湖南瑶岗仙石英脉型黑钨矿床成矿流体特征

利用红外显微镜对湖南瑶岗仙石英脉型黑钨矿床中不透明矿物黑钨矿的流体包裹体以及黑钨矿共生的透明矿物石英中的流体包裹体进行显微测温对比分析,结果表明,黑钨矿中的原生流体包裹体有富液体包裹体、纯液体包裹体和富气体包裹体等,其均一温度范围大致在230℃~320℃,平均温度为281℃;冰点-4.2℃~-12.9℃,盐度6.74%~16.80%溶液。石英中流体包裹体主要为富液体包裹体,其均一温度范围大致在202℃~273℃,平均温度为240℃;冰点-0.5℃~-4.1℃,盐度为0.88%~6.59%溶液。黑钨矿形成时捕获的流体属于中温、中等盐度、低密度的流体,石英形成时捕获的流体属于中低温、低盐度、低密度的流体。通过黑钨矿中流体包裹体的显微测温结果及前人研究成果分析显示,成矿流体主要来自岩浆,流体演化经历了自然冷却、混合作用等过程,这些过程可能是钨沉淀的有效机制。     

显微红外测温技术及其在金红石矿床中的应用

显微红外测温技术是红外显微镜通过红外成像系统研究不透明和半透明矿物的流体包裹体的丰度和分布特征,并与冷热台相结合,进行流体包裹体显微测温分析的一种技术手段。本文以苏鲁超高压变质带东海榴辉岩中金红石矿床的流体包裹体研究为例,系统介绍了显微红外测温分析技术。结果表明,显微红外测温技术是研究半透明和不透明矿物中流体包裹体的一种十分有效的新手段,可见光和红外光两种光源下流体包裹体的测定不存在系统误差。利用红外显微镜进行半透明-不透明矿石矿物的流体包裹体测定时,循环技术法是测定冰点和均一温度的有效方法。江苏东海地区超高压变质带所经历的早期退变质阶段是金红石矿床的主要形成阶段。显微红外测温技术对研究矿床的成矿流体性质以及矿床成因等具有重要的意义。并将在金属矿床成矿流体的研究领域发挥重要的作用。     

热液矿床中不透明矿物的流体包裹体研究进展

脉石矿物中流体包裹体所提供的有关流体与成矿的物理化学条件不一定代表成矿时的实际流体和成矿条件,最好的办法是直接测定矿石矿物捕获的包裹体。红外显微镜的运用开拓了不透明矿物中流体包裹体研究的新领域。文章对红外显微镜工作的基本原理及设备做了简要的综述,重点介绍了不透明矿物中流体包裹体岩相学、显微测温以及成分分析研究,并举例说明了不透明矿物流体包裹体在W-Sn矿床以及其他矿床研究中的应用,最后指出了不透明矿物中流体包裹体研究尚且存在的问题、部分解决方法,并简单展望了其在中国的发展前景。     

贵州晴隆大厂锑矿床辉锑矿中流体包裹体的红外显微测温学研究

应用红外显微镜和流体包裹体显微测温分析技术,对晴隆大厂锑矿床辉锑矿和萤石中的流体包裹体进行了对比研究。研究表明,该矿床辉锑矿与萤石中的流体包裹体类型、均一温度和盐度存在明显差异。辉锑矿中的流体包裹体以含子晶-气-液三相包裹体和气-液两相包裹体为主,具有较高的盐度(0.18%~19.45%Na Cleqv)和均一温度(153~285℃),并具有明显的正相关关系,而萤石则主要发育气-液两相流体包裹体,具有较低的盐度(0.18%~1.91%Na Cleqv)和均一温度(144~176℃),认为形成辉锑矿和萤石的成矿流体来自不同的源区,流体混合导致的温度和盐度降低可能是锑成矿的重要控制因素之一。辉锑矿硫同位素研究进一步揭示其成矿物质主要来自地幔,可能与晴隆地区及其外围的基性-超基性岩浆活动的地质背景有一定的成因联系。     

不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究：进展、存在问题与解决方案

流体包裹体是古地质流体的唯一直接记录,为反演地质过程涉及的物理化学条件等提供了最为重要的证据。流体包裹体是研究热液矿床成矿流体最有利手段,常规的测试对象为透明的脉石矿物,而矿石矿物中的流体包裹体更为直接、准确地记录了成矿流体信息。大多数矿石矿物在显微镜透射光下不透明,其捕获的流体包裹体研究需要使用配备有红外成像系统的显微镜进行。近20 年来,不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究获得了长足的进展,但其中仍有一些问题尚未解决,制约了该方法的应用;同时,国内该研究领域正处在起步阶段,多个实验室已安装了红外测试仪器,但尚未开展系统的研究工作。因此,需要对该研究领域进行综述,探讨存在的问题,以促进该研究方法的发展。本文首先介绍了红外显微镜仪器工作原理及样品制备注意事项,阐述了影响不透明矿物红外透明度的因素,讨论了红外显微测温研究中的主要问题和难点,并针对测温过程中相变观察困难、红外光可能影响测温结果等问题提出可行的解决方案,最后论述了红外显微测温系统在矿床学领域的应用前景。     

热液硬石膏流体包裹体的显微测温实验研究——石膏子晶的形成对盐度和均一温度测量的影响

硬石膏是海底热液多金属硫化物矿床中常见的少数几种透明矿物之一,是流体包裹体研究的主要对象。对Juan de Fuca洋脊Endeavour段的黑烟囱样品中硬石膏流体包裹体的显微观察发现包裹体内含有石膏子晶。显微测温研究也发现包裹体冷冻到-50℃后,再放置12小时,通常会发育新的石膏子晶。通过反复测定石膏子晶生成前后冰点的变化,发现石膏的生成使得冰点大幅降低,相应地提高残留流体的盐度(上升0.32%~1.6%NaCleq.)。流体包裹体中石膏生成是硬石膏水化和硬石膏溶解造成溶液过饱和沉淀石膏共同作用的结果,其中硬石膏水化起了主要作用,溶液过饱和沉淀石膏为硬石膏水化提供了有利条件。冷冻条件下和/或储藏时间越长,硬石膏水化对盐度的影响越大。加热包裹体到130℃能使石膏分解,释放出所结合的水分子,恢复包裹体的原始盐度。而石膏的生成对均一温度的测量没有影响。     

藏南马扎拉金锑矿床成矿流体地球化学和成矿机制

马扎拉是藏南金锑成矿带内最具有代表性的金-锑矿床.为了更直接地了解该矿床的流体物理化学特征,探讨成矿流体来源、成矿机制及其矿床类型,本文对该矿床中主要载金矿物辉锑矿及石英中的流体包裹体进行了显微测温研究.流体包裹体岩相学观察表明,辉锑矿及石英具有近乎相同的4类流体包裹体类型:富液两相水溶液包裹体、三相CO2-H2O包裹体、纯CO2包裹体和纯H2O包裹体.红外显微测温结果显示,辉锑矿中流体包裹体均一温度(Th)峰值为180 ～ 210℃,盐度峰值介于2.5％～3.4％ NaCleqv,密度峰值在0.895～0.915g/cm3之间.石英中流体包裹体Th、盐度及密度均具有三个明显峰值,Th为270～300℃、225～255℃和180～ 210℃,盐度为4.3％～4.9％ NaCleqv,3.4％ ～4.0％NaCleqv和2.8％ ～ 3.4％NaCleqv,密度为0.895 ～0.915g/cm3、0.835～0.855g/cm3和0.775～0.795g/cm3.对比辉锑矿和石英中流体包裹体测温结果可见,辉锑矿中流体包裹体Th和盐度比石英偏低,而密度较石英偏高,表明含金石英可能先于辉锑矿从成矿流体中沉淀,且辉锑矿大量沉淀成矿时可能不断有较低温、低盐度和较高密度流体混入.辉锑矿及石英中流体包裹体水的δDH2o为-68.1‰～-108‰,δ18OH2o为-2.2‰ ～ 12.2‰,在δD-δ18O投影图上主要位于变质水附近,个别样品靠近大气降水,表明成矿流体为变质水与大气降水的混合.石英中流体包裹体的δ13C为-2.9‰～-3.5‰,平均值为-3.1‰,落入幔源碳同位素组成范围(δ13C=-5‰～-2‰)之内,说明CO2可能主要为幔源,而辉锑矿中流体包裹体的δ13C为-12.6‰,明显小于幔源碳同位素组成,说明在辉锑矿成矿过程中可能有少量地层有机碳加入.马扎拉金锑矿床成矿流体具有富含CO2、低盐度、低密度和中低温度的特征,与造山型金矿成矿流体相似.地质和地球化学特征显示马扎拉金锑矿床为喜马拉雅期陆陆碰撞造山型金锑矿.     

扫描电镜能谱与冷冻传输装置联用测试矿物中流体包裹体固液相成分的方法研究

研究流体包裹体中子矿物种类、化学成分及分布特征,对于确定热液成分和成矿物理化学条件、流体的演化规律和成矿机制等有非常重要的意义。但目前常用的各种测试研究方法存在测试目的物寻找困难、不透明子矿物难鉴定等局限性。本文采用冷冻传输装置首先将流体包裹体冷冻固定并打开,然后用扫描电镜、能谱仪测试矿物中流体包裹体中的子矿物和液相成分,该方法可解决扫描电镜下流体包裹体研究目标物不易寻找,打开流体包裹体后子矿物易散失和碎屑易混入的问题,可有效测试小颗粒(1~2μm)、不透明子矿物及不透明矿物中的流体包裹体固液相成分。用该方法实测山东邹平王家庄铜矿流体包裹体液相中Na+、K+、Cl-组分的质量分数分别为5.85%、3.60%、16.18%,计算的盐度为35.35%,并确定了其中不透明矿物子矿物为黄铜矿,证明了黄铜矿是从高盐度热液中晶出的结论。本方法为矿物中流体包裹体研究提供了一种新的测试手段。     

赣北张十八铅锌矿流体包裹体研究

对张十八矿床中部分矿石矿物的流体包裹体进行了温度、盐度、气液相成分及氢氧同位素的测试,并且对数据进行分析。首次利用四级质谱技术测定了石英等透明矿物内流体包裹体气相成份,再加上配套的矿区流体包裹体氢、氧同位素资料,对成矿流体来源、组成和演化等进行了讨论。     

湖南渣滓溪锑钨矿床流体包裹体特征及其意义

湘中锑矿带中的渣滓溪锑钨矿床,是我国典型的大型脉状充填型锑矿床,前人对其成矿流体研究较少,该矿的矿石沉淀机制和成矿过程,目前尚不清楚。本次采用红外显微测温和传统显微测温相结合的方法,对渣滓溪矿区的白钨矿、辉锑矿及与其共生的石英中的流体包裹体,进行了系统的岩相学和显微测温研究。研究表明,该区矿物中发育的流体包裹体有四种类型,纯液相包裹体、富液相的气液包裹体、富气相的气液包裹体和纯气相包裹体。该区白钨矿中流体包裹体的均一温度为147～285℃,盐度为2.4%～6.0%NaCleqv,与其共生的石英中流体包裹体的均一温度为147～314℃,盐度为3.1%～6.2%NaCleqv;辉锑矿中流体包裹体的均一温度为124～269℃,盐度为0.4%～4.5%NaCleqv,与其共生的石英中流体包裹体的均一温度为114～298℃,盐度为0.2%～5.9%NaCleqv,成矿流体为一种中温、低盐度,以H2O为主的热水溶液。该区钨矿石中的白钨矿和石英、锑矿石中的辉锑矿和石英分别具有相似的均一温度和盐度。钨矿石和锑矿石具有不同的沉淀机制,前者是由于流体混合作用导致的,而后者则是由于流体沸腾引起的。湘西浅变质岩中的锑矿床和湘中碳酸盐岩中的锑矿床,两者锑矿石的形成过程与沉淀机制明显不同:前者的矿石矿物与脉石矿物的均一温度和盐度基本一致,是从同一溶液中沉淀的,流体沸腾作用导致锑矿石发生沉淀;而后者的矿石矿物与脉石矿物的均一温度和盐度明显有别,是不同流体作用的产物,锑矿石的形成是流体混合作用所致。     

Fluid Inclusion Studies of Ore and Gangue Minerals from the Piaotang Tungsten Deposit, Southern Jiangxi Province, China

The Piaotang deposit is one of the largest vein-type W-polymetallic deposits in southern Jiangxi Province, South China. The coexistence of wolframite and cassiterite is an important feature of the deposit. Based on detailed petrographic observations, microthermometry of fluid inclusions in wolframite, cassiterite and intergrown quartz was undertaken. The inclusions in wolframite were observed by infrared microscope, while those in cassiterite and quartz were observed in visible light. The fluid inclusions in wolframite can be divided into two types: aqueous inclusions with a large vapor-phase proportion and aqueous inclusions with a small vapor-phase ratio. The homogenization temperature (Th) of inclusions in wolframite with large vapor-phase ratios ranged from 280°C to 390°C, with salinity ranging from 3.1 to 7.2 wt% NaCl eq. In contrast, the Th values of inclusions with small vapor-phase ratios ranged from 216°C to 264°C, with salinity values ranging from 3.5 to 9.3 wt% NaCl eq. Th values of primary inclusions in cassiterite ranged from 316°C to 380°C, with salinity ranging from 5.4 to 9.3 wt% NaCl eq. Th values for primary fluid inclusions in quartz ranged from 162°C to 309°C, with salinity values ranging from 1.2 to 6.7 wt% NaCl eq. The results show that the formation conditions of wolframite, cassiterite and intergrown quartz are not uniform. The evolutionary processes of fluids related to these three kinds of minerals are also significantly different. Intergrown quartz cannot provide the depositional conditions of wolframite and cassiterite. The fluids related to tungsten mineralization for the NaCl-H2O system had a medium-to-high temperature and low salinity, while the fluids related to tin mineralization for the NaCl-H2O system had a high temperature and medium-to-low salinity. The results of this study suggest that fluid cooling is the main mechanism for the precipitation of tungsten and tin.     

闪锌矿流体包裹体显微红外测温及其矿床成因意义——以云南会泽超大型富锗银铅锌矿床为例

显微红外测温是利用红外显微镜研究不透明半透明矿物的流体包裹体丰度和分布特征,并与冷热台相结合进行流体包裹体显微测温分析的一种有效的新技术。云南会泽超大型富锗银铅锌矿床是分布于川滇黔接壤区典型的会泽型(HZT)铅锌矿床。本文以该矿床的闪锌矿、方解石流体包裹体为例,应用显微红外测温技术发现闪锌矿中发育大量流体包裹体,按其相态可分为6类:纯气相(V)、富液相气液两相(L+V)、富气相气液两相(L+V)、纯液相(L)、含子矿物三相(L+V+S)、含CO₂三相(L_CO2+L_H2O+V_CO2)包裹体,而在热液方解石中仅发现富液相气液两相(L+V)、纯液相(L)包裹体。闪锌矿中的流体包裹体均一温度集中在2个区间:150~221℃和320~364℃;而盐度变化范围较大,主要集中于3个区间:12.0%~18.0%、5.0%~11.0%、1.1%~5.0%。不同世代闪锌矿流体包裹体均一温度大致反映成矿流体演化的全过程,而方解石流体包裹体均一温度主要反映成矿流体演化的中晚阶段,而且与脉石矿物(方解石)共生的闪锌矿流体包裹体均一温度也高于方解石包裹体均一温度;反映了闪锌矿流体包裹体较方解石更能反映成矿流体的信息,进一步揭示从早成矿阶段到晚成矿阶段,成矿流体大致经历了中高温-中盐度→中低温-中盐度→中低温-中低盐度的演化过程。通过压力校正后的流体包裹体捕获温度反映了早成矿阶段成矿流体呈中高温,进一步证实了该矿床并非低温矿床。通过矿床对比研究,不仅反映了该矿床明显不同于典型的MVT铅锌矿床,而且表明了显微红外测温技术为该类矿床成矿流体p-T-x条件及矿床成因的研究提供了新方法与途径,并将在金属矿床成矿流体的研究领域发挥重要作用。     

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。     

湖南锡田钨锡多金属矿床流体包裹体显微测温和LA-ICP-MS原位分析对成矿流体演化的制约

为了解锡田钨锡多金属矿床的成矿流体演化过程和成矿元素迁移机制,深入揭示成矿机制,指导该地区的下一步找矿勘探工作,对黑钨矿、锡石及透明矿物的流体包裹体进行了岩相学观察、红外显微测温及LA-ICP-MS原位分析.显示锡田钨锡多金属矿床绿柱石、黑钨矿中发育流体-熔体包裹体,均一温度最高可达760℃.早成矿阶段流体均一温度为360~500℃,盐度主要为28.4%~41.5% NaCl_eqv,主成矿阶段均一温度为280~450℃,盐度主要为3.0%~20.0% NaCl_eqv.,晚成矿阶段均一温度为120~280℃,盐度为0.4%~6.6% NaCl_eqv..LA-ICP-MS分析表明,超临界流体开始出溶时,W、Cu、Mo等元素优先富集于富挥发分气相中,Pb、Zn、Sn、Fe、Mn等元素则更倾向富集于高盐度卤水相中.锡田钨锡多金属矿床成矿流体来源于燕山期浅源花岗岩,钨锡成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,成矿流体具有高温、高盐度和富CO₂等特征.成矿流体来自岩浆流体的出溶,演化过程中经历了两次不混溶作用,不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配.流体不混溶、水岩反应、流体混合和流体冷却作用是导致该矿床钨锡矿物沉淀的原因.      

红外显微镜在地质学的应用与前景

在参阅大量文献的基础上，论述了国内外红外显微镜在地质学应用的现状和前景，介绍了红外显微镜设备及工作原理和样品制备方法，并重点论述了目前红外显微镜应用于不透明矿物的内部特征、流体包裹体及微古生物等方面研究取得的成果，指出了红外显微镜地质应用中尚存在的问题和解决方法。     

Fluid salinities obtained by infrared microthermometry of opaque minerals: Implications for ore deposit modeling — A note of caution

Infrared microthermometry of opaque minerals has revealed that temperatures of phase changes vary with the infrared light source intensity, resulting in an overestimate of fluid salinities and an underestimate of homogenization temperatures. Failing to recognize this analytical artifact during infrared microthermometry may result in meaningless geological models. A fluid inclusion investigation on enargite from a high-sulfidation epithermal deposit is used as an example to document this. Fluid salinities obtained during an early investigation ranged between 6.3 and 20.4 wt.% NaCl, which were interpreted as intense boiling or as evidence for the involvement of a magmatic brine during ore formation. Fluid inclusion salinities obtained with improved analytical settings, i.e. low light intensities, fall between 1.1 and 1.7 wt.% NaCl and are in better agreement with fluid salinities obtained in quartz from similar deposits, and recent modeling suggesting vapor transport of Au and Cu from deep porphyry-Cu environments to shallower high-sulfidation epithermal deposits.     

西华山钨矿床共生透明矿物与不透明矿物中流体包裹体的对比研究

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。笔者利用红外显微镜、冷热台及其他相关设备对矿床中的透明矿物(石英、绿柱石和萤石)与不透明矿物(黑钨矿、黄铁矿)中的流体包裹体进行了对比研究。结果显示,共生透明矿物与不透明矿物之间,在包裹体均一温度等特征上既可基本相同又可出现很大差异。一般来说,黑钨矿能有效地保存原生流体包裹体(t_h=300～420℃;晶洞中为220～290℃),仅有少量次生包裹体(t_h=160～280℃),而与之共生的石英中原生包裹体则几乎被破坏殆尽,现在所见到的包裹体绝大多数是次生的或是在较晚结晶时捕获的(t_h=130～270℃)。只有未经后期应力作用和流体改造的晶洞水晶及与其共生的黑钨矿,二者获得的结果才相同或相似。绿柱石中通常有大量的次生包裹体和原生包裹体。黑钨矿与绿柱石中硅酸盐熔融包裹体的出现,表明西华山钨矿床的成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,其初始成矿流体是一种岩浆-热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液。笔者认为,在进行金属矿床流体包裹体研究时,应强调共生透明矿物与不透明矿物的对比研究,在进行对比研究时,详尽的基础地质研究和包裹体岩相学观察必不可少;当单独利用透明矿物包裹体资料对金属矿床进行地质解释时,需慎之又慎。