Inklusi fluida adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan adanya fluida yang terperangkap selama kristal tumbuh. Gas dan solid juga bisa terperangkap di dalam mineral.
Tutorial ini bertujuan untuk membubuhi skala pada gambar.
1. Install software ImageJ yang dapat di download secara gratis di laman ini
2. Buka gambar yang akan diberikan skala dengan menggunakan menu File > open.
3. Kita harus mendefinsikan skala terlebih dahulu untuk gambar akan kita proses. Pada gambar di bawah, saya membuat garis lurus yang dari angka 0 hingga 1 cm pada penggaris, dengan cara mengklik gambar garis (straight line). Setelah garis lurus selesai dibuat, klik ""Analyze > measure 4. Akan keluar menu box yang menunjukkan nilai mean, median, max, angle dan length. Kita hanya akan fokus pada Panjang garis, sehingga hanya akan menggunakan menu "length." Jika tampilan dalam tutorial ini, maka pembaca dapat mengeluarkan opsi lain pada "analyze > set measurements." Saya biasanya menggunakan opsi perimeter untuk mengukur keliling dari suatu obyek (biasanya bermanfaat untuk studi saya pada inklusi fluida --> detail ada link laman ini ) 5. Setelah mengetahui Panjang dalam satuan pixels, kita konversi Panjang 1 cm pada penggaris tersebut ke dalam pixel. Kita gunakan menu "analyze > set scale" 6. Kita tahu bahwa 1 cm = 1020 pixel, sehingga kita masukkan data pengukuran tersebut ke dalam kolom. Jika kita ingin menunjukkan satuan panjang dalam ukuran centimeter, kita cukup tulis cm. Jika akan menampilkan skala dalam meter, cukup tulis m pada kolom unit of length. 7. Langkah sudah hampir selesai, kita munculkan skala dengan menggunakan opsi "analyze > tools > scale bar" 8. Atur posisi skala, angka yang akan ditunjukkan, ukuran huruf, tebal atau tipis skala. 9. Jika kita akan menggunakan satuan micrometer pada skala gambar, cukup tuliskan micron pada unit of length.
10. Jika ingin mengkonversi perbesaran mikroskop menjadi skala, mula-mula foto obyek yang kita ketahui panjangnya (misalkan penggaris, kotak milimeter block, dll), kemudian konversi panjang x lebar foto atau gambar mikroskop dengan langkah-langkah di atas. Saya ambil contoh konversi lensa obyektif mikroskop yang pernah saya pakai (Olympus BX40) yang menggunakan kamera Canon EOS450D. Selamat mencoba!
[last update 20 April 2020] --> materi kuliah "Inklusi fluida: dasar, metode, interpetasi dan aplikasi" selamat siang kak, perkenalkan saya ade krisna , mahasiswa s1 di teknik geologi iTB. nah izin bertanya jika kakak ga sibuk.
berhubung masih sangat minim bacaan tentang inklusi fluida , mau tanya sebenarnya peranan inklusi fluida sendiri dalam ananlisis mikrotermometri sendiri apa ya, trus outputnya apa ? apa suhu ketika fluida itu terperangkap ? dan aplikasinya buat eksplorasi geologi kira2 apa ya ? makasih kak, maaf menggangu waktunya
salam
ade k.y.
12014082
Jawab
Halo brur Ade, salam kenal.
Makasih buat emailnya. Supaya lebih memudahkan ketika ada yang nanya hal ini, aku sudah resumekan pertanyaanmu di blog.
Halaman ini merupakan lanjutan dari tulisan yang lain tentang inklusi fluida untuk eksplorasi mineral, yang bisa dibaca disini.
Inklusi fluida itu sebutan untuk fluida yang terperangkap di mineral ketika mineral itu terbentuk. Inklusi fluida terbentuk tidak hanya di mineral transparan saja (kuarsa, feldspar, turmalin, kalsit, fluorit, dsb), tapi bisa juga terperangkap di mineral translusen (ex. sphalerit, kromit) dan mineral opak (ex. molibdenit, wolframit). Untuk mineral transparan (dan translusen), kita bisa menggunakan mikroskop refraksi dengan penyinaran dari bawah, tapi untuk mineral opak, perlu digunakan infra red mikroskop.
Inklusi fluida bisa memberikan informasi, antara lain:
- salinitas
- temperatur minimum saat fluida terperangkap pada host mineral
- tekanan minimum saat fluida terperangkap pada host mineral. Dari temperatur dan tekanan, kita bisa membuat diagram PT, serta membuat isochore (isokorik)
- mendeteksi defek tidaknya host mineral (misal membandingkan antara antara batu mulia asli dengan yang sintetis).
- eksplorasi gas dan minyak (umumnya diamati pada batuan sedimen, mis. pada sebagai semen pada saat diagenesis, sehingga kita bisa tahu temperatur dan tekanan ketika fluida tersebut terperangkap. Inklusi yang mengandung akan berpendar jika diberikan lampu fluorescens)
- metamorphic petrology (bukan bidang saya, karena biasanya FI akan ter ekuilibrasi dan inklusi yang kita amati adalah yang terbentuk saat even retrograde).
1. Sebelum kita bisa mendapatkan informasi di atas, kita amati terlebih dulu fluid properties pada temperatur ruangan (20-30 derajat). Sama seperti pengamatan mineral, kita juga melakukan pengamatan petrografi. Kita harus bisa membedakan, mana yang debu, mana yang inklusi. Debu biasanya menempel di mineral, sedangkan inklusi fluida (saya singkat FI) berada di mineral. Walaupun lucu, tapi ini penting!
2. Kita lihat, ada berapa fase yang terperangkap pada inklusi tersebut.
a. Apakah ada mineral yang terperangkap di dalam fluida (mis. halit sangat lazim terperangkap pada fluida yang mempunyai salinitas tinggi, umumnya pada endapan yang terbentuk dari brine (MVT Pb Zn), atau endapan magmatik (mis. porfiri Cu-Au-Mo)) apakah di dalam fluida.
b. ada berapa fase (misal hanya 1 fase liquid [L] atau gas [V], atau liquid+gas [L+V], atau mungkin malah lebih dari 2 fase [L+L+V]
c. Jika kita curiga apa isi gas tersebut, kita bisa mengecek dengan menggunakan alat yang bernama Raman spektroskopi, atau dengan menggunakan metode mikrotermometri (mis. jika kita curiga ada CO2 pada inklusi, kita mengecek homogenisasi temperatur dari CO2 pada suhu antara -66 hingga -56. CO2 murni akan terhomogenisasi pada suhu -56.6 derajat)
3. Tentukan paragenesis dari FI. Mana inklusi primer atau pertama kali ketika fluida terperangkap, mana yang terbentuk kedua, ketiga dsb. Umumnya inklusi primer terisolasi, sedangkan inklusi sekunder membentuk garis. Namun (PENTING), belum tentu semua inklusi yang membentuk garis adalah inklusi sekunder (ilustrasi menyusul). Jika kita tidak mengetahui apakah inklusi ini primer atau sekunder, saya cenderung ikut dengan usul seorang prof di Kanada - Dan Kontak - dan menyebut inklusi sebagai undertemined inclusion. Nanti kita bisa menentukan paragenesisnya setelah mempunyai data pengukurannya.
4. Cari titik "nol", kemudian beri nama tiap inklusi fluida yang akan diukur. Pengalaman saya, membuat sketsa dari bentuk mineral, lokasi inklusi, akan memudahkan kita untuk memulai memberi nama inklusi-inklusi tersebut. Beri nama yang mudah saja, misal dengan kombinasi huruf dan angka (mis. FI-M01-2s, artinya, FI sampel M01 titik 2, inklusi sekunder). Buat dokumentasi sebanyaknya dan buat kolase!
5. Setelah tahu paragenesis dari inklusi fluida, kita hitung fraksi volume (volume fraction). Paling mudah adalah memfokuskan dengan pada FI dengan habit yang regular (inklusi fluida berbentuk negatif, membulat, tabular). Kita bisa menghitung volume fraction inklusi irregular dengan data mikrotermometri. Dalam contoh ini, volume fraction inklusi ini sama dengan perimeter vapour/liquid x 100% = 213.628/546.170 x 100% = 39.11%
6. Kita mulai bisa memulai dengan menggunakan heating-freezing stage untuk mikrotermometri. Ingat! KALIBRASI terlebih dahulu. Jika menggunakan standar dari SynFlinc, maka umumnya kita mengkalibrasi dengan pure CO2 (-56.5 celcius), H2O murni (air murni akan meleleh pada suhu 0 derajat dan vapour akan menghilang pada suhu 374 celcius)
7. Data titik leleh es (Tm ice) didapatkan dengan membekukan inklusi dari suhu ruangan ke suhu rendah (misalnya -60 derajat, kita asumsikan tidak ada gas), kemudian naik perlahan-lahan sampai es tersebut leleh. Temperatur ini bisa dihitung dengan persamaan dariBodnar dan Vityk .
Tapi ketika ketika ada CO2 di inklusi yang kita amati, kita perlu menuju titik yang lebih rendah lagi (mis. -120 celcius), kemudian melihat transisi fase untuk mengamati temperatur melting CO2 (-65 - 56), kedian homogenisasi temperatur liquid (mis. antara -15 hingga 0). Ada kalanya muncul fase baru bernama klatrat (clathrate) atau gas hidrat. Saya jelaskan lain kali, sementara ilustrasi klatrat dan homogenisasi CO2 dulu.
8. Setelah mendapatkan temperatur leleh (Tm ice), kita naikkan temperatur hingga vapour menghilang. Temperatur itu adalah temperatur minimum ketika fluida itu terperangkap. Pada endapan epitermal, Tm berkisar antara 100an hingga 350 (mengapa? karena kontrol utama pada endapan epitermal adalah ligan bisulfida [HS-], dimana emas akan terbawa dengan ligan tersebut). Sebaliknya, endapan porfiri akan mempunyai titik homogenisasi yang lebih tinggi, temperatur homogenisasi akan lebih tinggi, bahkan mencapai 500-600 derajat. Emas tidak larut bersama bisulfida, namun klorida (AuCl-). Pada tipe endapan lain, misalnya MVT, sedex, carbonate hosted, umumnya homogenisasi temperaturnya lebih rendah daripada epitermal.
Ilustrasi di bawah saya buat untuk menentukan homogenisasi temperatur dari FI. Angka hitam menunjukkan temperatur.
Pada suhu 2015.5, semua vapour menghilang. Di gambar terakhir, semua fase gas menghilang dengan sempurna (Th= 201.5)
9. Data yang didapat saat ini adalah temperatur dan salinitas
Ketika kita ingin mengetahui tekanan ketika terperangkap, perlu dilakukan pemodelan, dan disinilah diperlukan data volume fraction (baca langkah nomor 5) dan temperatur klatrat (jika terdapat CO2). Oh iya, melting temperature ice (Tm ice) pada inklusi yang mengandung CO2 tidak mencerminkan data salinitas sebenarnya, sehingga perlu dikoreksi dengan Th klatrat (-20 hingga 15 celcius) dan Th CO2 (rata-rata antara 15-31).
10. Diagram Haas (dengan input salinitas dan temperatur homogenisasi dari mikrotermometri) biasanya digunakan untuk endapan yang terbentuk pada pressure yang rendah (< 500 MPa) pada kedalaman yang dangkal (<2-3 km), mis epitermal atau geotermal. Endapan ini umumnya terbentuk pada kondisi boiling (pendidihan), sehingga emas dan logam akan lepas dari ligan dan terpresipitasi pada batuan samping atau vein. Tanda-tanda boiling, kita mempunyai fluida dengan komposisi liquid-gas pada FI yang bervariasi, dengan kata lain, volume fraction nya bervariasi. Diagram ini sangat tricky, sehingga TIDAK(pakai huruf tebal dan merah) semua data mikrotermometri yang kita dapat bisa di plot di diagram di bawah ini. Detailnya saya ulas di halaman ini .
11. Dibandingkan dengan diagram Haas, ada metode lain yang lebih tepat untuk mengkoreksi data mikrotermometri kita, yaitu dengan menentukan koreksi terhadap temperatur terhadap tekanan (pressure correction). Data P-T digunakan untuk membuat isochore line, sehingga kita tahu kondisi terbentuknya endapan tersebut. Dari sinilah pentingnya menghitung volume fraction, temperatur klatrat, temperatur CO2, ice melting temperature (Tm ice), Th(CO2) dan temperatur homogenisasi H2O. Pada endapan yang terbentuk pada temperatur dan tekanan yang lebih tinggi, hasilnya tidak akan mencerminkan kondisi terbentuknya aslinya. Banyak freeware yang bisa digunakan, misalkan program ISOC oleh Ronald Bakker (MU Leoben atau grup Duan(Beijing, Cina)
12. Data yang didapat bisa digunakan untuk menentukan tipe endapan yang sedang kita amati. Kita bisa bandingkan dengan literatur yang ada (misal, dari paper oleh Wilkinson tahun 2001). Endapan porfiri atau endapan yang terbentuk dari evaporasi umumnya mempunyai 3 fasa solid; endapan orogenik (umumnya, tapi tidak selalu) dicirikan dengan adanya gas, misalnya CO2-CH4-N2; endapan epitermal biasanya mempunyai salinitas rendah (< 5 % eq NaCl, bahkan beberapa di bawah 1)(referensi: Wilkinson 2001).
13. Lakukan koreksi antara temperatur homogenisasi dengan densitas. Misalnya dengan kurva isokor di bawah.
13. Referensi bermanfaat (menurut saya) lainnya saya rangkum di halaman ini. 14. Sorry for the long post. Here is potato.
[last update 20 April 2020] --> materi kuliah "Inklusi fluida: dasar, metode, interpetasi dan aplikasi" 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
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
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 28-11-2017 - Pressure-temperature correction for fluid inclusion
Salah satu metode untuk melakukan koreksi tekanan-temperatur, karena temperatur homogenisasi hasil pengukuran adalah fungsi dari tekanan dan temperatur. Pada endapan MVT atau carbonate hosted Pb-Zn, koreksi temperatur bisa mencapai 25 derajat celcius. Untuk endapan yang terbentuk pada kedalaman >10km, koreksi bisa mencapai 300 derajat celcius. Caranya, tentukan densitas dari inklusi fluida terlebih dahulu dan temperatur homogenisasi, kemudian plot ke dalam diagram di bawah. Gambar di bawah saya kutip dari halaman ini.
.
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.
Me with Kingsley Burlinson in SGA meeting in Quebec City, Canada, August 2017. In this conference, he bring his bike and cycled for about 4,000 km from Toronto heading to East and back to Toronto (read more details about his trip in his blog)
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 inclusionwebsite and his biketouring experience in thislink. Anyway, he is almost 70 years old.
