流体包裹体研究进展

本世纪前十年(2001年-2010年),国内流体包裹体的研究和应用都有了很大的进展。本文就流体包裹体研究的几个主要方面——包裹体流体体系PVTX性质的模拟、人工合成流体包裹体、成矿流体和成矿机制研究以及油气包裹体和成藏过程研究等——进行了总结。国内包裹体流体体系PVTX性质的模拟研究已经达到国际水平,各种天然流体体系的状态方程被应用于包裹体研究中。结合国际上流行的流体包裹体合成技术,国内学者利用人工流体包裹体,已经开展了流体包裹体形成机理、包裹体中流体体系相平衡和流体包裹体分析设备标定的研究工作。成矿流体和成矿机制研究仍然是流体包裹体的主要应用领域,一些国际前沿的新技术和新方法,如金属矿物中流体包裹体的红外显微测温技术,单个流体包裹体成矿元素的LA-ICP-MS测定方法,以及流体包裹体组合(FIA)研究方法等,被国内学者在研究中采用。油气包裹体研究越来越受到石油地质学家的重视,其在油气成藏机理尤其是油气充注以及成分演化史研究中发挥着日益重要的作用。除了上述主要研究领域,利用熔体包裹体研究地幔流体,通过超高压变质岩中流体包裹体研究变质流体,应用表生环境下蒸发岩(石盐)中的流体包裹体研究古气候,这些方面也都取得了很好的研究成果。本世纪的前十年,国内流体包裹体研究与国际研究紧密结合,中国学者创立的ACROFI系列会议目前也已经成为国际流体包裹体界的重要系列会议之一。     

沉积盆地成岩环境下流体包裹体再平衡机制及其判别方法

流体包裹体再平衡是流体包裹体研究中常遇到的现象,如何识别流体包裹体再平衡,以及解释造成再平衡的地质因素是研究者们需要面对的问题。本文总结了流体包裹体再平衡机制,并简要分析了流体包裹体再平衡的影响因素,就流体包裹体岩相学和均一温度特征详细介绍了再平衡流体包裹体识别方法。地壳中不同的P一T演化史会影响流体包裹体的再平衡过程,变形程度较低时,流体包裹体可能是以塑性拉伸变形为主;变形程度较高时,可能发生泄露、爆裂等,造成流体包裹体不可逆变形。地质作用强烈、变化速度较快的地质背景下,主矿物脆性强、解理发育,个体较大、形状不规则、拉长型的流体包裹体容易受改造。再平衡流体包裹体一般存在针形拉伸变化或爆裂现象(如爆裂晕),且同一FIA流体包裹体气液比、相态等变化较为明显,具较高或较低异常均一温度,均一温度变化较大。流体包裹体再平衡的量化模拟和参考标准有待确立,是未来流体包裹体再平衡问题深化研究的重要方向。     

流体包裹体讲学及学术讨论会在中南工业大学召开

应中南工业大学、有色矿产地质研究院、中国科学院地质所、地化所的邀请,国际成矿流体包裹体委员会主席,美国地质调查所E.Roedeer博士来我国进行学术访问与讲学。 Roedder博士长期从事流体包裹体的研究工作。具体介绍了晶体中的古流体(一般介绍、原理、方法);流体包裹体的亚稳定性;流体包裹体的地质压力计;石盐中的流体;矿床中的流体包裹体;作为勘探工具的流体包裹体;变质岩中的流体包裹体;岩浆岩包裹体;上地幔     

流体包裹体岩相学的一些问题探讨

流体包裹体岩相学是流体包裹体研究的基础和前提。在流体包裹体研究过程中,我们十分重视和强调选择什么样的 流体包裹体去做测温和分析。在流体色裹体岩相学中区分原生和次生包裹体十分重要。只有选择了原生流体包裹体后才能 进行显微测温学和流体包裹体成分分析。这种选择包裹体的过程(或步骤),确定流体包裹体的分类以及在显微镜下观察流 体包裹体捕获后的変化,是流体包裹体岩相学(Fluid inclusion petrography)最主要的内容。本文叙述流体包裹体岩相学的内容 和区分原生和次生流体包裹体的一些实例和方法,阐述了流体包裹体与主矿物之关系。     

地幔岩中流体包裹体研究

地幔岩石中的流体包裹体代表地幔流体的样品。地幔流体包裹体可以存在从地幔来的金刚石,地幔捕虏体和岩浆碳酸岩中。研究这些岩石和矿物中的流体包裹体可以得出其所代表的地幔流体的温度、压力、成分和同位素。我们目前见到的这三类地幔岩石的包裹体主要可在橄榄石、辉石、金刚石、方解石和磷灰石中见到。这些包裹体可以粗略地分为CO2包襄体和硅酸盐熔融体包裹体。又可细分为四类包裹体：（1）富碳酸盐的硅酸盐熔融包裹体。这种包裹体在金刚石、地幔岩捕虏体和岩浆碳酸盐岩中见到,它又可分为结晶质熔融包裹体和玻璃包裹体。（2）CO2包裹体。这种包裹体大多见于地幔捕虏体中,在金刚石和岩浆碳酸岩中也可见到。（3）含硫化物的包裹体。这种包裹体见于地幔捕虏体中,与纯CO2包裹体和含CO2的熔融包裹体共存。（4）高密度的流体包裹体。这种包裹体见于金刚石中,是一种高盐度、高密度的含K、Cl和H2O的流体包裹体,又可分为高卤水包裹体和含卤水的富硅的碳酸盐岩浆包裹体。从对金刚石、地幔捕虏体和岩浆碳酸盐岩中流体包裹体的研究表明,地幔流体存在不均匀性和不混溶性。     

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。     

CaCl2-H2O体系人工合成流体包裹体研究

人工合成包裹体可以作为天然包裹体参照物,提高我们对天然包裹体各种形成作用的认识,并用来模拟天然包裹体以验证许多涉及流体包裹体研究假设的有效性。本文利用人工水晶裂隙愈合方式,在一定的温压条件下合成了具有特定组成的 CaCl_2-H_2O 体系流体包裹体,并对这些合成的包裹体样品进行了详细的测温学研究,结合倪培等(2003)研究结果,进一步证实了:人工合成包裹体与天然包裹体的相似性,以及流体包裹体中捕获流体是母溶液的真实代表性。因此,合成包裹体作为天然包裹体参照物,将在流体包裹体和地质流体研究领域具有十分广阔的应用前景。     

流体包裹体研究的进展和方向

国外近十年来,在流体包裹体研究方面取得很大进展,除了在地质年会上有许多成果报道之外,专业会议更是每年召开一次（指北美流体包裹体会议和欧州体包裹体会议）,报道了大量最新的有关包裹体的研究成果。本文将从４个方面评述国外近年来流体包裹体的研究进展：即人工流体包裹体及Ｐ－Ｔ－Ｖ－Ｘ属性;流体包裹体的成分分析和年代学;流体包裹体在金矿及其他矿床研究中的应用和利用流体包裹体寻找石油。     

江西省金山金矿有机流体与金矿关系

对江西省金山金矿流体包裹体研究表明,矿区发育的包裹体有：①气－液两相盐水溶液包裹体,占包裹体总量８０％～８５％;②纯有机烃类包裹体,占包裹体总量１０％～１５％;③含盐类子矿物多相包裹体,占包裹体总量１％左右;④纯ＣＯ２包裹体（含液态ＣＯ２三相包裹体）,占包裹体总量１％以下。流体时空演化表明,成矿前深大断裂引发深部流体上侵,带来了深部的纯ＣＯ２流体和岩浆期后高盐度流体,伴随后期构造活动,大量向下循环的大气水,不仅温度升高,而且在水－岩交换过程中带来地层中的有机质。在对流体包裹体深入研究的基础上,对成矿流体种类、流体的时空演化,特别是有机流体在成矿中的作用等进行了有益的探索     

内蒙古浩尧尔忽洞金矿床流体包裹体特征

成矿流体来源与矿床成因的关系一直是矿床学研究的重点与难点。通过流体包裹体显微测温、原位激光拉曼光谱分析和包裹体化学成分分析,对浩尧尔忽洞金矿床成矿流体进行了较系统的研究。测试结果表明:该矿床石英中流体包裹体分为气液包裹体、气体包裹体、纯气体包裹体和纯液相包裹体四类。大部分流体包裹体均一为液相,少量气体包裹体均一为气相。伟晶岩脉石英流体包裹体均一温度峰值260～340℃,炭质板岩内含矿石英细脉内石英流体包裹体均一温度峰值260～380℃。石英流体包裹体气相成分为H2O、CO2、CH4、N2和C2H6,液相成分为Cl-、SO2-4、Na+、K+、Mg2+和Ca2+。炭质板岩中石英流体包裹体的氢氧同位素(δD H2O=-96.20‰～-82.80‰,δ18O H2O=3.97‰～7.93‰)靠近原生岩浆水。认为浩尧尔忽洞金矿床成矿与海西期岩浆活动有关,属中高温低压浅成热液矿床。     

胶东和小秦岭:两类不同构造环境中的造山型金矿省

胶东和小秦岭是我国排名前两位的金矿产地,根据对这两个地区的实地野外考察、室内研究及对已有大量研究成果的总结,我们认为胶东与小秦岭地区的金矿床均可归入造山型金矿的范畴,它们分别形成于增生型造山体制和碰撞型造山体制.胶东金矿床形成于早白垩世(130～120Ma左右)与洋壳俯冲(增生)造山相关的活动大陆边缘环境,矿床主要产于中生代花岗岩岩体中,严格受断裂带(NNE向或NE向为主)控制,成矿流体具有低盐度高CO_2含量的特征,He-Ar同位素研究显示成矿过程有幔源物质的加入.综合金矿床及中生代岩浆岩(特别是与成矿近同时的早白垩世郭家岭花岗岩及基性岩脉)的地质地球化学特征与成岩成矿动力学,我们提出在俯冲的太平洋板块后退的背景下,胶东地区增厚地壳中的榴辉岩相下地壳及下伏岩石圈地幔发生两阶段拆沉,强烈的壳幔相互作用最终导致了早白垩世普遍的岩浆活动及金的爆发成矿的模式.小秦岭地区金矿床主要以大型含金石英脉的形式产出于太华群变质基底的脆性-韧性剪切带(EW向为主)中,而与区域内燕山期大型花岗岩岩基没有直接联系,矿床地质特征(如低盐度高CO_2,以变质流体为主的成矿热液)与造山型金矿吻合,He-Ar同位素特征表明金矿床形成时有幔源物质的加入.小秦岭地区脉状Au-Mo矿床印支期成矿年龄(215～256Ma,辉钼矿Re-Os)表明印支期是小秦岭地区金成矿的主要时期,小秦岭金矿属于陆陆(华北与扬子)碰撞造山过程中形成的造山型金矿.     

Metallogenic model and prognosis of the Shuiyindong super-large strata-bound Carlin-type gold deposit,southwestern Guizhou Province,China

The Shuiyindong deposit is one of the largest (more than 100 tonnes of Au) and highest grade (more than 7×10-6-10×10-6), strata-bound Carlin-type gold deposits in southwestern Guizhou Province, China. The deposit is controlled by both structure and favorable lithology. It is situated near the axis of the striking Huijiabao anticline and is hosted in bioclastic limestone of the Permian Longtan Formation. Gold mineralization occurred under low temperature with Th of 220℃± and is closely associated with decarbonation, silicification, sulfidation and dolomitization. The deposit has a characteristic elemental assemblage of Au-As-Hg-Tl. Studies of geochemistry and isotope compositions indicated that the ore-bearing materials and fluids of the gold deposit mainly originated from a plutonic source, and possess a mixing feature with the strata matter during transportation from mantle to crust. Fluid inclusions in vein quartz from the gold deposit are rich in volatile flux, indicating that metallogenic fluid is an overpressured one. The activity and geothermal state of the Earth's crust in the long period of time are favorable for the formation of overpressured fluids in a large area, and extensive structures would drive the fluids into ore-forming system and make gold deposits formed. The complexity of structural movement in the upper crust of southwestern Guizhou Province resulted in complicated gold mineralization. Through metallogenic prognosis and exploration, the proven reserves of the deposit increased by tens of tonnes of Au and the deposit has become a super-large strata-bound Carlin-type gold deposit.     

小秦岭金矿田构造演化与金矿成矿作用

依据小秦岭金矿田的地质构造穿插关系和同位素年龄资料,建立了本区构造、岩浆、成矿事件序列。在此基础上,将小秦岭地区的构造演化划分为６个阶段：褶皱变质、韧性剪切变形、稳定升降、韧－脆性断裂转化、断裂活动、抬升剥蚀阶段。对小秦岭金矿田的成矿时代,成矿深度、矿床成因等地质问题,给出了构造地质学方面的判据。     

小秦岭金(钼)矿田北矿带推覆构造演化与成矿作用

在小秦岭北矿带桥上寨、灵湖、大湖和秦南-太阳沟等地,对金矿床的控矿构造进行了野外调查。工作结果表明,小秦岭北矿带近东西向控矿断裂从北向南的F₁、F₈、F₇、F₃₅、F₅以及F₆断裂是由长英质糜棱岩、构造碎裂岩组成的。其中糜棱岩中S-C组构以及构造劈理与断裂面所夹的锐角,反映了这些断裂具有逆断裂特征,它们在平面上又具有分支复合现象。因此,这些断裂为一套向南推覆的叠瓦状断裂构造体系。这些近东西向叠瓦状断裂构造控制了北矿带金矿床的形成,部分含金石英脉发生了变形,呈条带状构造,反映了断裂发生时间为123 Ma之前。晚期与小秦岭山前有关的断裂构造为正断裂,破坏矿体。     

云南哀牢山老王寨大型造山型金矿成矿流体地球化学

云南哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期金矿带,而老王寨是其中最大的金矿。流体包裹体研究显示:老王寨金矿含金石英脉中流体包裹体类型主要为NaCl-H₂O型和CO₂-H₂O型,其均一温度为102~302℃, 峰值为160~180℃;流体盐度范围变化较大,介于2.5%~12.9% NaCleqv之间,峰值为6.0%~7.5% NaCleqv,显示老王寨成矿流体具有中低盐度和中低温度的特征。 氢氧同位素测定显示成矿流体δD_H2O=-115‰~-90‰,δ¹⁸O_H2O=5.2‰~6.8‰,显示其组成主要为岩浆水,可能与有机沉积物发生过同位素交换。流体包裹体碳同位素组成(δ¹³C为-6.5‰~-3.9‰)基本落在幔源碳变化范围之内,说明其中CO₂可能来自地壳深部,甚至上地幔。综合成矿地质特征和成矿流体的证据,提出老王寨金矿为喜马拉雅期造山型金矿。     

斑岩型Au矿床的包裹体标志:以黑龙江金厂金矿矿床为例

通过对黑龙江金厂金矿床和河北蔡家营铅．锌．银矿床的对比研究,发现斑岩中包裹体的演化和成分特征反映了成矿流体的演化、成矿能力和矿床成因,对这类矿床的找矿评价也具有一定的参考价值。金厂金矿床中代表岩浆演化各个阶段的包裹体类型完全,且包裹体富含盐类、成矿物质和挥发组分,表明该区岩浆结晶分异作用完善、具有较强的成矿能力,能形成斑岩型矿床。而河北蔡家营铅-锌-银矿床,斑岩中只有硅酸盐玻璃包裹体和后期盐水溶液包裹体,反映该岩浆分异演化程度不高、分异作用极不完善。含盐度较高而且大量挥发组分的存在可能是后期热液活化萃取围岩成矿物质的重要因素。     

华北古陆块南缘金属矿床成矿机制研究

文章通过分析和总结前人的研究资料,认为华北古陆块南缘产出的金属矿床具有成矿机制的多样性：①构造-变质-岩浆-流体成矿,如小秦岭金矿等;②构造-岩浆成矿,如熊耳山金矿田、外方山铅锌铜矿、神洞沟银矿、与燕山期中酸性小岩体有关的钼钨矿等;③构造-建造-流体成矿,如刘山崖铜锌矿、围山城金银矿等;④岩浆-热液蚀变成矿,如秋树湾铜钼矿。     

小秦岭大湖金钼矿床地质特征及成矿流体

小秦岭地区位于华北克拉通南缘,赋存许多大型-超大型的金矿床,大湖金钼矿床位于小秦岭北矿带。大湖金钼矿床成矿具有多期多阶段特点,包括热液期和表生期,根据矿脉穿切关系、矿石的矿物组成以及结构、构造研究,热液期分为4个成矿阶段,即石英-钾长石-辉钼矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-自然金阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物-自然金阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。流体包裹体岩相学、激光拉曼成分分析和冷热台测温结果表明,大湖金钼矿的初始成矿流体属H₂O-CO₂-NaCl体系,包裹体分为三种类型,即CO₂-H₂O型包裹体(C型)、水溶液型包裹体(W型)和纯CO₂型包裹体(PC型)。成矿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ阶段包裹体均一温度范围分别为275.3~350.0 ℃、260.0~312.7 ℃、245.3~287.6 ℃和237~251 ℃,流体盐度范围为5.2%~16.7%,密度为0.777~1.108 g/cm³,为中-高温、中-低盐度、低密度流体,与变质流体特征一致。均一温度从Ⅰ阶段→Ⅳ阶段呈逐渐下降趋势,盐度从Ⅰ阶段→Ⅲ阶段逐渐降低,Ⅳ阶段沸腾作用使流体中的气体组分逸出,导致剩余流体的浓缩盐度增高。流体成矿压力范围为58.0~196.3 MPa,对应成矿深度范围为3.0~7.1 km。矿区普遍存在的围岩蚀变表明水岩反应强烈,氢同位素δD为-90‰~-44‰,成矿流体氧同位素δ¹⁸O_水范围为2.1‰~5.9‰,属于变质热液范围;在δ¹⁸O_水-δD组成图解投图中落在变质水范围左下侧,Ⅱ、Ⅲ阶段样品的δ¹⁸O_水较Ⅰ阶段整体左移,表明高温变质流体与围岩(斜长角闪岩等变质岩)发生水岩反应,导致同位素互换平衡。大湖金钼矿床受区域近东西向断裂构造控制,属典型的断控脉状矿床,成矿流体以变质水为主,矿床主要特征与典型的造山型金矿特征相符。     

小秦岭金矿床成矿作用及成矿物质来源

根据小秦岭地区太华群花岗-绿岩地体的形成和演化,通过太华群主要地层及岩浆岩常量元素、微量元素、稀土元素组成特征分析,对金的演化和成矿地球化学、物理化学进行分析探讨。认为本区太华群是金的矿源层,与金矿空间关系密切的燕山期文峪花岗岩体是太华群及其以下壳幔物质重熔形成的,它控制本区金异常及金矿的分布,但是岩体仅作为驱动金富集成矿的热动力,而没有提供主要的成矿物质来源。小秦岭金矿床为热液型矿床,成矿热液以岩浆水为主,混合天水成矿。成矿热液属于弱酸-弱碱性,成矿温度为中偏高温。     

辽南丹东地区中生代金成矿的FIP的证据

辽南丹东地区产出有五龙、四道沟两个大型金矿床,两矿床与中生代燕山期三股流花岗岩体存在密切的空间华生关系。长期以来,对这一地区金的成矿作用时代存在有不同的认识,一种观点认为金的成矿作用只有一期,即中徨代（燕山期）;另一种观战认为金的成矿作用有两期,即元古代和中生代（燕山期）分别以四道沟金矿和五龙金矿为代表,作者利用流体包裹体面（ＦＩＰ）研究的新方法对金矿床及伴生花岗岩进行了研究。结果表明,三股流花岗