单个流体包裹体LA-ICP-MS成分分析及在矿床学中的应用

流体对于热液矿床成矿过程起着十分重要的作用,而古成矿流体最直接的代表是流体包裹体,流体包裹体研究是了解与成矿有关的一系列问题的重要钥匙。单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析是了解成矿流体成分特征的最重要手段之一。文章简要介绍了单个流体包裹体成分LA_ICP_MS分析技术及待测样品选取等方面的问题,重点归纳了流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在矿床学中的主要应用,如成矿流体的特征、成矿流体的来源、成矿流体演化历程、诱发金属沉淀的原因、岩浆_热液矿床中金属的来源、元素在不同相中的分配、模拟计算。最后为LA-ICP-MS对单个流体包裹体成分测试的前景做了简单的展望。     

扫描电镜下流体包裹体中子矿物的鉴定

论述了流体包裹体中子矿物的特征和鉴定方法。多相包裹体中的子矿物是由封存在矿物包裹体内的成矿流体结晶形成的固体相,它可以提供有关原始均一母流体化学成分等重要信息。研究实例说明,通过研究包裹体中子矿物可以探讨流体成矿作用、成矿方式及其矿床成矿机制等问题。     

湘西层控金矿床成因机制的研究

流体包裹体的研究表明,湘西层控金矿床为中低温热液矿床,矿床在弱还原、弱碱性的成矿流体中形成,成矿流体为变质水与建造水混合而成。在流体中金主要以[Au(HS)~-]络离子形式运移,流体温度及pH值的改变是导致金沉淀的主要因素。流体包裹体的研究还揭示,成矿能量主要由雪峰造山作用提供。元素地球化学的研究则证实,湘西元古界是典型的Au-Sb-W含矿建造,它为湘西层控金矿床的形成提供了物质基础。本文的研究显示,湘西层控金矿床的成矿作用是中低温开放体系水、岩反应过程。     

滇东富乐铅锌矿区及外围闪锌矿流体包裹体特征

云南罗平富乐铅锌矿是川滇黔铅锌成矿域内赋矿层位最新的大型铅锌矿床,成矿流体研究薄弱,铅锌成矿作用过程的认识缺少实际地球化学依据。对该矿床及邻近矿点中闪锌矿流体包裹体的研究表明,该区矿床(点)闪锌矿中流体包裹体以气液相包裹体为主,其次为含子矿物多相包裹体,显微测温获得闪锌矿流体包裹体均一温度主要分布在120~160℃和180~210℃两个区间,盐度分布在4%~10%和16%~22%两个区间,矿区存在低温和中温两类成矿流体,该类流体属于少量油田水混入的Na~+-Mg~(2+)-SO_4~(2-)-Cl~-型流体,结合富乐矿区矿体及矿石组构特征分析,该区成矿流体具有低温和中温流体混合特征,在成矿流体混合部位形成富厚矿体。该成果为认识该区铅锌成矿作用提供了新的地球化学证据。     

苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用:大陆板块汇聚边界的成矿作用

榴辉岩型钛矿床是重要的钛矿床类型之一。苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用以金红石型钛矿床为主,其中金红石以变质矿物中的包裹体、晶间颗粒或脉状形式出现。富钛石榴子石是金红石包裹体出溶的初始矿物。岩石地球化学研究表明,有利于金红石成矿的榴辉岩为高钛榴辉岩,其源岩为富钛基性岩。利用红外显微镜对金红石进行的流体包裹体研究表明,金红石中主要存在三类流体包裹体,即型H2O溶液包裹体、型CO2-H2O包裹体和型CH4包裹体,其中I型原生和假次生流体包裹体和型流体包裹体反映出的压力范围为0.6~1.3GPa,与榴辉岩角闪岩相退变质作用的压力相当,说明与这类金红石形成有关的变质流体源于榴辉岩退变质作用所释放的水。苏鲁地区超高压榴辉岩是华南—华北板块碰撞的结果,巨量陆壳物质俯冲—折返形成了多样式的高压—超高压岩石,与此同时也发生了以金红石为主要矿石矿物的钛成矿作用。综合矿物学、岩石学、地球化学等研究,我们提出大陆板块汇聚边界的钛成矿作用应该经历了原岩的初始富集、陆壳物质俯冲过程中钛的成矿作用、俯冲板块折返过程中钛的成矿作用和流体阶段的金红石成矿作用四个主要成矿阶段。     

西藏拉屋铜多金属矿床的成矿流体特征与成矿机制研究

西藏拉屋铜多金属矿床产于冈底斯构造岩浆成矿带的申扎—旁多铜-银-铅-锌-金成矿亚带内。分别对干矽卡岩阶段(Ⅰ)的石榴石、早期硫化物阶段(Ⅲ)的石英和晚期硫化物阶段(Ⅳ)的方解石中的流体包裹体进行岩相学观察和显微测温研究,研究表明成矿各阶段热液矿物中的流体包裹体主要为气液水两相包裹体,其次为纯液相水包裹体,偶见气液两相甲烷包裹体,石英中也有大量的含NaCl子矿物多相包裹体,其均一温度变化于95～476℃之间,盐度介于1.57%～37.33%,密度变化于0.68～1.23 g/cm3,总体属中-高温、中-高盐度、中等密度的体系;据此计算的成矿压力范围为24.63～133.61 MPa,成矿深度介于2.46～9.64 km,表明该矿床形成于中深成矿环境。不同成矿阶段流体包裹体研究数据表明,该矿床的成矿作用是一个温度、盐度和压力总体显著降低(减小)、密度略渐增大的过程。氢、氧同位素研究表明,成矿流体在主成矿阶段主要为初始混合岩浆水,随着成矿作用进行,大气降水大量加入,到晚期阶段成矿流体逐渐演化成大气降水。成矿流体在Ⅲ阶段(主成矿阶段)发生了沸腾作用,导致成矿元素沉淀形成矿体。因此认为沸腾作用可能是该矿床金属沉淀的主要机制。     

安庆铜矿床成矿流体演化及矿田成岩-成矿模式

文章基于流体包裹体,稀土元素及成矿同位素地球化学综合研究,分析了安庆铜矿床的成矿物质来源及成矿流体系统的形成与演化,建立了矿田形成的成岩成矿作用模式。     

新疆西昆仑切列克其铁矿成因——地球化学及流体包裹体证据

新疆切列克其铁矿位于西昆仑造山带南带,矿体呈层状、似层状产于志留系温泉沟组地层中。在对矿床地质特征进行研究的基础上,开展了详细的岩矿石地球化学及流体包裹体研究,探讨了切列克其铁矿的成因。切列克其铁矿经历了2期成矿作用:早期为海底热水喷流成矿作用,是主要成矿期,主要形成层状、纹层状和条带状矿体,硅质条带中流体包裹体均一温度为140~160℃,盐度为4.79%~5.09%Na Cl eqv,成矿流体为低温低盐度流体;晚期为岩浆热液成矿作用,该期成矿作用造成了菱铁矿的活化迁移,形成了细脉状菱铁矿石,通过对含菱铁矿石英脉中包裹体的研究,可见气液两相、含子矿物三相和富气相3种类型包裹体,成矿流体包括中高温高盐度流体和中低温低盐度流体。     

内蒙古柳坝沟金矿床流体包裹体研究

对柳坝沟金矿床的包裹体进行系统的岩相学、显微测温和激光拉曼光谱研究,结果表明:包裹体的主要类型有富液包裹体、富气包裹体、CO2-H2O和含子矿物多相包裹体。流体包裹体液相成分为水,气相成分主要为CO2及H2O,并含有少量或微量的N2、H2S、CH4等挥发份。成矿流体属中高温、中低盐度、中等密度的NaCl-H2O-CO2体系。矿床形成于中深成矿环境。矿床的成矿作用是一个温度退缩和盐度降低的过程,成矿过程中发生过多次流体沸腾作用,流体的沸腾和CO2流体在Au成矿过程中发挥着重要作用。     

黑龙江磨石山铜多金属矿床流体包裹体研究

磨石山铜多金属矿床位于小兴安岭—张广才岭成矿带、磨石山—红星铜多金属矿集中区内。对该矿床主矿体含矿石英脉石英矿物的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和单个包裹体气液相成分激光拉曼探针分析研究表明,流体包裹体类型分为Ⅰ型含CO2包裹体、Ⅱ型CO2包体及Ⅲ型气液两相包裹体,均一温度变化为205.9℃～297.6℃,流体盐度变化为2.2～9.2wt%(NaCl);该矿床成矿流体为一含CO2、中等盐度的NaCl--H2O--CO2体系流体。成矿流体的不混溶(沸腾)作用是铜、钼多金属矿化富集的重要因素。该矿床成矿压力为75～110MPa,成矿深度为2.5～3.7km,反映矿化形成于中等深度,矿床属中温岩浆热液矿床,成矿作用与晚侏罗世古太平洋板块的俯冲作用有关。     

安徽铜陵凤凰山铜矿床成矿流体研究

以安徽铜陵凤凰山铜矿床为例,通过对成矿流体特征的研究以及碳、氢、氧同位素分析,探讨矿床的成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。凤凰山铜矿床石榴子石、石英和方解石普遍发育流体包裹体,其类型为V-L型、V-L+S型、V-L富气相型和V型。石榴子石、石英和方解石中的流体包裹体分别集中于3个区,其流体包裹体的温度和盐度区间代表成矿流体演化的3个不同阶段。成矿流体经历了从高温度、高盐度向低温度、低盐度的持续演化过程,与成矿作用阶段基本对应,降温、流体沸腾是导致流体中巨量铜元素卸载的主要因素。氢、氧同位素组成表明成矿流体以岩浆水为主,可能在成矿晚期混有少量大气降水。     

闪锌矿中单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析及其指示意义：以南岭新田岭钨矿床为例

单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在精准示踪成矿物质来源和精细刻画成矿过程方面具有独特优势,但已有研究主要聚焦于透明的脉石矿物中的流体包裹体,对用于矿石矿物较少,二者之间有何异同特别是谁更能代表成矿流体组成目前研究薄弱。闪锌矿是岩浆热液矿床和MVT型矿床中常见的矿石矿物,其通常发育流体包裹体并在透射光下具有透明-半透明特征,是研究流体包裹体较为理想的矿石矿物。文章选择南岭新田岭钨矿硫化物阶段的闪锌矿及共生石英为研究对象,开展流体包裹体成分LA-ICP-MS对比分析。分析结果显示,闪锌矿和石英中的流体包裹体组成存在较大差异,前者异常富Cu、Ag和Sn等金属元素,后者富Li、B、Na、K、Rb、Sr、Cs和Pb等元素。结合闪锌矿本身微量元素特征,文章认为元素Cu、Ag和Sn的超常富集与其从寄主矿物扩散进入流体包裹体有关。在基于大离子亲石元素的流体成因类型判别图中,闪锌矿和石英中的流体包裹体组成均能有效示踪成矿流体来源,但后者示踪效果更好。总体而言,共生石英中流体包裹体组成可能更能代表成矿流体组成,闪锌矿因其莫氏硬度较低、金属元素含量高等原因,元素易发生后期扩散/改变,流体包裹体组成可能不能代表真实流体信息。在研究矿石矿物流体包裹体时,需谨慎对待某些元素的超常富集。综合研究脉石矿物流体包裹体和矿石矿物本身元素组成是成矿流体研究更准确的手段。     

论矿物中的临界包裹体及超临界流体的成矿地质作用

临界包裹体是成矿流体在临界或超临界条件下形成的一种特殊包裹体。它比一般的流体包裹体含有更多更为特定的物理化学信息。本文讨论了临界包裹体的成因、分类及所含物理化学信息的意义。作者研究了某些矿床中的临界包裹体,发现它与成矿关系密切,并提出了一个新的成矿假设——超临界流体成矿地质作用。文中列举了这种成矿作用在某些金矿、大冶式铁矿和斑岩铜矿床中种种表现。     

江西省徐山石英脉型钨矿床流体包裹体研究

地质流体在各种成矿作用中都起到十分重要的媒介作用,是矿床学研究的主要内容之一,而流体包裹体则是当前成矿流体研究的一个重要手段。在详细的岩相学观察的基础上,对徐山钨矿床石英脉石英中的流体包裹体进行了显微测温工作。实验结果表明,该矿床含矿石英脉中包裹体主要为富液相的气液两相包裹体,均一法实验测得的均一温度为190.4~446℃,平均均一温度为290.8℃,盐度为3.87~21.26 NaCl.wt%,平均盐度为13.20 NaCl.wt%,进而计算了成矿溶液的密度(平均为0.851 g/cm)和矿床的成矿深度(平均约为0.80 km),表明徐山钨矿为浅成中温热液矿床,成矿作用与该地区中生代火山-次火山活动强烈密切相关。     

单个流体包裹体LA-ICP-MS分析及应用进展

独立封存的单个流体包裹体,能够准确地反演被捕获时期的流体信息.激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）是单个流体包裹体微区分析的重要手段,展现了原位、实时、高空间分辨率、高灵敏度、高精密度、低检出限、多元素同时检测的优点.单个流体包裹体组成信息的LA-ICP-MS测定技术,在单个流体包裹体选取、激光剥蚀采样方式、气溶胶传输与电离、质谱瞬时信号采集效率、定量校准与内标元素准确测定等方面逐步突破,且该技术应用于成矿元素来源及分配、成矿流体来源及特征、建立成矿模式等方面的研究广泛.因此提高单个流体包裹体分析成功率、降低小体积流体包裹体元素检出限、测定矿石矿物流体包裹体成分等成为该分析技术亟待解决的问题.      

矿床成矿系列与成矿区带融合关系的探讨

矿床成矿系列（以下简称成矿系列）是矿床或矿床类型组合的自然分类,是矿床地质科学和矿产资源评价中研究成矿规律的成矿学理论之一。矿床在自然界并非单个（或孤立地）存在,它们靠成因联系,并相互依赖着构筑成矿床组合的自然体,赋存在与成矿作用相匹配的特定的地质构造单元中,构成一个矿床成矿系列。即：在一定的地质历史时期或构造运动阶段;在一定的地质构造单元及构造部位;与一定的地质成矿作用有关;形成一组具有成因联系的矿床组合自然体,称为矿床成矿系列（陈毓川等,2006）。特定的时间域是指一定的地质历史发展阶段内一个大地构造活动旋回（或相对独立的构造活动阶段）;特定的空间域是指一定的地质构造单元,亦就是成矿的地质构造背景,一般相当于形成的三级构造单元（或跨越、或包含在老的构造单元内）;特定的地质成矿作用是指特定的时、空域中发生的地质成矿作用,即岩浆成矿作用,沉积成矿作用（在水体中沉积成矿）,变质成矿作用,表生成矿作用,与岩浆、变质成矿作用无关的流体成矿作用（陈毓川等,2015）;并形成有成因联系的矿床组合的自然体。     

西藏拉抗俄斑岩铜钼矿床流体包裹体研究

西藏冈底斯成矿带拉抗俄斑岩铜钼矿床位于西藏特提斯构造域拉萨地块东段中南部,是近年来青藏高原地质大调查项目评价的重点矿床之一。文章在钻孔地质编录的基础上,依据矿物组合、脉体穿切关系的不同,划分了3个成矿阶段:早阶段、中阶段以及晚阶段,成矿中阶段为主成矿阶段。根据包裹体室温下的相态充填度特征以及是否含有子矿物,可将其分为3大类:液相包裹体(Ⅰ)、气相包裹体(Ⅱ)和含子晶多相包裹体(Ⅲ)。成矿早阶段流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,均一温度集中在260~400℃之间,w(Na Cleq)为2.1%~39.4%;成矿中阶段的流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,具有典型的沸腾包裹体组合,均一温度集中在280~360℃,w(Na Cleq)为2.2%~37.1%;成矿晚阶段流体包裹体主要为Ⅰ类包裹体,均一温度集中在220~280℃,w(Na Cleq)为3.6%~5.6%,显示包裹体均一温度及盐度呈递减趋势。成矿流体是中高温、中高盐度,且富含成矿元素的Na Cl-H_2O体系流体。矿床形成的压力为(100±10)MPa,形成深度为(3.7±0.4)km。激光拉曼探针分析结果表明,流体包裹体液相成分主要为H_2O,气相成分含有CO_2;子矿物有黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、石膏、黄铁矿、金红石、长石等。成矿早阶段,岩浆房发生流体出溶;成矿中阶段,岩浆流体发生减压沸腾和不混溶作用。综上所述,温度降低、压力减小、pH值的增加以及氧化还原电位的变化是造成拉抗俄矿床成矿元素沉淀的主要因素。     

SILLS软件在单个萤石流体包裹体LA-ICP-MS微量元素分析数据处理中的应用

近年来激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)应用于单个流体包裹体成分定量分析已成为研究流体包裹体的最佳手段之一。该实验过程和数据处理比较复杂,目前国内外采用的数据分析软件为一款基于MATLAB的SILLS软件,该软件主要是对矿物(锆石)、流体包裹体以及熔体包裹体LA-ICP-MS分析结果进行处理。本文以萤石流体包裹体LA-ICP-MS分析为例,阐述了样品制备与流体包裹体的优选方法,对流体包裹体片厚度以及单个流体包裹体的选取要求作了详细描述,对仪器参数设置、内外标样选取和剥蚀方法等进行了说明。基于SILLS软件采用尖峰消除的方法对待处理数据进行校正,对不同种类型的波峰进行峰宽的选取。在元素比值校正和等效盐度计算过程中,由于被测样品是萤石,Ca元素具有较高的背景值,选择以Na作为流体包裹体的内标元素,以Ca作为寄主矿物的内标元素对寄主矿物浓度进行计算,同时提出以电价平衡代替质量平衡进行等效盐度计算。以上方案提高了LA-ICP-MS分析单个萤石流体包裹体的准确性,有助于解释成矿流体来源和矿床成因等问题。     

真空爆裂提取含矿流体法测定热液中成矿元素的含量

定量地测量成矿流体中成矿元素的含量对于解决矿床成因和探讨成矿流体的演化有着十分重要的意义。目前国际上普遍采用单个包裹体激光显微探针拉曼光谱法、包裹体显微光谱分析法和包裹体群的化学成份分析。前两种方法可以对包裹体(或单个包裹体)中的气体、液体和固体进行定量分析,在国外发展比较迅速,我国还几乎是空白,个别学者作过尝试,但由于分析标准和仪器水平等     

大兴安岭中南段金属矿床流体包裹体研究

作者通过在不同温度下对包裹体特征、相变行为的系统观察与测定，以及对包裹体气、液相成分的分析、获取了研究区内主要矿床成矿过程中成矿液体的温度、盐度、密度、流体成分、流体的沸腾现象、成矿压力以及ＰＨ，Ｅｈ，Ｆｏ２，还原参数等成矿的物理化学参数，从而为划分矿化蚀变阶段，矿床类型、成矿系列和深化对矿床成矿作用与成矿机制的认识提供了科学依据。尽管矿床属于不同的成矿系列，只要矿床类型相同，矿床的流体包裹体地球