionamento.

À temperatura ambiente, a maioria dos fluidos contém duas fases, uma bolha de vapor e uma solução (aquosa). Porém, outras combinações de fases como dois líquidos imiscíveis (CO2 líquido e água, por exemplo) com ou sem uma bolha vapor são também comuns.

Sólidos adicionais podem ocorrer e são denominados cristais-filhos se estes se precipitam da solução aprisionada. Halita é sem dúvida, a fase sólida mais comumente observada.

O objetivo de qualquer estudo de inclusão fluida é a reconstrução das propriedades PVTX. O método mais aplicado é a microtermometria que é a observação de inclusões fluidas individuais em uma platina de resfriamento/aquecimento sob microscópio ótico, em uma variação de temperatura de -180°C (i. e. resfriamento com nitrogênio líquido) a +600°C.

Após o congelamento completo (solidificação) as inclusões são lentamente aquecidas e qualquer mudança de fase observável até a homogenização total (estado de uma-fase) é gravada. Fusão inicial de qualquer fase sólida permite a identificação dos sistemas aquosos e carbônicos envolvidos (H2O-NaCl, H2O-CO2, CO2-CH4, etc.). Temperaturas de fusão finais (ou temperaturas de dissolução) apontam para a concentração de componentes individuais no sistema correspondente. A diminuição do ponto de fusão do gelo em inclusões aquosas, por exemplo, é uma medida para a concentração total de sal (salinidade) que é comumente expressa como percentagem de peso equivalente de NaCl. A temperatura de homogenização total de uma inclusão define sua densidade. Além disto, a temperatura de homogenização significa a temperatura mínima de aprisionamento.

• Estes conhecimentos podem ser adquiridos na graduação, através do Curso de Inclusões Fluidas, oferecido como disciplina eletiva pela Faculdade de Geologia (FGEL) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Podemos usar estes conhecimentos em uma série de áreas no que tange à geologia e a área ambiental, como paleoclimatologia, petróleo e gás, mineração, gemologia, dentre outros.

COMO ACESSAR O LABORATÓRIO?

O laboratório de Inclusões Fluidas está localizado no 4° andar da UERJ, bloco F, sala 4023-2. Consta em seu objetivo a acessibilidade para toda a comunidade cientifica, desde a graduação até pesquisadores que necessitem efetuar procedimentos de microtermometria.