流体包裹体激光拉曼光谱分析原理、方法、存在的问题及未来研究方向

国内外在流体包裹体激光拉曼光谱研究方面取得了大量的成果。本文回顾了流体包裹体激光拉曼光谱分析技术的发展历史,介绍了流体包裹体激光拉曼光谱技术定性和定量分析的原理和方法,指出了该技术存在的问题及未来研究方向。流体包裹体激光拉曼光谱分析主要受到样品、荧光、同位素、光化学反应、水溶性物质信号弱、气相水及水合物、子矿物等因素的影响。由于用来进行定量分析的拉曼散射截面参数明显受到压力影响,加上峰面积计算不规范化使得目前的流体包裹体激光拉曼光谱分析结果可靠性有待于重新审视。未来流体包裹体拉曼光谱分析技术应当在完善不同标准体系和标准物质光谱数据的基础上,针对不同类型包裹体采用采取不同条件,分析结果将在准确定性的基础上从相对定量向绝对定量发展。     

拉曼光谱在有机盆地中的应用

<正>显微激光拉曼主要用于对测试物质的分子进行结构分析及其定性和定量分析,因此,它不仅可以检测包裹体成分特征,还可以利用成分拉曼特征峰分析盐水包裹体的盐度、压力及成熟度等。1、无机成分的测定及相对含量计算:每种物质都有其对应的拉曼光谱,通过与已知标准拉曼谱进行直接对比,可以鉴定盐水包裹体中气体(CO2、CH4、N2等)和水溶液中的离子(C032-、HCO3-、SO42-等)无机成分。据组分拉曼峰强度或特征峰面积与其浓度成正比可来判别其相对含量。     

新疆加曼特金矿流体包裹体特征及成因证据的分析方法研究

通过对新疆加曼特金矿床矿脉中石英、闪锌矿、方解石内发育的流体包裹体进行显微测温分析,计算得出流体的盐度和密度;同时采用激光拉曼光谱对单个流体包裹体的成分进行分析。结果表明,加曼特金矿流体包裹体激光拉曼图谱上显示仅有H2O峰,成矿流体属NaCl-H2O体系;均一温度主要集中在180～260℃,盐度在0.17%～12.52%,密度为0.49～0.97 g/cm3,初步认为该矿床应属于浅成低温热液型矿床,成矿流体显示低温、低盐度和低密度的性质。     

利用U—1000型激光拉曼探针测定流体包裹体气体成分的研究

本文利用U－1000型激光拉曼探针成功地测量出单个流体包裹体中H2S、CH4、CO2气体成分，并讨论了包裹体中这些气体的拉曼谱峰位移与包裹体内压的关系，分析了影响激光拉曼探针定量测定包裹体气相成分的取面积和拉曼定量因子因素。     

相山居隆庵矿床铀成矿流体特征及其来源探讨

通过居隆庵矿床流体包裹体岩相学、显微测温学、单个流体包裹体激光拉曼成分及群体包裹体成分的对比研究,查明了成矿流体的基本性质(温度、盐度及成分等);根据成矿流体的碳、氢、氧等稳定同位素特征,并结合矿床的地质-构造特征,探讨了成矿流体的来源。研究表明,居隆庵矿床铀成矿流体为富含成矿物质及挥发分(CO2、H2、CH4等)的中-高温、中-高盐度流体,其成分以C、H、O、N等为主,并溶有多种碱金属、P及卤素(F、Cl)等微量组分的C-H-O流体,成矿流体具有深源(幔源)性的特点。     

流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法研究

氯盐溶液作为流体包裹体中最普遍和最重要的盐水化合物,是测定包裹体盐水溶液含盐度的主要溶质,但由于其强离子键化合物的分子特性在常温、常压下没有拉曼效应,拉曼光谱测试无法获取氯盐的有效特征信息,使得利用拉曼光谱研究流体包裹体分子组分及含盐度的方法存在严重缺陷。本文联合利用激光拉曼光谱探针和冷热台,原位采集了不同盐度的NaCl-H₂O和CaCl₂-H₂O标准盐水溶液在低温下(-185℃)形成的冰、NaCl水合物和CaCl₂水合物的拉曼光谱,分析了不同盐度标准盐水溶液形成的水合物拉曼特征峰的变化规律,尝试建立流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法。分析表明,NaCl水合物约3425 cm^-1拉曼特征峰与冰约3120 cm^-1拉曼特征峰峰面积比值和配制的NaCl-H₂O标准溶液盐度呈良好的正相关(r²=0.9995),CaCl₂水合物约3431 cm^-1拉曼特征峰与冰约3120 cm^-1拉曼特征峰峰面积比值也和配制的CaCl₂-H₂O标准溶液盐度呈较好的正相关(r²=0.9458)。利用愈合人工水晶法合成的NaCl-H₂O和CaCl₂-H₂O包裹体标样检验了用上述方法低温测定流体包裹体盐度的可靠性,结果表明该技术用于盐度大于0.5 mol/L的NaCl-H₂O体系流体包裹体时,数据精度好于20%;用于盐度大于0.5 mol/L的CaCl₂-H₂O体系流体包裹体时,数据精度最高可达5%,完全可达到半定量-定量测定的要求。研究还发现,包裹体内压可能对低温拉曼光谱测定流体包裹体盐度影响不大,分析中获得的冰拉曼特征峰的拉曼位移(约3120 cm^-1)与前人略有差异,可能与实验条件下获得的冰的多型不同有关。与国内外同行的研究结果比较,本研究更加注重该项实验技术的实际应用,通过对不同体系盐水溶液系列进行拉曼光谱实验分析,对实验条件和方法进行不断优化,在确定流体体系的同时实现了包裹体盐水溶液盐度半定量-定量测定,准确度优于传统方法,并且该方法具有很强的实用性。     

显微激光拉曼光谱测定单个包裹体盐度的实验研究

水溶液激光拉曼光谱上 O-H 展宽区(2800～3800 cm~(-1))对盐浓度的改变非常敏感,通过计算显微激光拉曼光谱的偏移参数,就可以确定包裹体溶液(室温)的盐度。已有实验证明这种方法适合于标准溶液。人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,人工合成包裹体是检验激光拉曼光谱测定单个流体包裹体盐度可行性的关键。本文采用 Sterner 等(1984a)提出的方法,在50MPa/100 MPa,500～600℃范围内合成纯 H_2O 体系及 NaCl-H_2O 体系的包裹体,利用合成包裹体对单个流体包裹体盐度的激光拉曼光谱测定进行较为系统的研究。结果表明这种方法确定单个不饱和流体包裹体盐度是可行的,而且较精确(相差 1％±),是一种快速、简便、无损的盐度测定方法。     

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。     

滇西猴桥钼矿床流体包裹体研究

为探讨猴桥钼矿床的成矿流体特征,开展了系统的矿床地质研究和流体包裹体岩相学、显微热力学及单个包裹体成分的激光拉曼显微探针分析。结果表明,脉石矿物石英中发育了气相、气液两相和纯液相3种流体包裹体,气液两相包裹体的均一温度为102~334℃,主要集中在180~280℃,推算盐度为4.49%~12.51%Na Cleqv、密度为0.65~0.96 g/cm3,反映成矿流体具有中-低温、中-低盐度、低密度的特征。单个包裹体成分研究表明,猴桥钼矿流体包裹体主要成分为水。经验公式计算得到猴桥钼矿床的成矿压力为28~92MPa,推算其成矿深度为0.9~3.1km(平均为2km),成矿深度不大。成矿流体温度和盐度波动范围较大,指示成矿过程中流体性质发生了较大变化,暗示流体混合作用可能是导致钼矿沉淀的重要原因。     

库车前陆盆地油气运移的物理化学条件

本文运用流体地质学方法研究了库车前陆盆地油气运移的物理化学条件.在薄片观察和岩石学研究的基础上,对研究区流体包裹体进行了均一温度、盐度、激光拉曼光谱、色谱及色谱-质谱的测试分析,取得了古地温、盐度、单个有机包裹体成分、群体包裹体的有机组份及生物标志物参数等数据.分析了库车前陆盆地油气运移期次、通道、相态、油气运移的温度、深度、有机组份、生物标志化合物特征和水介质条件以及油气运聚丰度.     

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。     

西藏甲玛铜多金属矿床成因研究——来自流体包裹体的证据

甲玛铜多金属矿床位于西藏冈底斯斑岩铜矿带东段,是近年来勘探发现的超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床。通过冷热台显微观察与测温、扫描电镜、激光拉曼探针测试,对甲玛矿床各成矿阶段典型矿物的流体包裹体研究表明,成矿流体富含挥发分,临界相均一的流体来自岩浆超临界流体出溶,主成矿阶段具有沸腾包裹体组合特征,有机质包裹体荧光效应显著。显微测温结果显示,岩浆-热液阶段斑岩中石英斑晶的流体包裹体均一温度范围为250～540℃,含石盐子晶高盐度包裹体盐度范围为35～61(wt%)NaCl.eq,中等盐度的临界均一的气液包裹体盐度范围为3～29(wt%)NaCl.eq,岩浆期后热液阶段斑岩、角岩中石英脉的流体包裹体均一温度范围为210～410℃,盐度范围为33～41(wt%)NaCl.eq,与其不混溶共生的中低盐度气液两相流体包裹体盐度范围为5～25(wt%)NaCl.eq。矽卡岩阶段矿物均一温度范围为130～360℃,盐度范围为3～41(wt%)NaCl.eq,从岩浆热液过渡阶段到石英-硫化物阶段均一温度与盐度呈阶梯式降低趋势。斑岩体石英的流体包裹体中含有较多黄铜矿子矿物,岩浆结晶分异过程中已经具成矿元素的富集。激光拉曼探针测试结果显示,成矿早期至主成矿期矿物流体包裹体气相成分主要为CO2、CH4和N2,各阶段矿物流体包裹体气相成分具有继承性。成矿流体为高温度高盐度,富含CO2、CH4的流体。成矿流体主要源于岩浆,后期混有大气降水。当岩浆热液上升时因压力的突然释放造成高温含矿热流体发生减压沸腾,CO2和CH4等气体大量逃逸,导致成矿物质快速沉淀。矿床在成因上与岩浆-热液成矿作用密切相关。     

毛细管合成包裹体在激光拉曼探针测定包裹体盐度中的应用

盐度是流体包裹体重要的参数之一,利用激光拉曼探针可以快速、准确地测定包裹体盐度,而标准样品的制备是保证该方法准确性的关键。毛细管合成包裹体技术是一种新型的标准样品制备方法,本文利用该方法,制备了不同组成的H₂O-NaCl样品,并以此建立了测定包裹体盐度的标准曲线。显微测温结果表明,毛细管合成包裹体标准样品盐度的准确性可以达到±0.5%,利用石英和石盐中的合成包裹体对标准曲线进行了检验,结果表明利用标准曲线测定包裹体盐度,测量值与理论值的误差在1%以内。应用该方法制备的标准样品具有操作简便、快捷、样品尺寸与地质样品相类似等特点,兼具了矿物中合成包裹体以及石英试管或玻璃瓶制备标准样品的优势。     

Determination of Salinity in Fluid Inclusions with Laser Raman Spectroscopy Technique

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｓｅｒＲａｍａｎｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｉｎｍａｎｙｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ (Ｓｈｏｖａｌｅｔａｌ.,1995 ;ＭｃＭｉｌｌａｎａｎｄＨｏｆｍｅｉｓｔｅｒ,1988;ＭｃＭｉｌｌａｎ ,1984;Ｄｕｂｅｓｓｙｅｔａｌ.,1982 ;Ｇｒｉｆｆｉｔｈ ,1975 )ａｎｄａｓａｎｏｎ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｉｎｓｉｔｕｔｅｃｈｎｉｑｕｅ,ｉｔｈａｓｈａｄａｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｉｍｐａｃｔｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｏｓｉ…     

粤东莲花山断裂带高山寨钨多金属矿床流体包裹体研究

高山寨钨多金属矿床处于粤东梅州地区,位于莲花山断裂带的北西侧,属新华夏系第二个隆起褶皱带南段与南岭东西复杂构造带南缘交接复合部位。研究基于详细的岩相学观察,对该矿床含矿石英脉中的10个石英包裹体片中流体包裹体进行显微测温和激光拉曼光谱分析,从而为探讨其流体性质及成矿机制提供依据。通过研究分析,该矿床主要有五种类型流体包裹体,分别为:富液相、富气相、纯液相、纯气相以及含CO_2三相流体包裹体。选取富液相流体包裹体和少量的含CO_2三相流体包裹体进行测温。据温度测试结果推测,石英中的流体包裹体经历至少两次流体活动。富液相流体包裹体均一温度分布较广(156℃～380℃),可分为低温区间(181℃～240℃)、高温区间(261℃～338℃);含CO_2三相流体包裹体的均一温度(290℃～347℃)与富液相的流体包裹体均一温度高温区间的较为一致,但三相流体包裹体盐度(0.4%～4.9%)低于富液相包裹体(1.2%～12.5%)。从本次实验结果推测高山寨钨矿床成矿机制为:在成矿流体演化过程中,高温阶段发生流体沸腾作用,导致部分金属矿物发生沉淀;低温阶段成矿流体经历了自然冷却作用及与低温低盐度的流体混合作用,导致金属矿物沉淀富集成矿。     

江西铜坑嶂斑岩钼矿床成矿流体特征与成矿作用研究

江西铜坑嶂钼矿是新近发现的中型斑岩型钼矿,矿体主要分布在白垩纪花岗斑岩体内。根据矿物组合和穿插关系可将该矿床分为三个矿化蚀变阶段:钾硅酸盐化阶段、萤石-黑云母(白云母)-钾长石-辉钼矿阶段和绢云母-石英-碳酸盐阶段。流体包裹体研究表明早阶段成矿流体为富含碱质、挥发份的高氧化性岩浆流体,该成矿流体形成压力较大(约1000bar),温度较高(550～>600℃之间)并发生了沸腾作用,分离出高盐度多相流体包裹体和富气相低盐度包裹体。随着温度的降低(420～440℃之间)和压力的持续释放(320～360bar)成矿流体再次沸腾并导致了钼矿的沉淀。晚阶段与绢云母化等蚀变有关的脉体中大量存在的高盐度(29.58%～44.12%NaCleqv)流体包裹体指示岩浆流体为该蚀变作用的主导,该阶段少数石英脉中富液相包裹体的广泛发育可能与岩浆水和大气降水的混合作用有关。激光拉曼和扫描电镜实验在早阶段流体中检测到Fe3O4、SO2,表明该阶段流体氧化性较高,钾长石化发育,属碱性环境。主成矿阶段流体中还原性气体CH4等的存在,以及辉钼矿与蚀变白云母共生,揭示出该阶段处于相对还原的酸性环境,亦表明氧逸度、pH值变化可能共同导致了钼的沉淀。     

陕西山阳庙梁金矿地质特征及流体包裹体研究

庙梁金矿床位于南秦岭柞水-山阳矿集区的中心地带,为了查明庙梁金矿成矿流体特征、金的沉淀机制及矿床成因,对该矿床不同成矿阶段脉石矿物中的流体包裹体进行了详细的岩相学、显微测温、激光拉曼光谱分析研究并与周边典型金矿床特征进行了对比.结果 表明,该矿床包裹体类型丰富,成矿早阶段主要为H2O-NaCl型包裹体(Ⅱ型)、部分H2...     

河南祁雨沟金矿临界-超临界包裹体特征及成矿流体演化

河南省祁雨沟金矿床位于华北地块南部熊耳地体东北缘,是我国典型的角砾岩型金矿。该矿床临界-超临界流体包裹体的发现对研究成矿流体演化及成矿机制有重要意义。包裹体岩相学、显微测温以及激光拉曼显微探针（LRM）研究显示,祁雨沟J4角砾岩筒中发育临界状态均一的包裹体富含CO₂,这些包裹体出现在第Ⅰ、Ⅱ成矿阶段,并且在金品位最高的400-460中段出现最为集中,对成矿有明显的指示作用。临界-超临界流体来自富含挥发分的高氧化状态岩浆的出溶作用。流体演化先后经历了高氧化状态的岩浆-流体体系→临界-超临界流体体系→H₂O-NaCl和CO₂-H₂O流体体系→低盐度的H₂O-NaCl流体体系→H₂O流体体系。临界―超临界流体体系在383.7~387.2 ℃发生了沸腾作用,沸腾作用可能是祁雨沟金矿J4岩筒中成矿物质沉淀的重要原因之一。     

藏东玉龙斑岩铜矿床多期流体演化与成矿的流体包裹体证据

通过对王龙斑岩铜矿石英斑晶、辉钼矿石英脉中流体包裹体岩相学、包裹体显微测温分析、包裹体成分的激光拉曼探针分析及包裹体中子矿物的扫描电镜/能谱分析,发现矿化斑岩石英斑晶中发育多期流体包裹体。斑晶中除流体包裹体外尚可见少量熔体包裹体,与斑岩期矿化有关的成矿流体以中高温(200～537℃)、高盐度(29.6～44.7 wt%NaCleq)为特征,与粘土化蚀变有关的流体包裹体以低温、富 Ca 为特征,不同气相充填度的气液两相包裹体与高盐度含子矿物多相包裹体共存,且具有相似的均一温度,显示不混溶流体包裹体特征。温度、压力降低引起的流体不混溶是造成斑岩型矿化矿质沉淀的主要因素,斑岩期流体与浅成低温热液期流体形成于统一的流体系统,为同源演化结果。