Conversations with the Earth

Tuesday, May 31, 2016

Inklusi Fluida untuk Eksplorasi Mineral

Di laman ini, saya coba kumpulkan beberapa referensi bermanfaat bagi teman-teman yang ingin belajar tentang inklusi fluida. Inklusi fluida adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan adanya fluida yang terperangkap selama kristal tumbuh. Fluida yang terperangkap bisa berupa fluida, gas (vapor) atau fluida superkritikal, dimana masing-masing akan mempunyai salinitas: bisa berupa air murni (pure water), fluida dengan salinitas tinggi, misal air laut (brine), gas atau gas-fluida, silikat, sulfida maupun karbonat.
Inklusi fluida di kuarsa dan mineral opak, pirit

Inklusi fluida adalah salah satu analisis yang dilakukan oleh "economic geologist" maupun "petroleum geologist" karena dapat menjelaskan kondisi batuan ketika fluida itu terperangkap.  Dari satu sampel (misal kuarsa, karbonat, feldspar), kita bisa menjumpai ribuan inklusi fluida. Dari ribuan itu, kita harus mencari mana inklusi yang pas untuk dianalisa. Untuk menemukan inklusi, kita menggunakan mikroskop refraksi dan sampel yang digunakan berbeda dengan sampel sayatan tipis. Umumnya, sayatan tipis mempunyai tebal 25-30 mikron, sedangkan sampel inklusi fluida mempunya tebal 100 mikron. Di gambar di atas, saya menggunakan dua buah sumber cahaya, yaitu sinar dari bawah untuk mengamati inklusi fluida dan sinar dari atas untuk mengamati opak. Tidak harus, cuma karena nganggur aja.

Di kampus tempat saya belajar di Leoben, saya bersyukur dibimbing salah satu inklusionis yang terkenal, Ronald Bakker dan juga pembimbing saya, Walter Prochaska. Saya menemukan banyak referensi yang bermanfaat untuk studi inklusi fluida, dan rasanya sayang kalau disimpan sendiri, saya coba tulis biar ga gampang lupa. 

INFORMASI APA YANG DIDAPAT DARI INKLUSI FLUIDA
(1) Komposisi Fluida
• Disajikan dalam hal elemen terlarut spesies (mis aqueous ions, molekul), isotop stabil dan isotop radiogenik
• unit konvensional (fraksi mol): xi

(2) Densitas Fluida
• Inklusi fluida menyediakan satu-satunya densitas paleo-fluid
• unit konvensional: ρ α (1 / V)

(3) kondisi P-T dari fluida saat terperangkap dalam mineral
• Pengukuran temperatur homogenisasi memberikan informasi tentang suhu temperatur formasi batuan
 • Dalam keadaan normal ( "homogenous entrapment"), kondisi dibatasi dengan garis dalam P-T (Isochore), yang berasal dari suhu minimum dan tekanan.
• Dalam keadaan khusus ( "heterogenous entrapment jebakan"), misalnya cairan immiscibility,  formasi batuan dapat ditentukan dari P dan T .
(4) evolusi Temporal
• Perbandingan beberapa generasi inklusi fluida memungkinkan evolusi komposisi fluida, densitas fluida dan kondisi fluida saat terjebak
• Interpretasi tekstur memberikan informasi tentang sejarah deformasi dan P-T-t

Tampak puluhan inklusi di kuarsa. Menentukan inklusi yang sesuai untuk analisis mikrotermometri adalah satu dari beberapa bagian paling melelahkan dari studi inklusi fluida

Inklusi fluida H2O-NaCl dari salah satu sampel disertasi saya

APLIKASI
1. Ore deposit: memahami pembentukan endapan dari segi fisika (temperatur, tekanan) dan kimia (salinitas)
2. Gemologi: membedakan batuan yang terbentuk di alam dengan sintetis. Batuan umumnya mempunyai defek yang hanya bisa dilihat dengan menggunakan mikroskop. Inklusi fluida dapat digunakan untuk melacak asal dari batuan tersebut (fingerprinting), sehingga ketika terjadi konflik, maka dapat dengan mudah ditelusuri asal batuannya. 
3. Karakteristik meteorit dan sampel ekstra terestrial
4. Pada stratigrafi dan sedimentasi
5. dan aplikasi lainnya
Perhatikan saat gelembung itu hilang, itu yang ditunggu-tunggu oleh inklusionis. Duduk berjam-jam di depan mikroskop untuk satu sampel bukan hal baru bagi inklusionis

Suhu -56.5 derajat celcius adalah titik leleh dari CO2 padat menjadi CO2 cair

  
Pada sistem inklusi fluida CO2-H2O, akan terbentuk gas hidrat yang disebut "chlathrate", yang akan ikut mencair pada suhu antara 8-15 derajat


- Buku: 
Fluid Inclusions Analysis and Interpretation (2003) (kumpulan resume dari para inklusionis): 
R Burrus - Petroleum Fluid Inclusions: An Introduction (not available)
R Bakker and P Brown - Modelling in fluid inclusion research
S Salvi and A E Williams-Jones - Bulk analysis in fluid inclusions
R Burrus - Raman spectroscopy of fluid inclusions (not available)

6 Juni 2016

University Jena - Course Resume Fluid Inclusions
LA-ICP MS of single fluid inclusions in quartz

Sepengetahuan saya, hanya beberapa instansi di Indonesia yang memiliki "cooling-heating" stage untuk keperluan studi ini, sehingga belum banyak yang melakukannya secara personal. Apa itu artinya studi inklusi tidak tidak penting? Nein..... riset itu penting. Kalau semua ditakar dengan keuntungan dalam materi, maka kita sendiri yang mengantarkan diri kita ke bangsa yang hanya bisa memakai, namun tidak bisa menciptakan. Tinggal nanti kita berdoa saja, semoga alat ini bisa dimiliki banyak universitas maupun lembaga riset di Indonesia, biar kita makin paham tentang dongeng geologi tentang terbentuknya endapan di Indonesia ini.

Salam dari Alpen yang puuuanas dan tiba-tiba bisa ada petir di atas gunung "jegeeeerrrr"
Kelak saya bakal kangen coretan-coretan seperti ini. Kalau sekarang? Sing sabaaaar.......

Bintik hitam di dalam mineral transparan (gambar atas) adalah mineral opak. Jejak diagonal yang memotong mineral adalah inklusi fluida sekunder. Mineral opak berwarna hitam di tepi gambar adalah pirit, kalkopirit dan galena. Di dalam mineral transparan, terdapat banyak inklusi fluida yang diperbesar pada gambar bawah. . 

Update 23-10-2017
Tidak semua data temperatur homogenisasi-salinitas dapat di plot di Diagram Haas!
Banyak sekali artikel yang menggunakan data inklusi fluida (Th dan salinitas) untuk mengetahui "paleo depth" dari suatu sistem, namun, beberapa di antaranya tidak tepat sasaran. Diagram Haas (1971) digunakan ketika kita yakin bahwa endapan tersebut terbentuk pada kondisi mendidih atau "boiling", misalnya pada endapan epithermal (HS atau LS) dan geothermal. 

Endapan lainnya (misalnya emas orogenik), tidak dengan semerta-merta menggunakan diagram Haas untuk menentukan kedalaman. Sebagai contoh, endapan emas orogenik bisa bervariasi dari kedalaman 2km hingga 20 km. Fluida dapat terhomogenisasi dari suhu 200 hingga 700 derajat, namun rata-rata berkisar antara 200-450 derajat. Coba kita bandingkan dengan diagram Haas. Diagram ini hanya memfasilitasi temperatur homogenisasi kurang dari 350 dan kedalaman 2 km. Semua angka yang kita dapat dari inklusi fluida bisa saja kita plot di diagram itu, tapi maknanya tentu saja akan berbeda karena diagram tersebut dibuat untuk kondisi pendidihan saja. Kalau boleh mengutip judul artikel dari Haas "The Effect of Salinity on the Maximum Thermal Gradient of a Hydrothermal System at Hydrostatic Pressure" . Grafik ini sesuai untuk endapan hidrotermal, bukan endapan metamorfogenik. 

Penggunaan diagram Haas pada endapan orogenik atau metamorfogenik (menurut saya) tidak tepat, karena endapan orogenik terbentuk bukan dari fluida hidrotermal atau magmatik, melainkan dari fluida metamorfik. Fluida metamorfik terbentuk saat terjadi metamorfosis, dan umumnya berada jauh dari permukaan. Fluida ini kemudian ikut terangkat pada saat retrograde metamorphism, membentuk urat kuarsa atau mengisi rekahan di sepanjang shear zone. 

Pada endapan emas orogenik, koreksi temperatur dan tekanan perlu dilakukan, mengingat fluida yang membentuk endapan orogenik bukanlah fluida magmatik. Setelah diketahui komposisi fluida (densitas, volume fraction, hadir tidaknya CO2), kedalaman dapat ditentukan dengan menggunakan data dari grafik isokor (P-T diagram). 

Ketika kita melihat inklusi lebih detail, mungkin saja ada gas yang terperangkap (CO2, N2, CH4), yang harus di tentukan juga temperatur klatrat dan homogenisasi temperatur dari CO2, karena jika tidak, salinitas yang didapat tidak menunjukkan nilai sebenarnya, melainkan lebih rendah dari seharusnya. 

Just my two cents, maybe I am wrong. 

Update (28-8-2017)
Me with Kingsley Burlinson in SGA meeting in Quebec City, Canada, August 2017. 

He worked a lot with fluid inclusion as an indicator for mineral exploration. He criticized my work (poster on the back side of us) and gave a constructive comments (mainly to  carbonic rich inclusion composition). Carbonic rich inclusion is not the source of gold mineralisation but the main source is the heterogenous fluid inclusions

He paid our (me+Tomy) dinner, and he is such a kind person, funny and full of laugh. We share same hobbies, cycling and writing. Find more details about Kingsley's work on his fluid inclusion website and his biketouring experience in this link
Inklusi fluida dengan komposisi H2O-CO2-NaCl
Melting temperature (Tm) dari inklusi fluida from andyyahya on Vimeo.


UPDATE: 15 Juni (perhitungan dan pemodelan online)

Temperatur homogenisasi, densitas dan perhitungan isokorik H2O-NaCl 




Klik Gambar di bawah untuk melihat artikel lain




Share:

2 comments:

  1. Mas Andi, senang bisa membaca artikelnya. Mas saya minta alamat emailnya dong, saya mau diskusi via email. terima kasih ya Mas

    ReplyDelete
    Replies
    1. halo mas Karel. boleh2, ini email saya yahya.andy@gmail.com

      Delete

Komentar akan dimoderasi oleh penulis sebelum tayang. Terima kasih

Last Update

16 November 2017 - Curriculum vitae
14 November 2017 - Beasiswa - Konferensi
26 Oktober 2017 - Atlas mikroskopi bijih
23 Oktober 2017 - Inklusi Fluida

Tentang Penulis

My photo

Apa artinya hidup kalau tidak memberi manfaat untuk orang lain. Mari kita mulai dengan membagi ilmu yang kita ketahui dengan orang lain. Suatu saat, kita akan meninggalkan dunia ini, namun tidak dengan ilmu dan karya kita. Mari mulai berkarya, mari memberi semangat ke sekitar, mari menulis karena menulis adalah bekerja untuk keabadian.

Kontak ke Penulis

Name

Email *

Message *