流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用

流体包裹体是近年来研究地质流体,尤其是成矿流体的关键途径,各种与之相关的测试技术与方法及理论成果日新月异。流体包裹体研究不仅可以获得成矿流体的物理化学条件,还可以示踪成矿物质来源与组成,为识别矿床类型、构建成矿模式提供直接证据。本文从流体包裹体岩相学、均一温度与盐度、成分分析、pH测试与计算、P—V—T—x状态方程、热液金刚石压腔及其在矿床学上的应用等7个方面对流体包裹体的研究与发展进行全面的梳理。首先,系统总结了近年来流体包裹体各方面的最新研究进展和发展趋势,分析了流体包裹体成分测试中存在的主要问题,为其发展提供了一定的方向性;其次对各类矿床的成矿流体和流体包裹体特征进行了归纳整理,对分析矿床的成因类型具有重要意义;最后,提出了流体包裹体在矿床学研究中的发展方向。     

中国萤石矿床流体包裹体研究进展

流体包裹体研究是揭示成矿流体来源与演化的重要手段,而萤石是流体包裹体研究的理想对象。本文选取中国主要萤石矿集区32个典型矿床为研究对象,总结了流体包裹体岩相学特征,并按不同矿床类型统计原生流体包裹体显微测温结果,探讨了萤石沉淀成矿机制。结果表明,岩浆期后热液型、火山—次火山热液型及热卤水型萤石矿床流体包裹体均一温度（集中在120℃~240℃）、密度（主要为0.8~1.0 g/cm³）相近,热卤水型萤石矿床成矿流体盐度高于岩浆期后热液型和火山—次火山热液型矿床。从成矿早期到晚期,大多数矿床成矿流体的盐度、温度逐渐降低。中国萤石矿床总体呈现浅成低温热液成矿的特征。地质事实和已有文献资料表明,萤石沉淀成矿的主要的机制可能不是水—岩反应,而是降温冷却和流体混合,不同矿床萤石主要沉淀成矿机制可能不同。水—岩反应主要在成矿物质集聚过程起重要作用。在总结前人研究的基础上,本文认为当前萤石矿床流体包裹体研究面临的主要问题是：1）流体包裹体组合（FIA）方法在显微测温上应用不足;2）流体包裹体成分分析以定性为主;3）成矿压力、深度估算方法适用性较低。针对这些问题,提出了相应的解决建议,以期推动萤石矿床流体包裹体研究进一步发展。

     

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。     

单个流体包裹体LA-ICP-MS成分分析及在矿床学中的应用

流体对于热液矿床成矿过程起着十分重要的作用,而古成矿流体最直接的代表是流体包裹体,流体包裹体研究是了解与成矿有关的一系列问题的重要钥匙。单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析是了解成矿流体成分特征的最重要手段之一。文章简要介绍了单个流体包裹体成分LA_ICP_MS分析技术及待测样品选取等方面的问题,重点归纳了流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在矿床学中的主要应用,如成矿流体的特征、成矿流体的来源、成矿流体演化历程、诱发金属沉淀的原因、岩浆_热液矿床中金属的来源、元素在不同相中的分配、模拟计算。最后为LA-ICP-MS对单个流体包裹体成分测试的前景做了简单的展望。     

合成流体包裹体方法、研究进展及应用

合成流体包裹体的方法是一种采集非常温常压条件下流体样品的技术。它已用于在较宽的压力-温度-成分范围内确定流体的体积平衡、相平衡性质和温度校正。与传统的实验方法相结合，可以了解地壳内部的地球化学行为、矿物质的运移和沉淀机理。本文在简要介绍了目前国际上常用的流体包裹体合成的两类实验方法的基础上，对合成流体包裹体的研究现状进行了分析，并根据作者的实际工作阐述了合成包裹体技术对矿床学研究的意义。     

流体包裹体在矿床研究中的作用

流体包裹体分析是现代矿床学研究的一个重要手段,对矿床类型的划分及成矿流体成分、温度、压力的研究有着重要的作用.在矿质沉淀的主要机制中,流体相分离及流体混合的主要证据来自流体包裹体;对金属在气相中的搬运的认识,也主要来自包裹体研究.成矿流体成分对认识金属在热液中的搬运方式起着重要作用,流体温度和压力数据是成矿流体动力学模式的重要制约.     

东天山小热泉子矿床流体包裹体及矿床成因

小热泉子铜矿是东天山最早发现的铜矿床之一,但其成矿流体性质、演化,以及矿床成因尚不明确.通过对不同成矿期次流体包裹体开展显微测温和激光拉曼分析,结果表明小热泉子成矿可分为VMS成矿期（包含黄铁矿、黄铜矿-闪锌矿阶段）、热液叠加期（包含石英-硫化物、碳酸盐阶段）和表生期.VMS成矿期包裹体以水溶液型为主,少量含CO₂包裹体,其均一温度为234~392 ℃,盐度为3.5%~13.3% NaCleqv;热液叠加期包裹体为水溶液型,在122~296 ℃达到均一,盐度为1.4%~12.1% NaCleqv.激光拉曼分析显示包裹体成分以H₂O为主,含少量CO₂和SO₂.小热泉子铜矿早期高温-中高盐度的VMS成矿系统叠加了后期低温-中低盐度的热液系统,其成因类型应为典型的叠加型成矿系统.      

赣南淘锡坑钨矿床流体包裹体特征及其地质意义

淘锡坑钨矿是赣南一个重要的大型石英脉型钨多金属矿床。矿床主要矿化阶段含矿石英脉中石英和黄玉中的流体包裹体类型有单一水溶液相H2O-NaCl(Ⅰa型)、富液L+V两相H2O-NaCl(Ⅰb型)、两相H2O-NaCl-CO2体系包裹体(Ⅱa型)和三相H2O-NaCl-CO2包裹体(Ⅱb型)。Ⅰb型包裹体均一温度范围为80~370℃,具有多峰态分布特征,可识别出140~190℃,200~250℃和340~360℃几个峰。成矿流体的盐度相对较低,一般<8w(NaCleq)%。用流体包裹体组合的方法获得四组包体的相关参数,结果表明同一包体组合内不同包体的盐度、均一温度及密度基本一致,而不同包体组合中包体的盐度、均一温度及密度则相差较大,显示出不同包体组合所捕获的流体存在较大的差异。Ⅰb型包裹体均一温度分别分布在329~355℃,214~240℃和141~189℃三个温度区间,经压力校正后的捕获温度分别为400~425℃,275~300℃,210~260℃。这些特征表明,淘锡坑钨矿至少存在三期热液流动,其中前两期为成矿期的热液活动,第三期(次生包体)为成矿后的热液活动。根据Ⅱ型包裹体的CO2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67.3~97.8 Mpa,平均压力74.8 Mpa,按静岩压力换算成成矿深度为2.59~3.77 km,平均为2.88 km。     

塔里木西南缘MVT型铅锌矿床流体包裹体研究

对塔里木板块西南缘塔木、卡兰古、乌苏里克、卡拉牙斯卡克等铅锌矿区的矿物流体包裹体研究表明，流体包裹体类型单一，多为流相包裹体，成矿流体具有低温、中高盐度、高密度特征、是富含Ca^2 ,Mg^2 ,Na^ 离子及有机烃类物质和硫化氢气体的热卤水。矿化剂主要是Cl^-离子，可与北美典型密西西比河谷型铅锌矿类比。     

阿尔泰大东沟铅锌矿的碳质流体及其成因

大东沟铅锌矿是阿尔泰南缘泥盆纪克朗火山-沉积盆地的块状硫化物矿床之一,在石炭—二叠纪同造山的区域变质过程中,受到热液叠加改造作用,层状铅锌矿体发育脉状石英和矿化。本文对阿勒泰大东沟铅锌矿区石英脉中的包裹体进行了详细的岩相学和显微测温研究,估算出包裹体形成时的物理化学条件,并采用激光拉曼、同步辐射X射线荧光(SRXRF)对流体包裹体进行了成分测试。结果显示,石英脉中的包裹体主要为碳质流体包裹体,多以面状、带状分布,最低捕获温度在209～459℃之间,密度为0.75～1.15g/cm3,最低捕获压力在110～540MPa之间。初步研究表明碳质流体的来源与同造山的变质作用有关,而与海底喷流沉积无关。激光拉曼测试结果表明包裹体气液主要成分为CO2和N2。SRXRF测试碳质包裹体中金属微量元素显示低Cu、Zn、Pb,而富集Au。     

胶东大柳行金矿田庵口金矿床成矿流体与成矿物质来源

庵口金矿床是位于大柳行金矿田东北部的石英脉型中型金矿床,矿体呈脉状产于郭家岭岩体内部的北东东向断裂带内。目前,对该矿床的研究相对较少,为探讨其成矿流体性质与成矿物质来源,文章通过井下观察、岩相学、流体包裹体测温、激光拉曼分析和同位素测试,将该矿床热液成矿期划分为黄铁矿石英阶段(Ⅰ)、石英黄铁矿阶段(Ⅱ)、多金属硫化物阶段(Ⅲ)和碳酸盐阶段(Ⅳ)。流体包裹体研究表明,成矿流体含富液相和富气相包裹体,包裹体气相成分以CO₂为主,少量N₂、CH₄,总体为中低温、低盐度CO₂-H₂O-NaCl体系,成矿早期(Ⅰ阶段)和主成矿期(Ⅱ、Ⅲ阶段)温度变化不大,盐度呈降低趋势,流体演化过程中发生了流体不混溶(沸腾)。H-O同位素测试表明,成矿流体可能主要来源于郭家岭岩体出溶的岩浆水;S、Sr-Nd-Pb同位素示踪显示,成矿物质可能主要来源于重熔活化的下地壳(前寒武纪变质基底),并在向上运移过程中混入了上地壳物质。     

吉林松江河金矿床流体包裹体特征及矿床成因

松江河金矿位于夹皮沟—海沟成矿带的东南段,矿床受一韧性剪切带控制,矿体主要赋存于SN向断裂中。按矿石自然类型,可进一步划分为蚀变岩型与石英脉型。矿化类型主要为浸染状和细脉状。依据矿物共生组合、交代与穿插关系,可将松江河金矿成矿过程划分为3个阶段:黄铁矿--石英阶段、多金属硫化物--石英阶段及石英--碳酸盐阶段。研究结果表明,包裹体类型主要为气液两相包裹体及CO2三相包裹体。成矿流体均一温度范围为138℃~355℃,盐度范围为2.23%~11.60%NaCl,密度范围为0.59~0.99 g/cm3,成矿压力为64~92 MPa,成矿深度为6.45~7.88 km。主成矿阶段含CO2三相包裹体与气液两相包裹体共存,且两种类型包裹体的均一温度相近,盐度差别较大,CO2/H2O比值降低,表明成矿流体发生了以CO2逸失为特征的不混溶或沸腾,残余流体盐度升高。成矿流体的气相成分为CO2与CH4,显示出幔源的特征。综合研究表明,松江河金矿床成因类型属于中成造山型金矿。     

吉林临江荒沟山铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因

为确定临江荒沟山铅锌矿床成矿流体特征及矿床形成机制,笔者对矿区主成矿阶段(多金属硫化物阶段)中的铅锌矿石进行了流体包裹体岩相学、显微测温及稳定同位素研究。结果显示,包裹体均为气液两相包裹体,属NaCl-H_2O体系,且成矿流体具有中温(209℃~276℃)、中盐度(1.98~16.34wt%)、低密度(0.79~0.96 g/cm~3)的特点;成矿压力约为16.8~33.0 MPa,成矿深度为1.68~3.30 km。氢氧同位素结果显示δ~(18)O_(H_2O)和δD值分别为3.3×10~(-3)~9.9×10~(-3),-115×10~(-3)~-74.8×10~(-3),结合碳氧同位素δ~(18)O-δ~(13)C图解说明成矿流体以幔源流体为主,可能有大气降水混入。硫同位素δ~(34)S值为2.6×10~(-3)~18.9×10~(-3),具有富集重硫的特点;铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb,~(208)Pb/~(204)Pb值分别为15.43~15.57,15.25~15.33,34.88~35.07,说明成矿物质来源于珍珠门组地层,但不排除有深源物质混入。结合区域地质,认为该矿床的成因类型为中温热液脉型铅锌矿,形成于环太平洋体系向华北板块俯冲的构造背景下,形成时代为燕山晚期。     

板溪锑矿床流体包裹体研究

板溪锑矿床是湘中锑矿矿集区内的一个中型石英脉型锑矿床,赋存于板溪群五强溪组浅变质碎屑岩中,受NE向的桃江—城步断裂带控制。流体包裹体研究表明,板溪锑矿流体包裹体类型包括富液相水溶液包裹体(Ⅰ型)、富二氧化碳包裹体(Ⅱ型)、纯液相包裹体(Ⅲ型)三类;流体盐度为w(NaCl,eq)=3.4%~7.7%,均一温度为181~331℃,流体的密度为0.78~0.92g/cm~3,矿区成矿流体具有中低温、低盐度、低密度的特点,成矿流体的pH值为5.72,估计成矿压力为49~91 MPa,成矿的地壳深度为5.6~7.8km;均一温度与盐度呈正相关关系,成矿过程中两种流体发生混合作用而成矿。     

黔西南架底金矿床流体包裹体研究

架底金矿是近年来在黔西南新发现的主要赋存于玄武岩中的大型微细粒浸染型金矿床。为查明其成矿流体特征,探讨流体成矿机制,针对矿床不同成矿阶段采取流体包裹体样品开展工作。根据野外观察和室内分析,架底金矿热液成矿期可分为3个阶段:黄铁矿阶段、烟灰色石英阶段和硫化物阶段,其中烟灰色石英阶段为主要成矿阶段。流体包裹体以NaCl-H₂O和CO₂-NaCl-H₂O型为主,黄铁矿阶段富CO₂包裹体,均一温度（T_h）为211~231℃,盐度（wt）为2.10~7.60（% NaCl equiv）;烟灰色石英阶段见大量NaCl-H₂O和CO₂-NaCl-H₂O型包裹体,均一温度（T_h）为182~218℃,盐度（wt）为1.40~5.90（% NaCl equiv）;硫化物阶段包裹体均一温度（T_h）普遍小于183℃,盐度（wt）为0.90~5.30（% NaCl equiv）。激光拉曼光谱分析显示包裹体中含CO₂、CH₄、N₂、SO₂等气相组分,随着成矿流体均一温度、盐度和密度的不断下降,包裹体中气相组分种类也趋于简单。通过计算成矿流体的ρ、P、pH、Eh和f_O2等物理化学参数,表明成矿环境具有中低温、低盐度、低密度、近中性、相对还原及低氧逸度的特征。流体包裹体组合变化表明成矿作用发生在流体CO₂含量不断降低的过程,主成矿阶段流体混合和区域伸展构造引起流体沸腾作用强烈,大量金属成分（黄铁矿、自然金等）快速沉淀形成金矿体。      

江西银山多金属矿床高盐度包裹体及其成因意义

流体包裹体岩相学和显微测温学研究表明,银山矿床石英斑岩和金金属矿床中都发现须含石盐的高盐度流体包裹体,表明至少在成矿作用的早期成矿流体为高盐度流体,高盐度流体不是由热水溶液的不混溶作用或沸腾作用形成的,而是直接从饱和水的结晶岩浆熔体中出溶的,银山矿床的成矿流体与斑岩铜矿的成矿流体具有相似性,证实矿床深部可能有隐伏斑岩铜矿。     

内蒙古克什克腾旗长岭子铅锌矿床流体包裹体及矿床成因类型研究

内蒙古克什克腾旗长岭子铅锌矿床是大兴安岭南段新发现的一个矿床,矿体赋存于下二叠统大石寨组海相火山岩建造中,矿体受夕卡岩控制。根据手标本中脉体穿插关系和岩石薄片中观察的矿物共生组合特征,文中将长岭子铅锌矿的成矿过程划分为4个阶段：干夕卡岩阶段、湿夕卡岩磁铁矿阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段,分别以石榴子石±透辉石±硅灰石、石英+绿帘石+电气石+磁铁矿、石英+黄铁矿±磁黄铁矿±黄铜矿±方铅矿±闪锌矿和石英±方解石的矿物组合为标志。长岭子矿床主要发育水溶液包裹体(W型)和含子矿物多相包裹体(S型),前者可进一步划分为富液相(WL型)和富气相(WV型)两个亚类。干夕卡岩阶段辉石中主要发育S型和WL型包裹体,湿夕卡岩磁铁矿阶段绿帘石和石英中主要发育WL型、WV型和S型包裹体,石英硫化物阶段石英中可见所有类型的包裹体,石英碳酸盐阶段的石英±方解石脉中仅见WL型包裹体。干夕卡岩阶段辉石中流体包裹体的均一温度和盐度分别为387~524 ℃和10.7%~52%(NaCleqv.);湿夕卡岩磁铁矿阶段包裹体均一温度为312~533 ℃,盐度为11.3%~60%(NaCleqv.);石英硫化物阶段包裹体均一温度介于182~329 ℃,盐度介于4.7%~38%(NaCleqv.);石英碳酸盐阶段包裹体均一温度为124~199 ℃,盐度介于3.1%~22.4%(NaCleqv.)。上述矿床地质和成矿流体特征表明长岭子铅锌矿为夕卡岩型矿床。成矿流体经历了自夕卡岩阶段高温、高盐度岩浆热液向石英碳酸盐阶段低温、低盐度大气降水热液的转变。石英硫化物阶段发育沸腾包裹体组合,表明成矿流体发生了沸腾作用,这可能是成矿物质沉淀的主要机制。     

内蒙古白乃庙金矿流体包裹体与C-H-O-S稳定同位素特征及其对矿床成因的启示

白乃庙金矿位于中亚造山带南缘白乃庙岛弧区域,是华北地台北缘中段金成矿远景区的重要组成部分.本文通过白乃庙金矿床流体包裹体和C-H-O-S稳定同位素的系统工作,揭示其成矿物质来源、成矿流体性质以及矿床成因.流体包裹体测试均一温度(126.5～283.4℃)和盐度(0.88％ ～7.59％NaCl equiv)显示成矿流体...