Este curso está enfocado en introducir a las técnicas de exploración en Geotermia a profesionistas (de todas las Ingenierías y Licenciaturas en Geociencias, Ambientalistas, Economistas y carreras afines) interesados en las energías limpias. Les proporcionará información científica y técnica sobre las bases y nuevas corrientes para fomentar el interés en la energía geotérmica. El curso incluye temas de frontera en Geología, Geoquímica, Geofísica aplicados a la Exploración de recursos geotérmicos, conceptos básicos de la geotermia y su utilización.
Inclusiones Fluidas
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Del curso dictado por Universidad Nacional Autónoma de México
Introducción a la Geotermia
176 calificaciones
De la lección
Geología
En este módulo se trata la importancia de las técnicas geológicas en la etapa de reconocimiento y cómo identificar y catalogar todas las manifestaciones geotérmicas que haya en la superficie.
Conoce a los instructores
Dra. Rosa María Prol LedesmaInvestigadora Instituto de Geofísica UNAM
Instituto de Geofísica
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Hola, ¿qué tal?
Mi nombre es Augusto Rodríguez, del Instituto de Geofísica.
En este video explicaremos una técnica muy importante
para la exploración y explotación de campos geotérmicos.
La microtermometría de inclusiones fluídas.
Esta técnica nos permite conocer la temperatura
de las inclusiones y por lo tanto, del mineral que los contienen.
Asi mismo, nos puede dar idea de la composición del fluído hidrotermal.
La evolución en espacio y tiempo de los fluidos.
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La capacidad que tienen las inclusiones en proporcionar información sobre
el sistema hidrotermal, es invaluable, you que si
en un sistema tenemos la dispositación temporal de muchos minerales,
nos podrá permitir obtener información de la evolución de nuestro campo geotermal.
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Las inclusiones fluídas son porciones de fluido acuoso o gas atrapados
en imperfecciones cristalinas que nosotros podemos observar a través del
microscopio óptico o inclusive en muestras de mano minerales.
Las inclusiones fluídas son muestras representativas
de los fluidos que formaron al mineral.
Asimismo, es una información muy importante para conocer la interacción de
estos fluidos con las rocas en un pasado geológico.
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Con observaciones petrográficas, las inclusiones fluídas pueden
clasificarse por su origen en inclusiones primarias,
inclusiones secundarias e inclusiones seudo secundarias.
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Las inclusiones primarias son aquellas que son atrapadas durante la formación
del mineral y por tanto, contienen la información de la temperatura y la
composición del fluido que las generó.
A partir de diversas metodologías, nosotros podemos inferir la temperatura de
formación del mineral y la composición química del fluido.
Por ejemplo, la sal mineral.
La porción de fluido, por ejemplo, agua con sales disueltas,
se atrapa a condiciones de presión y temperatura de formación del mineral,
que en general son más elevadas que en la superficie de la Tierra.
El líquido se contrae al enfriarse y deja un espacio vacío,
que se observa como una burbuja que puede contener gas o vapor de agua.
En el diagrama, nosotros observamos patrones de crecimiento de inclusiones
fluídas primarias.
Estas pueden seguir planos cristalinos, estar aisladas,
formar grupos o ser paralelas a las caras de los minerales.
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Las inclusiones secundarias son las que se forman posterior a la formación del
cristal.
Por ejemplo, a través de la fracturamiento de un cristal se genera una fractura
y se atrapa fluido que posteriormente es sellado, sin embargo,
esta inclusión no representa al fluido original que formó al mineral.
Estas inclusiones secundarias proporcionan información sobre las condiciones de
fluido posteriores a la mineralización que estamos estudiando.
Pero pueden ser de interés, you que pueden definir las condiciones del sistema
posterior a la mineralización, es decir, si la temperatura disminuyó o aumentó.
En la figura nosotros podemos observar patrones de crecimiento
de estas inclusiones fuera del mineral.
Lo que nos indicaría que es una inclusión secundaria.
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Las inclusiones fluidas seudo secundarias son aquellas
que se forman en una fractura que ocurrió durante la formación del mineral.
Por lo tanto, el crecimiento cristalino sigue su paso y conserva esta
inclusión las condiciones de temperatura y presión del fluido mineralizante.
En el esquema se presentan varias inclusiones, entre ellas las primarias,
secundarias y seudo secundarias.
Para diferenciar las inclusiones seudo secundarias de las secundarias,
se debe observar si las fracturas sobresalen del borde del cristal,
you que si lo hacen, es muy probable que estas fracturas hayan ocurrido
posterior a la formación del cristal.
Por lo que el fluido atrapado en ellas no guarda ninguna relación con la temperatura
y características químicas del fluido que genero a este cristal.
En cambio, si la fractura termina dentro del cristal,
lo más probable es que la fractura ocurrió durante el proceso de crecimiento,
y el estudio de esas inclusiones sí proporcionaría información de temperatura
y composición química del fluido depositante.
Las inclusiones fluidas usualmente contienen agua y vapor de agua.
Sin embargo, existen otro tipo de inclusiones que pueden tener
otros componentes sólidos, líquidos o gaseosos.
Por ejemplo, contener hidrocarburos.
Esto es típico de yacimientos petroleros o sistemas geotérmicos donde la roca
sedimentaria que los almacena tiene bastante materia orgánica.
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Para poder estimar la temperatura de atrapamiento y la salinidad de las
inclusiones fluídas,
es necesario observar que la inclusión fluída cumpla con los siguientes términos.
Debe mantener un volumen constante.
Debe contener la misma cantidad de fluido que atrapo inicialmente.
No debe de haber ningún escape del fluido original.
Debe mantener una composición química constante.
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El volumen de la burbuja puede cambiar en una inclusión, esto es
debido a un proceso pos atrapamiento que es conocido como estrangulamiento.
Si el volumen cambia posteriormente al atrapamiento de la inclusión,
las estimaciones de las temperaturas serán erróneas.
La inclusión fluída debe guardar la misma cantidad de fluido que inicialmente
se formó durante el atrapamiento, sin embargo, hay ocasiones donde las fracturas
secundarias pueden aportar o sustraer fluido a la inclusión.
Esta condición es difícil de identificar, pero al realizar el calentamiento
las inclusiones que hayan perdido fluido presentarán temperaturas anómalas,
muy diferentes a las de las otras inclusiones observadas.
Por eso es importante que se realicen mediciones suficientes
que den resultados estadísticamente representativos.
El efecto más evidente durante el análisis,
es la aparición de temperaturas anómalamente altas, debido a la perdida de
fluido y el consiguiente aumento en el tamaño de la burbuja de gas.
La inclusión fluída también debe guardar la misma composición química del fluido
original durante su formación.
De no ser así, las mediciones que hagamos serán erróneas.
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La microtermometría de inclusiones fluídas consiste en la identificación de
los cambios de fase a través de un proceso de observación en el microscopio,
teniendo bajo control las condiciones de calentamiento y enfriamiento.
Este estudio implica las fases sólidas, de fluido acuoso y de gases.
El campo de aplicación de la microtermometría de inclusiones fluídas
es muy diverso.
Involucra a la geotermia, minería,
industria del petróleo, gemología, entre otros.
Para obtener mediciones microtermométricas
es necesario llevar a cabo los siguientes pasos.
Primeramente, tener un control en la paragénesis de la familia de nuestras
inclusiones fluídas.
Identificar la existencia de eventos post atrapamientos.
Los resultados deben tener una validez estadística, es decir,
tener una desviación estándar inferior al error en las mediciones.
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Las mediciones obtenidas en microtermometría de inclusiones fluídas
son, temperatura de homogeneización,
temperatura de fusión del hielo y obtención de la salinidad.
Así mismo, también se puede obtener otro tipo de información
a partir de las inclusiones, como la química del fluido.
En el video podemos observar el proceso de calentamiento de una inclusión fluída.
Conforme avanza la temperatura,
nosotros observamos que la burbuja de gas empieza a contraerse en un seno líquido.
Desde una temperatura superior a los 50 grados centígrados.
Conforme avanza la temperatura,
nosotros vemos que la burbuja comienza a homogeneizarse en el seno líquido.
En el momento que la temperatura llega al punto en el que la burbuja se homogeneiza
en el líquido, nosotros anotamos el valor de la temperatura de homogeneización.
En el siguiente video observamos nosotros el proceso de congelamiento, sometiendo
a la inclusión fluída a temperaturas muy inferiores a su punto de congelamiento.
Por ejemplo, a más de menos 50 grados centígrados.
Conforme nosotros aumentamos la temperatura,
vemos cómo la inclusión fluída empieza a descongelarse.
En ese punto nosotros tenemos la temperatura eutéctica.
Conforme sigue avanzando la temperatura, nosotros observamos
que los cubitos de hielo empiezan a derretirse en la inclusión,
hasta llegar al último cubito de hielo que se encuentra en el seno liquido.
En el momento en el que se derrite,
nosotros obtenemos la temperatura de fusión del hielo
que a su vez nos permitirá calculara la salinidad del fluido mineralizante.
Recordar que nuestras mediciones tienen que tener una validez estadística,
es decir, tener un conjunto de datos representativos de nuestra muestra.
Un solo dato no puede ser considerado como valido y representar a todo nuestro
sistema hidrotermal, por lo que se recomienda
obtener varios datos de diversas inclusiones primarias y seudo secundarias.
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La información que nos proporcionan las inclusiones fluídas, en conclusión, son
muy importantes porque nos demuestran la evolución de nuestro sistema geotérmicos
y los procesos que han ocurrido en él para su mejor exploración o explotación.
Las mediciones microtermométricas
de temperatura de homogeneización y la salinidad son apenas
los primeros datos microtermométricos que nos ayudaran a entender nuestro sistema.
Podemos tener nosotros sistemas muy simples como agua más cloruro de sodio,
o sistemas tan complejos que involucren CO2, metano o sólidos.
Está técnica es muy valiosa para la exploración
y la explotación de sistemas geotérmicos.
Los invito a continuar tomando este tipo de videos para profundizar en el tema
de microtermometría de inclusiones fluídas.
Muchas gracias por su atención.
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