流體包裹體及應(yīng)用資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所范宏瑞研究員講義7/23/20231Edwin

Roedder(1919-2006)7/23/202321.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/20233什么是流體包裹體?氣相

–

H2O,

CO2,

CH4,

N2,

H2S液相

-

H2O,

CO2,

石油固相

–

石鹽

(NaCl),

鉀鹽

(KCl)赤鐵礦,

硬石膏,

云母,黃銅礦,

黃鐵礦,

磁鐵礦,

碳酸鹽,

…硅酸鹽玻璃

或

重結(jié)晶熔體成巖成礦流體(含氣液的流體或硅酸鹽熔融體)在礦物結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程中，被包裹在礦物晶格缺陷或穴窩中的、至今尚在主礦物中封存并與主礦物有著相的界限的那一部分物質(zhì)。7/23/20234LS

VSS7/23/20235流體包裹體分類有機(jī)包裹體根據(jù)相態(tài)熔融(巖漿)包裹體液體包裹體氣體包裹體含子礦物包裹體液相占整個(gè)包裹體體積50%以上，均一到液相氣相占整個(gè)包裹體體積至少大于

50%以上，

均一到氣相除液相或氣相外，含有各種子礦物如NaCl,KCl,

赤鐵礦,

方解石等

在低于CO2臨

界溫度時(shí)可見(jiàn)

氣體CO2、液

體CO2、和水含CO2包裹體

溶液三相

含有機(jī)質(zhì)，

如甲烷、瀝

青、高分子

碳?xì)浠衔?/p>

等由玻璃質(zhì)+氣泡±流體組成，有時(shí)見(jiàn)少量結(jié)晶質(zhì)7/23/20236石油-水包裹體氣相石油7/23/20237紫外熒光顯微鏡7/23/20238紫外熒光顯微鏡下含

石油包裹體的觀察紫外熒光顯微鏡單偏光顯微鏡7/23/202391.2.3.4.5.6.捕獲在包裹體內(nèi)的物質(zhì)為均勻相－均一體系;包裹體的體積未發(fā)生變化－等容體系;捕獲后未發(fā)生物質(zhì)的滲漏或逃逸－封閉體系;壓力對(duì)流體的效應(yīng)已知或可以忽略;包裹體的形成原因可以確定;包裹體的均一溫度可以精確的測(cè)定。

地質(zhì)溫度計(jì)和地質(zhì)壓力計(jì)的基礎(chǔ)流體包裹體基本假設(shè)7/23/202310流體包裹體被捕獲的機(jī)理

枝蔓狀快速生長(zhǎng)

層狀包裹體群晶體部分溶(熔)解產(chǎn)生蝕

坑，晶體再生后被捕獲

包裹體在生長(zhǎng)螺旋

之間或生長(zhǎng)螺旋中

心被捕獲晶體結(jié)構(gòu)單元亞平行生長(zhǎng)，捕獲的包裹體晶面裂紋、晶體不良生長(zhǎng)形成包裹體

固體碎屑落在晶體

生長(zhǎng)晶面上被捕獲7/23/2023111.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/202312野外

–

對(duì)最終結(jié)果解釋影響極大

采集巖石(礦石)樣品室內(nèi)挑選

磨制兩面光薄片(0.1-0.3mm)顯微鏡下觀察

礦物共生組合及流體包裹體期次劃分測(cè)試

Thtot,

ThCO2,

Tm,

等流體包裹體研究的步驟

采樣

素描測(cè)試7/23/202313最常含有流體包裹體的10種礦物石英石鹽方解石螢石

磷灰石石榴石閃鋅礦重晶石黃玉錫石7/23/202314

流體包裹體大小?>mm:

博物館藏品3~25μm:

典型顯微測(cè)溫范圍1.5

μm:

H2O或CO2

包裹體測(cè)試最小尺寸

5

μm:

H2O

+

CO2

包裹體測(cè)試最小尺寸9mm20

μ

m7/23/202315原生

(P):與主礦物同時(shí)形成，包裹的流體可代表主礦物形成的流體和物理化學(xué)條件。常為孤立狀或束狀分布，有時(shí)呈平行生成帶分布；次生

(S):主礦物形成之后沿礦物裂隙進(jìn)入的熱液在重結(jié)晶過(guò)程中被捕獲，常沿愈合的裂隙分布

。假次生

(PS):

礦物生產(chǎn)過(guò)程中，由于某種原因，晶體發(fā)生破裂或形成蝕坑，成礦母液進(jìn)入其中，經(jīng)封存愈合形成的包裹體。由于晶體的繼續(xù)生長(zhǎng)，這種包裹體分布在晶體內(nèi)部。沿愈合的裂隙分布但不切穿整個(gè)晶體。流體包裹體成因分類7/23/202316原生和次生流體包裹體形成動(dòng)畫(huà)效果7/23/202317原生和次生流體包裹體形成動(dòng)畫(huà)效果7/23/202318PS原生和次生流體包裹體形成動(dòng)畫(huà)效果7/23/202319P和S包裹體具有不同相比例降溫后氣泡出現(xiàn)7/23/202320包裹體世代關(guān)系復(fù)雜世代的流體包裹體早晚7/23/202321包裹體世代判別原生包裹體和次生包裹體保存了兩種的形成主礦物的流體。原生包裹體因捕獲的是形成該主礦物的母液，因此它的成分和熱力學(xué)參數(shù)，反映了礦物形成的化學(xué)環(huán)境和物理化學(xué)條件的特點(diǎn)。而次生包裹體是在主礦物形成之后，捕獲了與形成主礦物流體無(wú)關(guān)的后期流體。因此，它只能反映主礦物形成之后，經(jīng)歷過(guò)的化學(xué)環(huán)境和物理化學(xué)條件。因?yàn)樗鼈兙哂胁煌某梢蛞饬x，如何正確區(qū)分它們，在包裹題研究工作中是非常重要的。判別原生和次生包裹體要格外小心7/23/202322相比例估計(jì)7/23/202323體的總稱。合成

NaNO3

晶體裂隙化后

的再愈合過(guò)程

包裹體捕獲后變化

–

“卡脖子”Necking

down

“卡脖子”包裹

體群是指已形

成的包裹體，

在后來(lái)的重結(jié)

晶作用影響

下，被分離成

二個(gè)以上包裹7/23/202324捕獲后變化

–

卡脖子-1若一群次生包裹體的“卡脖子”發(fā)生在和

L-V

曲線相交之前:均一溫度正確鹽度正確降溫

至

和

L-V

曲線相交7/23/202325捕獲后變化

–

卡脖子-2若一群次生包裹體的“卡脖子”恰好發(fā)生在

和

L-V

曲線相交之時(shí):

均一溫度不正確

鹽度正確

“卡脖子”溫度降低7/23/202326捕獲后變化

–

卡脖子-3若一群飽和溶液包裹體的“卡脖子”發(fā)生在和

L-V

曲線相交之時(shí):

均一溫度不正確

鹽度不正確

溫度降低“卡脖子”7/23/2023271.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/202328簡(jiǎn)單

H2O

體系相圖T氣相液相冰7/23/202329簡(jiǎn)單水溶液體系溫度－密度關(guān)系圖不同壓力但都在540℃下捕獲的4類包裹體(A,B,

C,

D)，具有不同的均一方式。兩類均一至液相，一類均一至氣相，一類臨界均一。ABCD7/23/202330H2O-NaCl體系溫度－組分圖解4類代表性NaCl-H2O包裹體(1,2,3,4)由于其含鹽度不同(10,23.5,

25

and

27

wt%

NaCl)在冷凍過(guò)程中顯示的相變有顯著差別。7/23/202331CO2

體系P-T相圖液-氣相線液相臨界點(diǎn)等容線(g/cc)

氣相

CO2

體系7/23/202332CO2-H2O體系相圖通過(guò)獲得CO2-H2O包裹體部分、完全均一溫度及均一方式，可以獲得體系的摩爾體積及CO2摩爾分?jǐn)?shù)。7/23/202333CO2-CH4體系相圖CO2-CH4包裹體內(nèi)CH4總摩爾分?jǐn)?shù)與

CO2冰熔化溫度及CO2-CH4相充填度有關(guān)。CO2冰熔化溫度7/23/2023341.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/202335從包裹體顯微測(cè)試中所能獲得的參數(shù)、獲得方法及意義7/23/202336包裹體顯微測(cè)試中常用符號(hào)Thtot

–

完全均一溫度ThCO2

L-V,

等.

–

部分均一溫度，常用于含CO2包裹體.

(表明均一至何種狀態(tài)ThCO2

L-V(L))Tm

–

熔化溫度Te

–

初熔溫度Td

–

爆裂溫度Tt

–

捕獲溫度7/23/202337流體包裹體測(cè)溫包裹體測(cè)溫?zé)o疑是現(xiàn)在最流行和最廣泛應(yīng)用的非破壞性分析方法，也是包裹體地球化學(xué)學(xué)科中研究最早和發(fā)展最快的一部分，是包裹體地球化學(xué)中一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。測(cè)溫分析的原理比較簡(jiǎn)單，只要在光學(xué)顯微鏡上附加一種測(cè)溫設(shè)備，就能在地質(zhì)上有意義的各種透明（或半透明）礦物中得到廣泛地應(yīng)用。該方法是在詳細(xì)觀察和辨認(rèn)包裹體中含流體的各種物相（固相、氣相、液相）基礎(chǔ)上，通過(guò)升溫或冷卻測(cè)量各種瞬間相變化的溫度。7/23/202338流體包裹體測(cè)試儀器－冷熱臺(tái)Linkam

THMS

600冷熱臺(tái)

(英國(guó))USGS冷熱臺(tái)

(美國(guó))7/23/202339

均一法的基本原理包裹體所捕獲的流體呈均勻的單一相充滿著整個(gè)包裹體空間。隨著溫度下降，流體(氣體或液體)的收縮系數(shù)大于固體(主礦物)的收縮系數(shù)，包裹體流體將沿著等容線演化，一直到兩相界面的位置，如果原來(lái)捕獲的是大于臨界密度的流體，則分離出一個(gè)氣相，氣體很快逸出，由于表面張力在有利位置形成球形的氣泡；如果原來(lái)捕獲的是小于臨界密度的富氣體流體，則氣體在流體中將凝聚出一個(gè)液相，形成具有一個(gè)大氣泡的兩相包裹體。將具有氣液包裹體的光薄片放在熱臺(tái)上升溫，于是可以相繼看到一些可逆的相變化的現(xiàn)象。首先看到的是隨溫度的升高氣、液相的比例發(fā)生變化，而當(dāng)升到一定溫度時(shí)，就發(fā)生了相的轉(zhuǎn)變，即從兩相(或多相)轉(zhuǎn)變成一個(gè)相，也即達(dá)到了相的均一，這時(shí)的溫度，即為均一溫度(也叫充填溫度)。

Th

→

L

c.p

Th

→

VH2O

體系相圖7/23/202340壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

流體包裹體地質(zhì)溫度計(jì)原理

純水體系PVT相圖1.0050150350等容線L=V曲線

(g/cc)

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202341壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

假設(shè)包裹體是在一定的

溫度(Tt)和壓力條件(Pt)下被捕獲1.0050150350TtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202342壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

溫度下降時(shí),

包裹體將沿一等容線前進(jìn)直至和

L=V

曲線相交，包裹體狀態(tài)不改變

1.0050150350TtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202343壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

再繼續(xù)降溫包裹體將沿

L=V

曲線前進(jìn)

包裹體內(nèi)有氣泡成核1.0050150350TtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202344壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC再持續(xù)降溫，包裹體內(nèi)流體將發(fā)生進(jìn)一步收縮

氣泡將加大

1.0050150350TtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202345壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

升溫時(shí)，包裹體沿

V/L

曲線前進(jìn),

液相體積增大、氣泡縮小1.0050150350TtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202346壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC達(dá)到均一溫度

(Th)時(shí)，包裹體中氣泡消失

1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202347壓力

KBar0.

95等容線0.800.

60溫度

oCTh

所在的等容線即為包裹體原先降溫時(shí)

所經(jīng)過(guò)的等容線

1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202348壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC繼續(xù)升溫包裹體沿原先的等容線前進(jìn)

1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202349壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC如果捕獲壓力Pt已知或能估計(jì)獲得,

就可以

獲得包裹體的捕獲溫度

(Tt)

1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202350壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

Th和Tt間差值即為壓力校正值1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202351壓力

KBar0.

950.800.

60溫度

oC

降溫后，包裹體內(nèi)氣泡重新出現(xiàn)，

Th可以為重復(fù)測(cè)定1.0050150350ThTtPt等容線(g/cc)L=V曲線

臨界點(diǎn)0.5液相氣相7/23/202352加熱實(shí)驗(yàn)含CO2包裹體部分均一完全均一7/23/202353CO2氣相CO2液相?

對(duì)含CO2包裹體來(lái)說(shuō)，氣部分均一

溫度不會(huì)>31.1℃；

部分均一至液相還是至氣相，取決

于其密度。7/23/202354350oC-100oC25oC0oC加熱實(shí)驗(yàn)－動(dòng)畫(huà)效果7/23/202355350oC25oC0oC-100oC7/23/202356350oC25oC0oC-100oC7/23/202357350oC25oC0oC-100oC7/23/202358350oC25oC0oC-100oC7/23/202359350oC25oC0oC-100oC7/23/202360350oC25oC0oC-100oC均一溫度

(Th):330oC7/23/202361350oC25oC0oC-100oC7/23/202362350oC25oC0oC-100oC7/23/202363350oC25oC0oC-100oC7/23/202364350oC25oC0oC-100oC7/23/202365加熱實(shí)驗(yàn)子礦物熔化7/23/202366黃銅礦石鹽?

包裹體中出現(xiàn)石鹽子礦物表明氣鹽度很高

(>

26

wt.%)，應(yīng)根據(jù)石鹽熔化溫度估算包裹體的鹽度。?

包裹體中的金屬子礦物(如黃銅礦等)，可以是真正

的子礦物，也可以是偶然捕獲的礦物，但通常不

透明子礦物即使是真正的子礦物，加溫后也不熔

化。7/23/202367冷凍法測(cè)定包裹體鹽度的基本原理冷凍法是研究包裹體流體體系成分和鹽度的基本方法之一。它是將包裹體樣品放置在冷臺(tái)上通過(guò)改變溫度，觀察包裹體中發(fā)生的相變，再與已知流體體系的實(shí)驗(yàn)相圖進(jìn)行對(duì)比，來(lái)確定包裹體流體所屬體系及流體成分。對(duì)低鹽度NaCl-H2O包裹體，則可以根據(jù)拉烏爾定律，即稀溶液的冰點(diǎn)下降與溶質(zhì)的摩爾濃度成正比的原理來(lái)測(cè)定流體的含鹽度。H2O-NaCl

體系7/23/202368Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

V

Ice

+

NaCl.2H2O

+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VWeight

%

NaCl-25-5003020100

NaCl-H2O體系相圖，顯示石鹽、水石鹽、冰、

液相和氣相的穩(wěn)定域257/23/202369Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

V

Ice

+

NaCl.2H2O

+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VWeight

%

NaCl-25-5003020100

含有

10

wt.%

水溶液包裹體冷凍至

0oC

之下，由

于亞穩(wěn)態(tài)并不結(jié)冰257/23/202370Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

V

Ice

+

NaCl.2H2O

+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VWeight

%

NaCl-25-5003020100

通常要經(jīng)過(guò)迅速冷凍低于低共結(jié)溫度(Te)之后

包裹體才能被完全冷凍257/23/202371Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VTfmWeight

%

NaCl-25

Ice

+

NaCl.2H2O

+

V-5003020100

回溫后，包裹體在-20.8oC(Te)發(fā)生初熔

(Tfm)，

鏡下顯示為包裹體中氣泡被

“解鎖”257/23/202372Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VTfmWeight

%

NaCl-25

Ice

+

NaCl.2H2O

+

V-50

0Tm(ice)3020100

繼續(xù)回溫，在

-6oC

發(fā)生最后一塊冰晶熔化消失，

即為測(cè)得的冰點(diǎn)257/23/202373Temperature

oC0.1oC-20.8oCIce

+

L+

VL+VNaCl+L+VNaCl.2H2O+L+

VTfmWeight

%

NaCl-25

Ice

+

NaCl.2H2O

+

V-50

0Tm(ice)3020100

繼續(xù)回溫，在

-6oC

發(fā)生最后一塊冰晶熔化消失，

即為測(cè)得的冰點(diǎn)257/23/202374冷凍實(shí)驗(yàn)－冰點(diǎn)(鹽度)最后一塊冰熔化7/23/202375350oC25oC0oC-100oC冷凍實(shí)驗(yàn)測(cè)冰點(diǎn)(鹽度)動(dòng)畫(huà)效果7/23/202376350oC25oC0oC-100oC過(guò)冷卻后包裹體冷凍7/23/202377350oC25oC0oC-100oC初熔溫度

-

Tfm7/23/202378350oC25oC0oC-100oC7/23/202379350oC25oC0oC-100oC7/23/202380350oC25oC0oC-100oC7/23/202381350oC25oC0oC-100oC7/23/202382350oC25oC0oC-100oC7/23/202383350oC25oC0oC-100oC最后一塊冰熔化－冰點(diǎn)

Tm(ice)7/23/202384冷凍實(shí)驗(yàn)水合物熔化溫度(鹽度)7/23/202385流體包裹體冷凍法冰點(diǎn)與鹽度關(guān)系表7/23/202386鹽度的測(cè)試未飽和體系

(<23.2

wt%

NaCl)鹽度

(wt%

NaCl

eq)

=

0.00

+

1.78T

–

0.0442T2

+

0.000557T3T

=

最后一塊冰消失溫度℃

(-21.2

℃<T<0

℃)低共結(jié)點(diǎn)到包晶點(diǎn)溫度

(>23.2

,

<26.3

wt%

NaCl)根據(jù)水石鹽的最終熔化溫度，在相應(yīng)圖解曲線上求出NaCl的濃度過(guò)飽和體系(>26.3

wt%

NaCl)鹽度

(wt%

NaCl

eq)

=

26.242

+

0.4928T

+

1.42T2

–

0.223T3

+0.04129T4

+

0.006295T5

–

0.001967T6

+

0.0001112T7T

=

NaCl

晶體熔化溫度

℃H2O-NaCl體系7/23/202387NaClKClCaCl2MgCl2NaCl-KClNaCl-CaCl2NaCl-MgCl2-21.2℃-10.7

℃-49.8

℃-33.6

℃-22.9

℃-52.0

℃-35.0

℃鹽度的測(cè)定

其它含鹽溶液冰點(diǎn)的降低

相變與NaCl-H2O體系類似；

回溫后也有水合鹽的生成；

需用初熔溫度確定體系性質(zhì)；

鹽度用

NaCl

wt％表示。

初熔溫度

Te7/23/202388

籠合物形成

水結(jié)冰

CO2冷凍固結(jié)加溫:

CO2冰熔化

H2O冰熔化

籠合物熔化

CO2部分均一

-30

to

-40

℃

-40

to

-60

℃

-90

to

-110

℃

-60

to

-56.6

℃由含鹽度而變

-10

to

+10

℃

由密度決定43

3水溶液相和非水溶液相間的反應(yīng)

鹽度的測(cè)試H2O-CO2-NaCl包裹體

冷凍:7/23/202389H2O-NaCl-CO2體系氣相-飽和液相富水部分不變點(diǎn)的特征與相組合鹽度的測(cè)試－H2O-CO2-NaCl包裹體鹽度

(NaCl)＝15.52022－1.02342·t－0.05286·t2t

為籠合物熔化溫度7/23/202390H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC25oC0oC-120oC7/23/202391H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC20oC0oC-120oC7/23/202392H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-28oC0oC-120oC7/23/202393H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-40oC0oC-120oC7/23/202394H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-92oC0oC-120oC7/23/202395H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-82oC0oC-120oC7/23/202396H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-57.7oC0oC-120oC7/23/202397H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程

30oC

0oC

-57.0oC-120oCCO2冰熔化－Tm,CO27/23/202398H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC-6.5oC0oC-120oC7/23/202399H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC0oC-120oC7/23/2023100H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程30oC5.0oC0oC-120oC7/23/2023101H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程

30oC

5.1oC

0oC-120oC籠合物熔化－Tm,calth7/23/2023102H2O-CO2-NaCl包裹體冷凍實(shí)驗(yàn)實(shí)際過(guò)程

30oC

25.1oC

0oC-120oCCO2部分均一－Th,CO27/23/2023103H2O-CO2-NaCl(9%)包裹體冷凍測(cè)試時(shí)的相變7/23/2023104包裹體爆裂

流體包裹體是一個(gè)被主礦物圈閉在晶體缺陷內(nèi)的封閉體系。當(dāng)溫度升高包裹體達(dá)到均一后，若再繼續(xù)升溫，包裹體的內(nèi)壓急劇上升，當(dāng)內(nèi)壓大于包裹體腔壁所能承受的壓力時(shí)，包裹體發(fā)生破裂，同時(shí)發(fā)生噼啪的響聲?？蓪l(fā)出大量響聲時(shí)的溫度記錄下來(lái)，這個(gè)溫度稱之為爆裂溫度。7/23/2023105流體包裹體數(shù)據(jù)處理與解釋表格7/23/2023106頻率分布直方圖流體包裹體數(shù)據(jù)處理與解釋7/23/2023107流體包裹體數(shù)據(jù)處理與解釋雙變量圖解7/23/2023108參數(shù)圖解流體包裹體數(shù)據(jù)處理與解釋7/23/2023109計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件流體包裹體數(shù)據(jù)類型與處理7/23/20231101.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/2023111流體包裹體分析方法7/23/2023112氣液相成分分析1.2.氣相成分－四極桿質(zhì)譜：氣相成分（H2O、CO2、CH4、C2H6、N2、O2、H2S、He、Ar）及包裹體水含量離子成分－液相色譜和電感耦合等離子（ICP）質(zhì)譜儀：Na,

K,

Ca,

Mg,

F,

Cl,

SO42-,

REE…..

中科院地質(zhì)地球物理所

日本產(chǎn)RG202四極桿質(zhì)譜儀7/23/2023113+ve0激光拉曼光譜儀拉曼效應(yīng)

Laser(single

frequency)+

Sample→

Spectrum(range

of

frequency)

-1Frequency

(cm

)

Rayleigh

Scattering

Stokes

Spectrum

Anti-Stokes

SpectrumMolecularVibrations-ve

-1

Frequency

(cm

)7/23/2023114拉曼效應(yīng)分子振動(dòng):

鍵礦物CO2,

N2,

CH4,

H2OSO42-,

CO32-無(wú)：

Na+,

Ca2+,

Cl-激光拉曼光譜儀－單個(gè)包裹體非破環(huán)性方法中科院地質(zhì)地球物理所英國(guó)產(chǎn)Renishaw

R2000

激光拉曼光譜儀7/23/2023115激光拉曼光譜儀流體包裹體中氣相拉曼光譜氣相分析:CO2,

CH4,

N2H2S,

C2H6,

C3H8SO2,

CO,

H2,

O2,

NH3等7/23/2023116Intensity(

石

英

)10001500200025003000

CO251

mol%

N237

mol%

CH412

mol%激光拉曼光譜儀

Frequency(cm-1)流體包裹體中氣相7/23/202311705001000150020002500300035004000

frequency

(cm-1)流體包裹體中液相

激光拉曼光譜儀SO42-,

CO32-,

HSO4-,

HCO3-,HS-…..

1050

HSO4-

H2O

983

SO42-7/23/2023118流體包裹體中固相子礦物:碳酸鹽方解石,

文石,

白云石硫酸鹽硬石膏,

石膏,

重晶石…磷酸鹽氯化物偶然捕獲相:赤鐵礦,

金紅石,

石墨,

含碳物質(zhì)激光拉曼光譜儀7/23/2023119確定結(jié)晶質(zhì)礦物玻璃相成分組成H2O

含量

激光拉曼光譜儀熔融包裹體研究7/23/2023120Frequency(cm

)2004006008001000-130μmQB

石英(Q)

M寄主礦物:綠柱石(B)云母(M)熔融包裹體中成分的鑒定

玻璃質(zhì)(G)

G7/23/2023121掃描電鏡與能譜儀－固相鑒定7/23/2023122激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)分析－單個(gè)包裹體破環(huán)性方法7/23/20231231.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/2023124“不混溶”的定義流體不混溶

–兩個(gè)性質(zhì)成分不同的流體分離－常溫下油水分離-

過(guò)程:

減壓

和/或

降溫沸騰

–

液態(tài)狀的水轉(zhuǎn)化成氣相-

過(guò)程:

減壓

和/或

加溫退變質(zhì)沸騰

–液態(tài)狀的水轉(zhuǎn)化成氣相-

過(guò)程:

減壓

和/或

降溫7/23/2023125不混溶包裹體群的顯微鏡下特征成分不同相比例相差懸殊，有時(shí)可觀察到連續(xù)變化產(chǎn)出于同一時(shí)期礦物或同一礦物顆粒之中，分布于相鄰范圍內(nèi)

。7/23/2023126下一步:

顯微測(cè)溫A.B.照相并素描組合關(guān)系測(cè)試獲得顯微測(cè)溫?cái)?shù)據(jù):首先冷凍!!!1.

鹽度2.

密度3.

XCO2最后進(jìn)行加溫實(shí)驗(yàn)4.

Thtot若同一世代兩個(gè)端元如富H2O-NaCl溶液包裹體與富CO2的包裹體兩個(gè)端元，這兩個(gè)端元的包裹體它們具有大致相同的均一溫度，而且富氣的端元均一到氣相、富液的端元均一到液相，則可判斷它們?yōu)椴换烊芑蚍序v包裹體群。7/23/2023127與侵入體有關(guān)的金礦床中的流體不混溶作用7/23/20231281.2.3.4.5.6.7.流體包裹體定義流體包裹體巖相學(xué)流體包裹體相體系流體包裹體顯微測(cè)溫流體包裹體分析流體不混溶流體包裹體在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用7/23/2023129典型礦床均一溫度－鹽度范圍礦床學(xué)研究中的流體包裹體7/23/2023130斑巖型Cu-Mo(-Au)礦均一溫度200~700℃;高鹽度，0-70wt%

NaCl一個(gè)甚至多個(gè)子礦物，除石鹽和鉀鹽外，可能會(huì)有黃銅礦等子礦物；常有流體沸騰現(xiàn)象7/23/2023131火山熱液塊狀硫化物礦床兩相水溶液包裹體；低鹽度，1-8.4wt%NaCl；均一溫度80~340℃；常缺乏沸騰包裹體；7/23/2023132脈狀中溫?zé)嵋航鸬V床H2O-CO2-NaCl±CH4包裹體；均一溫度200~350℃；低鹽度(<8wt%

NaCl);晚期有大氣水的混入。7/23/2023133

密西西比河谷型Pb-Zn礦床兩相水溶液包裹體和含有機(jī)質(zhì)或石油的包裹體，同時(shí)也可以見(jiàn)到一些純液體的包裹體；均一溫度低，主要變化范圍為80～150℃

；含有很高的鹽度，測(cè)定的冰點(diǎn)溫度達(dá)-15～-25℃（＞19wt%NaCl當(dāng)量），但極少含有子礦物，見(jiàn)不到流體沸騰的證據(jù)。瀝青7/23/2023134巖漿巖巖石學(xué)研究中的流體包裹體可由熔體包裹體研究獲得的數(shù)據(jù)成礦巖漿和其它巖漿中的溶解性揮發(fā)分(H2O、CO2、Cl、S、F、B、Li)及成礦金屬濃度；