南黄海盆地含烃热液流体活动：流体包裹体证据

南黄海盆地勿南沙隆起古生界地层的地热和地球化学异常一直受到众多地质学家和地球化学家的关注。本文联用显微测温和激光拉曼光谱技术对南黄海盆地勿南沙隆起的常州(CZ)-2-1井二叠系栖霞组灰岩石英脉中的流体包裹体进行了详细研究。根据岩石学特征、室温下包裹体相态特征和成分差别,这些包裹体可以分成三大类六小类。流体包裹体拉曼光谱分析结果表明包裹体中含有甲烷和有机物,证明了该区曾经有含烃类流体活动。显微测温分析表明流体包裹体的均一温度在214℃～305℃之间,远高于该区正常沉积的盆地古地温,暗示包裹体捕获了热液流体。根据岩石学观察和测温分析结果,样品中主要存在三期流体包裹体,其均一温度和流体的甲烷浓度分别为:214℃,0.1347mol/L;265℃,0.1722mol/L;305℃,0.3370mol/L。包裹体甲烷浓度随均一温度升高呈增大的趋势。本次研究证实南黄海盆地勿南沙隆起区曾存在含烃热液流体活动,这些实验结果可以为合理解释热异常和地球化学异常提供证据。     

皖南地区二叠系孤峰组页岩中高密度含甲烷包裹体特征及其地质意义

对皖南地区泾县昌桥剖面的二叠系孤峰组硅质页岩裂缝石英脉中流体包裹体进行了显微激光拉曼光谱测试、热力学温度测定及拉曼光谱图谱解析,观测到了高密度甲烷包裹体。利用甲烷包裹体的拉曼散射峰v₁位移2910.6~2911.2 cm-1,计算得到甲烷包裹体密度为0.2295~0.2618 g/cm3,具有高密度甲烷包裹体特征。含甲烷组分的气液两相盐水包裹体均一温度分布在216.8~242.3℃。由于气液两相盐水包裹体与甲烷包裹体是共生的,通过状态方程热力学计算高密度甲烷包裹体在共生气液两相盐水包裹体最小温度216.8℃的捕获压力为76~95 MPa。对甲烷流体包裹体密度和捕获压力的计算,揭示了区域内二叠系孤峰组高演化程度的硅质页岩在地史演化过程中存在高压甲烷流体产出的证据,为开展皖南地区二叠系页岩气勘探评价提供了科学依据。      

鄂尔多斯盆地中部地区马家沟组断裂控制天然气运移方向的流体包裹体证据

为研究鄂尔多斯盆地中部地区马家沟组成藏期次和天然气运移方向与断裂活动的相关性,利用流体包裹体岩相学观察、激光拉曼光谱分析、均一温度和冰点温度的测定以及热力学PVT模拟方法对奥陶系马家沟组马五段储层的岩心样品进行了成分、温度和压力的测定与恢复.结果表明:构造裂缝脉体中充填的矿物为方解石、白云石和菱镁矿;脉体中共有4类流体包裹体,分别为富甲烷气体包裹体、含CO₂富甲烷气体包裹体、含甲烷盐水包裹体和盐水包裹体,这4类流体包裹体均存在于方解石脉体中;构造裂缝脉体和溶孔中含甲烷流体包裹体的均一温度在130.1~179.6 ℃之间,与含甲烷流体包裹体同期的盐水包裹体的均一温度范围为112.3~173.3 ℃.结合生排烃史和埋藏史,证明早白垩世是马家沟组天然气的主要成藏期.沿断裂分布的各井的捕获压力和压力系数呈现由西南向东北递减的趋势,早白垩世的构造运动在北东向的断层中产生大量构造裂缝,为天然气的运移提供了通道,证明含甲烷的流体沿北东向断裂运移并充注成藏.      

CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算方法

CH4—H2O体系流体包裹体研究对含油气盆地流体分析和成矿流体研究都有重要的意义。本文详细介绍了H2O、CH4和CH4—H2O体系的拉曼光谱特征及分子作用，分析了CH4—H2O体系热力学特征，同时对CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算的方法及步骤进行了叙述。利用人工合成流体包裹体建立甲烷浓度与拉曼特征峰面积比值之间的校正曲线是实现CH4—H2O体系流体包裹体定量分析的基础。盐度对包裹体定量分析的影响最为显著，在恒定甲烷浓度下，甲烷与水的拉曼峰面积比值随着盐度增加而减少。对于流体包裹体封闭体系，随温度升高，液相甲烷浓度增大。校正曲线必须包含对温度和盐度的校正。石英主矿物性质和方位对甲烷浓度定量分析的影响可以忽略。实验研究表明，原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体中甲烷水合物生成条件的一种有效方法。因此，基于拉曼光谱分析和显微测温分析结果，采用热力学模型可以定量计算CH4—H2O体系流体包裹体的相关参数。     

盘古山钨矿成矿流体特征及其地质意义

盘古山钨矿是一个石英脉型钨多金属矿床,在赣南地区的钨矿床中尤为著名。本文在详细的流体包裹体岩相学研究的基础上,对该矿床主成矿阶段黑钨矿-黄铁矿-石英脉和黑钨矿-辉铋矿-石英脉中含矿石英脉中的流体包裹体做了显微测温及拉曼探针分析。结果显示,该矿床流体包裹体类型复杂,不同类型包裹体均一温度及盐度差异较大,反映了复杂的流体特征;包裹体组合复杂,各类型包裹体常叠加在一起,不同分布特征的包裹体组合的均一温度存在明显区别。其中NaCl-H2O气液(Ⅰ型)包裹体均一温度分布范围为100~370℃,大致可划分为三个温度区间,即270~370℃高温区、230~270℃中温区及100~210℃低温区;盐度均10wB%NaCleq.,主要集中在1wB%NaCleq.和4~6wB%NaCleq.之间。相对而言,含CO2三相(Ⅱ型)包裹体的均一温度普遍高于Ⅰ型包裹体,主要集中在220~250℃、260~350℃之间;而盐度相对较低,集中在2~5 wB%NaCleq.之间。所有这些包裹体特征都表明成矿流体具有多期次性,可能反映本区存在多期次的矿化作用。利用含CO2三相包裹体的部分均一温度与最终均一温度计算出成矿流体的捕获压力36.3~97.8 Mpa,平均压力72.2 Mpa,按静岩压力换算成最小成矿深度为1.4~3.76 km,平均为2.78 km。对各类包裹体的激光拉曼探针测试表明:成矿流体中除水、CO2外,还含有少量的CH4和N2。盘古山钨矿的各类流体包裹体的综合特征研究表明,流体的不均一捕获作用可能是盘古山钨矿床石英脉型钨矿形成的主要机制。     

胶东半岛大磨曲家金矿床成矿流体物理化学条件演化

胶东大磨曲家金矿床流体包裹体包括水溶液包裹体、富CO2包裹体和高盐卤水包裹体3种类型,前两者发育较多,高盐卤水包裹体发育极少。流体包裹体显微测温及盐度、密度、压力估算显示,水溶液包裹体均一温度为98~376℃,据冰点温度估算,盐度为0.53%~8.28%,水溶液包裹体均一压力低于50×105Pa;富CO2包裹体完全均一温度为255~348℃,盐度为2.42%~11.43%,均一压力为1 000×105~2 500×105Pa;富CO2包裹体中CO2均一温度为23.0~32.4℃,指示该类包裹体可能含有数量不等的CH4或H2S。静水压力体制下,根据纯CO2包裹体均一压力估算成矿深度约为1 km。在270℃左右,均一压力从富CO2包裹体到水溶液包裹体急剧降低,指示成矿流体在270℃左右可能发生过一次减压沸腾过程,成矿流体盐度和密度在270℃左右也有显著的变化。因此,沸腾作用及其引起的成矿流体物理化学条件的急剧变化可能是导致大磨曲家金矿床成矿物质沉淀的重要机制。     

流体包裹体压力计研究之一:高温高压下Na2SO4溶液的拉曼光谱

用金刚石压腔研究了Na2SO4溶液在温度30~400℃、压力90~2400 MPa条件下的拉曼光谱特征。结果表明:温度相同时,SO42-的对称伸缩振动随压力增大向高频方向偏移;而在压力基本相同时,随温度升高则向低频方向偏移。经过数据拟合得到了SO42-对称伸缩振动的拉曼位移与温度、压力的关系为:ρ=190.44Δυp 0.002 7t2 2.901 9t-111.68。该公式可以用来作为流体包裹体的压力计。     

C-H-O-N体系挥发分的拉曼定量分析:压力、温度和流体组成的影响

拉曼光谱是定量分析流体包裹体中挥发分组成和压力的重要手段,而这又是恢复流体捕获温度、压力的前提。本文收集了CH_4-N_2、CH_4-N_2-H_2O和CH_4-N_2-CO_2-CO体系在21～350℃和1～60 MPa条件下的原位拉曼光谱,获取了CH_4、N_2、CO_2和CO特征拉曼光谱的峰位和峰面积等光谱参数,并以上述体系为例,探讨了应用拉曼光谱定量分析C-H-O-N体系挥发分组成的关键技术问题,即压力、温度和流体组成对分析结果的影响。首先,在温度恒定的条件下,v_1-CH_4、v_1-N_2、(v_1-2v_2)-CO_2高频峰和v_1-CO峰位随着压力的升高而发生负向偏移。在压力恒定的条件下,v_1-CH_4、(v_1-2v_2)-CO_2峰位随温度升高向高频偏移,但v_1-N_2和v_1-CO峰位随温度变化未发生明显偏移,因而可以应用这些组分的特征峰位来反映流体压力。其次,CH_4、CO_2和CO相对于N_2的拉曼定量因子随压力升高而增大,分别在大于10 MPa、10 MPa和2.5 MPa以上达到稳定值。温度对CH_4和CO的定量因子影响不显著,但CO_2的定量因子随温度升高明显降低。水对CH_4定量因子影响仅在低压条件下显著,在200℃以下的高压条件下影响较弱。最后,以含未知CH_4/N_2比例的CH_4-N_2混合气体的熔融毛细硅管合成包裹体为例,提出了应用拉曼光谱定量分析流体包裹体中复杂挥发分比例和内压的一般方法。受实验条件和仪器设置的影响,各个实验室测定的拉曼定量因子存在较大差异,在应用拉曼光谱定量分析包裹体挥发分组成时应予以注意。     

江西东乡铜矿流体包裹体研究

本文主要对江西东乡铜矿成矿流体进行研究,探讨其成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。通过石英中流体包裹体的岩相学研究和显微测温可以发现,第一阶段石英中流体包裹体的温度介于144~195℃,流体盐度0.35%~4.95% NaCleqv,第二阶段的流体温度有所升高,均一温度193~298℃,盐度1.40%~6.59% NaCleqv。第三阶段属于成矿期流体,捕获了富气相、富液相和含子晶三相包裹体,其端员均一温度主要在300~340℃和280~320℃之间,盐度介于0.35%~5.86% NaCleqv和29.4%~41.9% NaCleqv之间。激光拉曼探针分析表明,拉曼探针分析反映了前两个阶段流体挥发份主要为水蒸气。第三阶段石英中流体包裹体的气相成分含有H₂O、CO₂和CH₄。流体包裹体研究表明,东乡铜矿第三阶段的流体包裹体发生了明显的沸腾作用,因此,减压沸腾可能是导致流体中金属元素卸载的主要因素。同时,第三阶段流体的H-O同位素特征显示东乡铜矿具有岩浆水特征。     

大别山晓天—磨子潭断裂带石英脉流体包裹体的特征及其构造意义

晓天—磨子潭断裂流体包裹体的均一温度、盐度和捕俘压力研究结果表明:晓天—磨子潭断裂中石英脉中流体主要来自浅部,有多期次流体包裹体,流体包裹体的均一温度分为三个区间:140～180℃、190～240℃和270～340℃,反映了至少经历了三次强烈的流体活动。流体包裹体的盐度<10%,捕获压力<1.350×108Pa。总体上越靠近晓天—磨子潭断裂,包裹体的均一温度和盐度越高,捕获压力越大,局部地区的差异,能从断裂对流体控制上得到合理的解释;另外,流体包裹体的均一温度、盐度和捕获压力,在不同的显微构造,围岩性质、构造环境和时空范围中,发生不同的变化。一方面多次构造活动和热事件的驱动流体活动,另一方面流体的活动,降低了岩石脆—韧性变形的温压条件,促进了岩石的变形。     

激光拉曼光谱技术在获取流体包裹体内压中的应用及讨论

本文详细介绍了二氧化碳、甲烷、氮气及其混合物拉曼位移与压力的关系。对实验数据进行拟合发现,不管是纯组分还是混合体系中,气体的拉曼位移基本上是随压力增加呈一级指数递减。在混合体系中,压力对拉曼位移的影响最大,含量次之。氮气与甲烷混合由于分子相互作用发生变化,结果使得氮气拉曼位移随压力变化的灵敏度增加,而甲烷的灵敏度却是降低。随压力增加,峰面积、峰半高宽、峰高等参数也将随之变化。实际的应用结果表明,激光拉曼光谱技术是一种获取复杂体系流体包裹体内压的新方法。     

Fluid inclusion studies in datolite of low grade metamorphic origin from a Jurassic pillow basalt series in northeastern Hungary

The Jurassic pillow basalt blocks in the Szarvask? Unit in the SW-Bükk Mountains are incorporated into an accretionary mélange of Cretaceous age which had been displaced from the Dinarides to NE-Hungary during the Alpine-Carpathian collision. The pillow basalt series is a part of an incomplete remnant of an ophiolite-like sequence from which ultramafic units and sheeted dikes are almost completely absent. At the studied Egerbakta quarry, closely packed pillow, pillow fragmented hyaloclastite breccia and peperitic facies of submarine basaltic volcanism were recognized. Peperitic facies was formed by local admixture of unconsolidated siliciclastic sediment into the basaltic lava. Basaltic pillows contains short and thin prehnite-chlorite-carbonate-quartz veins formed during the interaction of seawater with the cooling lava, as well as cross-cutting datolite-prehnite-quartzchlorite-albite bearing veins. Calcite in the short cooling cracks crystallised from upheated seawater at around 160°C temperature and 0.5?C0.6 kbar pressure (water depth of about 5?C6 km). Datolite precipitations in veins can be classified into at least three different textural-morphological types but all of them contain methane bearing primary fluid inclusion assemblages, with variable methane/water ratios, suggesting an inhomogeneous entrapment from a heterogeneous aqueous-carbonic fluid. End member primary fluid inclusions contain aqueous liquid with methane rich vapour phase and apparently methane only inclusions characterized by liquid phase on room temperature. A combination of results from fluid inclusion microthermometry, Raman spectroscopy (used not only for phase identification but also for determination of salinities) and temperatures calculated from chlorite compositions, show that the precipitation of datolite had taken place from low salinity (0.2?C2 NaCl equiv. mass%) aqueous-methane fluids under increasing temperature and pressure (from 160 to 210°C, and from 0.6 to 1.1 kbar) conditions. The elevated pressures and temperatures in comparison to the submarine hydrothermal processes suggest that the datolite bearing mineral parageneses had been formed during the progression of Alpine very low grade metamorphic processes.     

内蒙古白乃庙矿田十四万金矿床流体包裹体研究

十四万金矿床是白乃庙矿田徐尼乌苏金矿化带内重要的石英脉型金矿,矿体产于EW向韧性剪切带的次级NE向断裂.成矿过程划分为3个阶段:早阶段形成无矿石英脉,石英遭受明显压应力作用,包裹体类型包括富水溶液型、富碳质型、纯碳质型,包裹体均一温度为260～420℃,平均盐度6.78%NaCl eqv;中阶段为硫化物-方解石-绿泥石-绢云母-细粒石英组合,充填早阶段石英的裂隙,未遭受明显应力作用,包裹体类型为富水溶液型和纯碳质型,包裹体均一温度为140～260℃,平均盐度7.22%NaCl eqv;晚阶段形成方解石脉,仅有富水溶液型包裹体,包裹体均一温度为140～180℃,平均盐度2.15%NaCl eqv.激光拉曼测试结果表明包裹体气相成份主要为CO_2、CH_4和少量N2.早阶段成矿流体为富碳质流体,成分为CH_4+CO_2+H_2O,中阶段流体为富水流体,成分为H_2O+CH_4,早、中阶段均发生了流体沸腾作用,早阶段强烈的沸腾作用使流体CO_2和CH_4含量降低,中阶段方解石沉淀使CO_2含量进一步降低,并导致了硫化物沉淀和金矿化.十四万金矿床流体包裹体特征、矿床地质特征均与造山型矿床一致,为造山型金矿,成矿流体可能源于徐尼乌苏组浅变质作用产生的变质流体,成矿构造背景可能为二叠纪末-三叠纪初华北板块与西伯利亚板块间的陆陆碰撞造山体制.     

拉曼光谱方法测量流体包裹体的内压及其应用

通过金刚石压腔和显微激光拉曼光谱方法,获得了流体包裹体中H2O-NaCl体系的O—H、碳酸根的C—O、硫酸根的S—O和正庚烷-环己烷的C—H振动拉曼位移与温度和压力关系的表达式。该研究结果可以用于实测流体包裹体在不同温度下的内压,并可由此获得流体包裹体的p-t线或等容线。这不仅有助于精确获得流体包裹体的形成温度和形成压力,也可为研究和确定流体包裹体中流体的组成和性质提供依据。     

一种潜在的地质压力计：流体包裹体子矿物的激光拉曼光谱测压法

高温高压下矿物的拉曼原位测量表明，某些拉曼活性的物质其拉曼位移与压力之间具有良好的线性关系。这一特性使我们能够通过测量矿物包裹体中含有这些子矿物的拉曼位移以确定矿物的形成压力。与目前常采用的共存矿物对压力计以及流体包裹体的CO2等容线法等压力测定方法相比，该方法具有快速、方便和准确的特点。由于包裹体中可以存在各种不同的子矿物以及不同的溶液物质，因此系统研究包裹体中一切可能存在的矿物或物质的拉曼位移与温度和压力之间的关系将可以提供一种方便、准确的地质压力测量手段。     

高温高压下NaCl-H2O体系的Raman光谱分析: 一种新的流体包裹体盐度测定方法

利用水热金刚石压腔研究了高温高压下0.0%、5.0%、10.0%和20.0%的NaCl-H2O体系的Raman光谱,研究结果发现:对于盐度一定的NaCl-H2O体系,当压力不变时,水的Raman伸缩谱峰的波数变化量△v(O-H)随温度的升高而不断增加;当压力不同时,△v(O-H)随温度的变化关系(偏移斜率S)不受压力的影响,而只与盐度相关.利用该性质可以用来确定流体包裹体的盐度(W),其计算公式如下:W=123.25S2-128.11S+32.40,误差为0.46%.     

安徽铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的矿物包裹体研究

铜陵地区是长江中、下游铁、铜、硫、金成矿带的重要组成部分。笔者对铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的包裹体进行了较系统的岩相学、显微测温和激光拉曼光谱研究。通过岩相学观察发现了 3类包裹体 ,即晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体。显微测温资料表明 ,本区的岩浆流体成矿演化可分为 3个阶段 :岩浆阶段 ( >12 5 0～ 90 0℃± )、过渡岩浆阶段 ( 90 0～ 75 0℃± )和岩浆期后热液阶段 ( <75 0℃ )。部分熔浆的温度之高 (可达 12 5 0℃ ) ,表明其可能是底侵幔源岩浆同熔下地壳形成的。在老庙基岩体、小铜官山岩体、鸡冠石岩体和小陶家岩体中产有晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体这 3种包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化具有连续性、继承性和阶段性 ,其对应的成矿溶液以岩浆热液为主 ;与此不同的是 ,在鸡冠山岩体和白芒山岩体中仅产有晶质熔融包裹体和流体包裹体两种类型的包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化不具连续性 ,其对应的成矿溶液以天水热液为主。此外 ,在小铜官山岩体和鸡冠石岩体的中酸性侵入岩中 ,发现了不混溶包裹体 ,其可能是在压力释放条件下形成的。     

成油环境中的流体包裹体：分析步骤与PTX重建

摘要石油盆地内的古流体以流体包裹体的形式保存在成岩矿物中，它们代表了初始石油或气相的组成并记录了流体捕获时的温度和压力条件。在储集层中卤水通常以不混溶相的形式与石油共存。一般利用单个包裹体分析法对水溶液和石油包裹体进行研究，利用显微测温法来确定相转变的温度，利用拉曼光谱定量来分析水溶液包裹体中溶解甲烷的含量，石油包裹体中CH4和CO2的含量可以利用傅立叶变换红外光谱分析来估算，通过共聚焦扫描激光显微镜来重建石油包裹体的体积。利用Duan和Peng-Robinson方程可进行热力学模拟，并分别应用于水溶液和石油包裹体体系。两类流体体系等容线的交点可用来确定流体捕获时的实际温度和压力条件，从而利用流体压力对具有不同地球动力学背景的源区流体动力学演化进行重建。