矿物包裹作中H_2、CO、CH_4、CO_2、H_2O的连续测定

前言 用气相色谱法测定矿物包裹体中H_2、CO、CH_4、CO_2、H_2O等气体成分,近来有些报导,但是包括H_2O在内的以上气体成分的分析都是采用两种以上的方法或一个附有两根色谱柱的切换系统才能完成。本法的特点是采用一根1米长的TDX—01色谱柱,用氩为载气,热导池检测器,仅用0.2～0.5g的样品在半小时内就可以同时完成包裹体中H_2、CO、CH_4、CO_2、H_2O的提取,分离和测定。     

气相色谱联机法测定矿物包裹体中的气体成分

本文提出了气相色谱联机测定矿物包裹体中气体成分的方法。该法是用两台气相色谱仪串联,由样品热爆炉、双分离柱、双热导池检定器和双记录仪组成的分析系统。它不用复杂的程序升温及分离柱切换技术,一次进样就可以连续地测定矿物包裹体中H_2、O_2、N_2、CH_4、C_2H_e、CO、CO_2、H_2O等气体组分。这种测定方法的变异系数小于4％,分析矿物包裹体中气体氢的灵敏度为7×10~(-3)μg。     

岩浆包裹体挥发组分的研究

对浙江省桐庐、寿昌中生代火山杂岩石英晶屑及斑晶中单个岩浆包裹体收缩气泡内的挥发组分,借助激光喇曼探针进行分析,定量给出的有CO_2、CH_4、H_2O、N_2、CO、H_2、H_2S、SO_2。 结合岩浆包裹体显微测温、测压和化学成分数据,计算了单个包裹体被捕获时的P_总、f_(O_2)、f_(CO_2)、f_(CH_4)、f_(H_2O)、f_(CO)和f_(H_2)等物理化学参数。并据此讨论了桐庐、寿昌中生代火山岩浆演化中的某些物理化学条体。 研究表明,此类研究已经成为现代岩浆岩石学,特别是现代火山岩石学研究中一个必不可少的新兴领域,它可以帮助我们重溯天然岩浆结晶演化的物理化学历史。     

流体包裹体特征及其地质意义——以甘肃省芨岭铀矿床为例

为确定芨岭铀矿成矿流体的性质,对成矿期碳酸盐脉开展了详细的流体包裹体研究。包裹体岩相学和显微测温结果表明,碳酸盐脉主要发育气相包裹体、液相包裹体和纯液相包裹体;包裹体均一温度为141~295℃(峰值分别为170~180℃、240~250℃),盐度为2.09%~7.69%Na Cleqv(峰值5%~6%NCleqv),属于低-中温、低盐度铀矿床。激光拉曼和群体包裹体成分分析结果显示:成矿流体气相成分以CH_4、H_2为主,H_2S、N_2、CO_2次之,液相成分富H_2O和CH_4,成矿流体属于NaCl-H_2O±CH_4±CO_2体系。结合C、O同位素组成,δ~(13)C_(VPDB)值在-1.50‰~-6.33‰之间,δ~(18)O_(SMOW)值为-2.577‰~5.051‰,成矿热液的水源主要为岩浆热液与大气降水混合特征,且以大气降水形成为主。结合成矿流体特征,流体不混溶或沸腾作用导致相分离产生铀沉淀,以及流体脱气(CO_2)作用导致铀矿质沉淀、富集,是芨岭铀成矿的主要成因。     

新疆西准噶尔地区阿尔卑斯型超基性岩中铬铁矿矿物包裹体研究

作者首次在阿尔卑斯型超基性岩铬铁矿造矿铬尖晶石中发现全结晶化硅酸盐熔体包裹体和不混溶晶体-流体包裹体。对本区铬铁矿矿石类型、矿物组合、结构构造作了简述。对造矿铬尖晶石中包裹体充填的子矿物:橄榄石、辉石、尖晶石、菱铁矿作了探针测定。另对二种包裹体在不同矿石类型中的分布作了研究。通常铬铁矿是由超基性岩浆液态分异出的富含H_2O、CO_2、N_2、CO、H_2、和CH_4等挥发组分的成矿熔浆团,在温度713—1200℃,主要成矿温度713—1000℃的物理化学条件相对恒定、冷却降温极为缓慢的深源环境中形成的岩浆     

GDX—105在He、H_2、N_2、O_2、CH_4和CO_2气相色谱分析中的应用

天然水中的 He、H_2、N_2、O_2、CH_4和 CO_2等气体成分具有重要的水文地球化学意义。气相色谱法为快速准确地分析这些气体提供了有力的手段。由于 CO_2的极性较强,在5 A 分子筛柱上发生不可逆吸附,故目前多用程序升温或用两根色谱柱(一根充填5 A 分子筛,另一根充填硅胶或活性碳)来完成上述组分的分离测定。这样对测定精度有一定影响,分析周期也较长,或对仪器要求较高(具有程序升温装置或双柱双检测系统)。我们通过试验,用一根 GDX—105柱对 He、H_2、N_2、CH_4和 CO_2进行一次分离测定,取得了满意的效果。     

气相色谱法测定矿物气液包裹体中的氢、氧、氮、甲烷、一氧化碳

气相色谱法测定H_2、O_2、N_2、CH_4、CO五种气体在石油化工系统中均有较多的应用。对于矿物包裹体中这几种气体的测定近年来国内刚开始这方面的工作,一般只对石英一类矿物成分较为简单的样品进行一些实验。我所鉴于生产急需对碳酸盐矿物、硫化物矿物、硅酸盐矿物中气液包裹体的气体成分进行一些考查,又由于设备、人员的限制,仅对现有的一台较为简单的CXL—101气相色谱仪作了一些改装。实验结果表明,该仪器经简单改装,     

激光拉曼光谱在有机包裹体研究中的应用——以苏里格气田西部盒8段油气包裹体为例

以苏里格气田西部盒8段储层砂岩油气包裹体为例,应用激光拉曼探针微区原位分析技术,对其赋存于石英颗粒表面愈合裂隙、次生加大边的2期含烃有机包裹体的成分及其相对摩尔百分含量进行测定:早期包裹体主要为含气态烃和含盐水气态烃的气液两相有机包裹体,晚期包裹体为含气态烃气液两相有机包裹体;其气相成分以CO_2、CH_4和N_2等气体为主,溶解有CO、H_2S、H_2、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、C_4H_6等气体;液相成分以H_2O和CO_2为主,此外还含有极少量的阴离子SO_4~(2-)和CO_3~(2-)离子(小于0.03 mol/L)。研究表明:早期有机包裹体含有大量CO_2无机气体、H_2O和少量低碳烷烃,说明早期有机质成熟度处于未成熟—低成熟阶段,虽有天然气生成,但运移规模有限,形成的有机包裹体极少,反映了天然气进入储层后置换地层水的过程;晚期有机包裹体与之相反,烃类和N2含量均较高,而CO_2无机气体和H_2O含量均较低,可见晚期有机包裹体代表了油气形成高峰和大规模进入储层成藏期间的流体特征,为有机质的热演化程度,油气生成、运移,划分油气成藏期次提供了科学依据。     

四极质谱流体包裹体气体成分测定技术

将四极质谱、分子泵和超高真空流体包裹体击碎装置联机,利用冷阱与外置液氮去除部分水蒸气和杂气,建立分阶段提取不同世代流体包裹体并测定其气体成分的实验平台。以锡田钨锡多金属矿床中石英脉型钨锡矿矿石为研究对象,分阶段提取不同世代流体包裹体并测定其气体成分,对比分析矿石中共生石英–黑钨矿矿物对不同阶段释气成分、气体百分含量特征。研究表明初始阶段和后期阶段提取的流体成分一致,以N_2、CO_2和CH_4为主,含少量~(40)Ar、C_2H_6和~4He;但初始阶段N_2、CO_2和~(40)Ar气体浓度高于后期阶段,而CH_4、C_2H_6和~4He气体浓度低于后期阶段,指示初始阶段和后期阶段提取出不同期次的流体包裹体,即初始阶段提取的主要是次生包裹体,后期阶段提取的主要是原生包裹体,而中间阶段是两者的混合,表明四极质谱和超高真空流体包裹体提取装置联用能够实现分阶段提取不同世代流体包裹体且测定其气体成分。其中,次生包裹体富N_2、CO_2和~(40)Ar,而原生包裹体富CH_4、C_2H_6和~4He。     

云南白牛厂银多金属矿床富CH_4流体包裹体发现及其矿床成因指示

白牛厂银多金属矿床位于云南省蒙自市,前人针对该矿床成因进行了大量研究,但对于该矿床成矿流体特别是流体包裹体研究非常薄弱。系统地研究了与矿石伴生的石英和萤石中的流体包裹体,并首次发现了富CH_4流体包裹体。根据测温分析以及拉曼探针测试结果,将包裹体分为两类,一类主要气相成分为H_2O;另外一类气相成分主要为CH_4,并含有少量H_2S及微量的N_2、CO_2等气体。富甲烷流体是海底有机物还原海水形成,它的发现进一步佐证了白牛厂铅锌矿床的海底热液喷流成因;同时,富H_2O包裹体则体现了燕山晚期岩浆热液对于矿床的进一步叠加改造。     

大别山北部石榴辉石麻粒岩流体包裹体研究

大别山北部石榴辉石麻粒岩是一种基性麻粒岩,岩石中富含有大量CO_2、CH_4、H_2S、H_2O流体包裹体,及含子晶多相包裹体。首次在寄主矿物石榴石、透辉石发现有含固相的多相包裹体。经拉曼光谱及电镜分析,固相部分为石榴石,辉石、重晶石和铁的氧化物;气相成分为H_2O、CO、CO_2、H_2S、H_2、CH_4、C_2H_2等,均一温度分别为950℃、975℃。指示着石榴辉石麻粒岩在形成过程中,在还原气氛下曾经发生过局部深熔作用,产生在组成上近于石榴石、辉石的熔体。这种溶体被正在结晶的石榴石,透辉石所捕获。石榴石中早期的含石榴石子晶+CO_2多相包裹体其CO_2密度为0.65～0.626g/cm~3;二相的 CO_2包裹体,CO_2部分的均一温度26～28.2℃,为晚期捕获的低密度CO_2包裹体,密度为0.648～0.688g/cm~3。石英中三相H_2O-CO_2包裹体,Th=331～410℃,CO_2-水合物溶化温度7.3°～8.6℃,是一种低盐度包裹体,CO_2部分均一温度:25.7～28℃,CO_2密度0.65～0.698g/cm~3为早中期捕获的包裹体。整个岩石中未发现高密度CO_2流体包裹体。表明麻粒岩可以形成在低密度CO_2之中。H_2O-NaCl包体均一温度80～475℃,密度0.36～1.026g/cm~3,主要为晚期包裹体,少数高密度H_2O包裹体,为早期捕获的包裹体。通过流体包裹体等容线确立石榴辉石麻粒岩P-T轨迹为     

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。     

胶东牟平邓格庄金矿床流体包裹体研究

邓格庄金矿是胶东牟平-乳山金成矿带内第二大石英脉型金矿,金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英腑/细脉中。流体包裹体研究表明,邓格庄金矿不同蚀变带岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要有三种类型:H_2O-CO_2包裹体、CO_2-H_2O±CH_4包裹体和 H_2O 溶液包裹体。早期乳白色石英中主要赋存原生的 H_2O-CO_2包裹体和次生的 CO_2-H_2O±CH_4包裹体;成矿期黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中的 CO_2-H_3O±CH_4包裹体主要为原生,随机分布,气液比变化较大,有时出现不同相比例的包裹体共存现象,而 H_2O 溶液包裹体明显沿愈合裂隙分布;在成矿晚期的石英和方解石中主要发育原生 H_2O 溶液包裹体。显微测温结果显示,成矿前(第1阶段)H_2O-CO_2包裹体的完全均一温度(T_(h,TOT),至液相)为254℃至365℃,成矿期(第Ⅱ和Ⅲ阶段)CO_2-H_2O±CH_4包裹体的完全均一温度(T_(h,TOT),至液相)为195～317℃,成矿后(第Ⅳ阶段)H_2O 溶液包裹体的均一温度(T_(h,TOT);至液相)为156～219℃。成矿的初始流体富 CO_2,主成矿期有 CH_4流体加入,成矿晚期则演化为低温的水溶液流体。水/岩反应及流体不混溶可能是邓格庄金矿金沉淀的主要原因。     

二道沟流纹质火山熔岩中的挥发份组成

二道沟金矿区出露的火山岩,为一套准铝、弱碱性的英安-流纹质火山岩.其化学成分介于同熔与碱性系列之间.Rb-Sr等时线年龄为155.07士17.74Ma,[~87S_r/~88S_r]为0.7062干0.0021.火山熔岩中的挥发份,包括呈游离气体形式存在于岩浆熔融包裹体、流体熔融包裹体、空穴、空洞中的"物理"溶解,也包括与熔体中某些物质化合或缔合的"化学"溶解.笔者首次选择800°C的高温"热爆"和"热解"温度,利用气相色谱测得二道沟火山熔岩的H_2O/CO_2比值在3.975～7.93之间,CO_2/CH_4值在42.84～134.04之间,CO/CO_2值小于O.04,具有较高的"干"气.H_2O含量及H_2O/CO_2值,随SiO_2含量增高而减小.与流体包裹体中气相成分有显著差别,反映了深源岩浆的特征.     

胶东蓬莱金矿区流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究

蓬莱地区金矿床以石英脉型为主,其次是蚀变岩型;成矿条件与著名的玲珑金矿床相似。金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明,金矿床中主要存在两种类型的流体包裹体:CO_2-H_2O 包裹体和中低盐度的NaCl-H_2O 溶液包裹体。CO_2-H_2O 包裹体气相以 CO_2为主,可含少量 CH_4、H_4S、CO。其中,黄铁绢英岩的石英中含有丰富的CO_2-H_2O 包裹体,而黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中富 CO_2与富 H_2O 的 CO_2-H_2O 包裹体共存。显微测温结果显示,黄铁绢英岩中的 CO_2-H_2O 包裹体的均一温度范围为230℃～300℃;而黄铁矿和多金属硫化物石英包裹体的均一温度为220℃～390℃,鉴于这些包裹体是从不混溶的 CO_2-H_2O 流体中捕获的,因此它们的温度下限220℃～250℃左右,应该看作是它们的形成温度。成矿早期流体为富含挥发份(流体密度0.92～0.985g/cm~3)、中低盐度(4.15%～5.23%NaCl eqv)的流体;到主成矿期逐渐演化为温度升高,盐度变化范围大(1.02%～15.5%NaCl eqv),水溶液以 NaCl 为主,气体仍以 CO_2为主,但可含少量的 CH_2、H_2S、CO 及有机质等的流体(流体密度0.32～0.99g/cm~3);成矿期后的流体盐度、温度及 CO_2含量降至最低。本区矿床中石英的δ~(18)O 值变化在13.8‰～18.3‰,成矿流体的δ~(18)O 值在4.9‰～10.9‰之间,流体包裹体中δD变化范围很小,从-78‰变化到-101‰,主要集中在-78‰～-88‰之间。由此表明成矿流体以岩浆水为主,伴有大气降水的参与。在主成矿期成矿流体表现出明显的多期、多来源特征。温度降低和流体不混溶是导致金等成矿元素沉淀和富集的重要机制。     

不同矿化伟晶岩矿物包裹体的研究

本文通过对伟晶岩矿物包裹体的研究,发现伟晶岩和似伟晶岩的矿物包裹体均以气液包裹体为主,不同矿化伟晶岩的包裹体不相同。包裹体的气体成分以水蒸气为主,有一定量的CH_4、N_2、O_2及CO。成矿伟晶岩包裹体的电导率较高,富Na~+、K~+而贫Ca~(2+)和Mg~(2+),阴离子成分有较大差异,这与矿化元素在成矿溶液中的不同迁移形式有关。作者还测定了包裹体溶液中成矿金属元素和稀土元素的含量,这对于探讨成矿物质来源和地化找矿标志均有一定意义。     

湘西合仁坪钠长石-石英脉型金矿床的成矿流体研究

合仁坪金矿床位于湘西柳林汊金矿带,是典型的钠长石-石英脉型金矿床,本文对其进行了较系统的成矿流体地球化学研究。结果表明,与成矿有关的石英和方解石中的流体包裹体主要为气液两相包裹体。石英中包裹体的均一温度范围为111~375℃,盐度为0.18%~7.86%的NaCl;方解石中包裹体的均一温度范围为196~271℃,盐度为4.18%~6.74%的NaCl;成矿溶液的密度为0.633~0.997g/cm~3,表明该矿床的成矿流体均属于中低温、低盐度和低密度的流体;成矿压力为4~209MPa,成矿深度约为1.2~6.8km,该矿床是在中低压力、中浅成条件下形成的。激光拉曼探针分析表明,包裹体中的气相成分有CO_2、CO、CH_4和N_2,液相成分为H_2O和CO_3~(2-),指示含有机质的沉积物变质脱水可能是成矿流体来源的方式。对石英和钠长石氢氧同位素研究表明,该矿成矿流体的δ~(18)O_(H_2O)值为7.1‰~10.8‰,δD_(H_2O)值介于-69‰~-55‰,合仁坪金矿的成矿流体主要来源于变质水。     

矿物包裹体中水溶气体成分的物理化学参数图解

本文计算出1m～3mNaCl体系.温度为100～500℃条件下CO_2、CH_4、H_2、CO、N_2、H_2S和SO_2亨利常数,以及上述成分在100～350℃时的分配系数和气、液平衡常数.并设计出矿物包裹体中水溶气体的lgfo_2—T、lgf_(co)-T、lgf_(co)-T和lgf_(co)-pH等物理化学参数图,解析了江西茅坪锡矿床中石英和锡石的矿物包裹体形成的物理化学条件.     

四川盆地米仓山南缘新立萤石矿床成矿流体研究

为研究新立萤石矿床成矿液体特征,对矿床中的萤石包裹体进行了研究。结果表明,萤石中主要发育液相CH_4包裹体、气液两相H_2O-NaCl-CH_4体系包裹体和气液固三相包裹体。包裹体均一温度峰值为240~300℃,盐度为14%~22%NaCleqv,捕获压力为135~222MPa,具有超压特征。包裹体成分以CH_4为主,其次为H_2O,含有少量CO_2、C_2H_4和H_2S等组分。显微测温和激光拉曼分析结果表明,萤石成矿流体与MVT铅锌矿成矿流体类似,且具有油田卤水的特征。萤石矿的形成与古气藏的破坏密切相关,其成矿时间明显晚于MVT铅锌矿。     

流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约

古台山金矿是湘中盆地最典型的高品位石英脉型金矿床,主要赋存于新元古界和震旦系板岩-千枚岩中。为了探明古台山金矿的成矿物质和成矿流体来源,本次工作对其开展了详细的野外地质考察,对不同阶段石英进行了系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及H-O同位素分析,对与金矿化密切相关的铁白云石进行了C-O同位素分析。包裹体岩相学及测温结果显示,不同阶段石英主要发育CO_2三相和水溶液两相包裹体,金沉淀阶段CO_2三相包裹体丰度最高,包裹体均一温度集中在180~320℃之间,盐度集中在0~13%NaCleqv之间。激光拉曼显示不同阶段石英包裹体成分主要为H_2O、CO12及少量的CH_4和N_2。不同阶段石英的δ~(18)O_(V-SMOW)变化范围为15.6‰~17.9‰,对应的δ8OH_2O变化范围为4.5‰~8.3‰,δD_(V-SMOW)变化范围-78‰~-49‰,显示成矿过程中有岩浆水参与。铁白云石的δ~(13)C_(PDB)集中在-10.3‰~-8.6‰,δ~(18)O_(V-SMOW)分布在13.9‰~15.7‰之间,暗示成矿流体中的碳主要来自深部岩浆。流体不混溶、CH_4气体存在、围岩及脉体发生硫化-碳酸盐化等因素是导致古台山矿床Au沉淀富集的重要机制。综合上述分析,推测古台山金矿可能是一个非典型的造山型金矿床。