流体包有物

流体包有物とは、結晶内に閉じ込められた液体や気体の気泡のことです。鉱物はしばしば液体または水性媒体から形成されるため、その液体の微小な気泡が結晶内、あるいは修復された結晶の割れ目に沿って閉じ込められることがあります。これらの包有物は通常0.01mmから 1mmの大きさで 、顕微鏡で観察しなければ詳細に見ることができませんが、窓状石英や骨格状石英の標本には、層状の空隙内に長さと幅が数ミリメートルにも及ぶ薄いシート状の包有物が含まれている場合があります。

これらの包有物は、さまざまな環境で見られます。たとえば、堆積岩のセメント鉱物、熱水循環鉱床の石英や方解石などの脈石鉱物、化石琥珀、グリーンランドと南極の氷冠の深層氷床コアなどに見られます。 ^{[ 1 ]}包有物は、包有物を形成する際に存在した条件に関する情報を提供することができます。フーリエ変換赤外分光法とラマン分光法は、流体包有物の組成を決定するために使用できます。

熱水鉱石鉱物は、通常、高温の水溶液から形成され、冷却して固い岩石を形成する際に、液体または気体の微小な気泡を閉じ込めます。包有物に閉じ込められた流体は、鉱化環境の組成、温度、圧力の記録を保持します。^{[ 1 ]}包有物には、2 つ以上の相が含まれていることがよくあります。包有物に液相とともに蒸気泡が存在する場合、包有物を蒸気泡が再吸収するまで単純に加熱すると、元の流体の推定温度が得られます。包有物に岩塩、シルバイト、赤鉄鉱、硫化物などの微細な結晶が存在する場合、それらは元の流体の組成に関する直接的な手がかりを提供します。

流体包有物は、その特性が鉱化作用の過程に依存するため、鉱物探査において有用なデータを提供することができます。流体包有物を用いて鉱床を特定する方法には、特定の包有物の種類の存在量の評価、加熱および冷却中の相変化における包有物の温度変化の調査^{[ 2 ]} 、破裂挙動や包有物の化学組成などの他の特性の変化の調査^{[ 1 ]}などがあります。サンプルの薄片の観察と点計数は、特定の包有物の種類の存在を特定するために使用されます。地理的に近接した場所に類似の流体包有物が豊富に存在する場合、周囲の岩石の種類は同一ではないにしても類似していると結論付けることができます^{[ 2 ]。}微小熱測定特性（相変化中の温度変化）は、鉱物形成中に熱活動が見られた領域を特徴付け、分類するために使用されます^{[ 2 ] 。}

流体包有物は、石油やガスの鉱床を特定するために使用されてきました。掘削切片、コア、および/または露頭材料は、間隙流体のために保存され、流体包有物層序学（FIS）によって流体の化学が分析されます。FIS分析では、流体包有物の揮発性種の分光測定値を取得します。これらは、近くに天然ガスまたは石油鉱床があることを示しています。^{[ 3 ]}ただし、同様の流体包有物が豊富にあることは、炭化水素の移動と蓄積に起因する可能性があるため、流体包有物の最初の検出後に石油鉱床の存在を確認するために他の技術が使用されます。

近年、流体包有物研究は、深部地殻および地殻-マントル界面における流体の役割を理解するために広く応用されてきた。グラニュライト相岩石中に捕捉された流体包有物は、リソスフェア下部からのCO ₂に富む流体の流入による乾燥グラニュライト相岩石の岩石成因に関する重要な手がかりを提供してきた。 ^{[ 10 ]} CO ₂に富む流体包有物は、多くの超高温グラニュライト相テレーンからも記録されており、CO ₂が極端な地殻変成作用に関与していることを示唆している。^{[ 10 ]}最近の研究では、極端な変成作用中の固相下脱炭酸反応によって生成された CO _2が、スノーボールアースの氷河融解に寄与したと推測されている。^{[ 10 ]}

鉱脈や鉱物に閉じ込められた流体包有物は、造山帯の変形履歴を調べるための指標として使用されてきました。^{[ 11 ]}造山帯のせん断帯では流体活動がかなり活発であるため、せん断帯の流体包有物は、せん断帯の進化中の地震活動を調べるためにも使用されてきました。^{[ 12 ]}造山帯では、地震は時に深部の流体活動と関連していると考えられています。間接的な地球物理学的証拠は、多くのせん断帯における地震における流体の役割を示していますが、地震における流体の役割に関する地質学的証拠を提供する研究はごくわずかです。^{[ 12 ]}

化石化した琥珀の中に閉じ込められた空気や水の泡を分析することで、樹脂や樹液が形成された当時の気候条件を直接的に知ることができる。これらの閉じ込められた気泡の分析によって、1億4000万年前まで遡る大気組成の記録が得られる。データによると、大気中の酸素濃度は白亜紀に35%近くまで上昇し、その後、第三紀初期には現在のレベル近くまで急激に低下した。この急激な低下は、白亜紀末の大量絶滅と一致するか、あるいはそれに非常に近い時期に起こり、チクシュルーブ・クレーターを形成した巨大な隕石衝突の結果である可能性がある。

古海洋学の研究では、流体包有物から海水の化学組成に関する情報を得ることができます。堆積物に閉じ込められた海水は蒸発し、塩分が残ります。これらの蒸発岩が見つかる深さと閉じ込められた塩分の組成の関係から、海洋学者は海水の進化を復元することができます。^{[ 13 ]}深層氷冠内に閉じ込められた気泡も、古代の気候条件の手がかりとして分析することができます。

• 溶融物包有物
• 内包物（鉱物）

• 流体包有物 - USGS
• 琥珀の内包物 - USGS *
• アイルランド国立大学ゴールウェイ校における流体包有物研究。