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。     

几种盐类矿物中的包裹体及其汽化现象的初步研究

前人对热液矿物中的包裹体研究比较多,也比较详细,并利用包裹体的测温和成分分析等资料,解决了一些岩石矿床的成因问题。但是,对常温常压下从地表水中形成的沉积矿物,特别是盐类矿物中的包裹体则研究较少。近几年来,我们对几种盐类矿物的包裹体进行加热研究,发现这种包裹体当加热到一定温度时会产生汽化现象。这一现象,对区分不同成因的气液包裹体和正确进行包裹体测温,具有较重要的意义。     

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。     

一种测定富含铁质矿物包裹体的温度方法简介

矿物包裹体测温工作是研究包裹体的一项主要内容,在解决成岩、成矿温度及其成因等方面有着重要的意义。但是,在包裹体测温过程中,常常遇到的一个问题,即不少矿物和矿物包裹体富含铁质类易氧化而变得不透明,特别是在高温测定中这个问题非常突出,往往使矿     

内蒙古额尔古纳地区比利亚谷铅锌(银)矿床成矿流体特征与矿床成因

比利亚谷矿床是内蒙古额尔古纳成矿带内新发现的一个铅锌(银)矿床,具有大型矿床的成矿潜力。主矿体呈脉状产于上侏罗统塔木兰沟组和满克头鄂博组火山岩地层中,受NW,NWW向张性断裂构造控制;主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、辉银矿等。为确定该矿床的成矿流体特征及成因类型,对矿石中的石英、重晶石和闪锌矿开展了流体包裹体的岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明,上述矿物中主要发育富液相、CO2三相和少量含子矿物三相包裹体;富液相包裹体的均一温度与盐度分别为102℃~378℃和0.2%~10.5%NaCl eqv,CO2三相包裹体的均一温度和盐度分别为124℃~256℃和1.8~11.2%NaCl eqv,含子矿物三相包裹体的均一温度与盐度分别为220℃和42.4%NaCl eqv。单个流体包裹体气相成分的激光拉曼光谱分析显示,除石英中的部分富液相包裹体的气体成分含CO2外,不同矿物中的富液相包裹体的气体成分均为H2O。此外,该矿床成矿流体的盐度范围波动较大,重晶石中包裹体的均一温度分布范围较广,因此成矿流体属不均匀流体,流体混合作用是该矿床的重要成矿机制。综合认为,比利亚谷铅锌(银)矿床应属赋存于中生代火山岩中的与浅成-超浅成岩浆作用有关的中低温热液脉型矿床。     

内蒙古额尔古纳地区比利亚谷铅锌(银)矿床成矿流体特征与矿床成因北大核心CSCD

比利亚谷矿床是内蒙古额尔古纳成矿带内新发现的一个铅锌（银）矿床,具有大型矿床的成矿潜力。主矿体呈脉状产于上侏罗统塔木兰沟组和满克头鄂博组火山岩地层中,受NW,NWW向张性断裂构造控制;主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、辉银矿等。为确定该矿床的成矿流体特征及成因类型,对矿石中的石英、重晶石和闪锌矿开展了流体包裹体的岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明,上述矿物中主要发育富液相、CO2三相和少量含子矿物三相包裹体;富液相包裹体的均一温度与盐度分别为102℃～378℃和0．2％～10．5％NaCleqv,CO2三相包裹体的均一温度和盐度分别为124℃～256℃和1．8～11．2％NaCleqv,舍子矿物三相包裹体的均一温度与盐度分别为220℃和42．4％NaCleqv。单个流体包裹体气相成分的激光拉曼光谱分析显示,除石英中的部分富液相包裹体的气体成分含CO2外,不同矿物中的富液相包裹体的气体成分均为H2O。此外,该矿床成矿流体的盐度范围波动较大,重晶石中包裹体的均一温度分布范围较广,因此成矿流体属不均匀流体,流体混合作用是该矿床的重要成矿机制。综合认为,比利亚谷铅锌（银）矿床应属赋存于中生代火山岩中的与浅成一超浅成岩浆作用有关的中低温热液脉型矿床。     

根据矿物中包裹体的研究对玢岩铁矿的新认识

近年对宁芜地区玢岩铁矿矿物中的包裹体,进行过大量的测温工作,取得一定成果。但各种类型铁矿的测温结果,基本相同,例如磁铁矿的形成温度,大都在310℃到450℃之间。这与矿床成因类型的划分有矛盾,亦影响到玢岩铁矿模式的确立和对成矿作用的理解。作者等对该地区某些火山岩铁矿矿物中的包裹体所进行的再研究中,找到大量固体包裹体。在     

热液金刚石压腔在流体包裹体研究中的应用——以川西甲基卡伟晶岩型矿床为例

流体包裹体是赋存在矿物中的流体样品,均一实验是以其研究成岩成矿流体演化的重要步骤和内容。但某些深成岩或矿床中的流体包裹体,如我国川西甲基卡伟晶岩型锂矿中的富CO2包裹体,因具有较大的内压,当利用传统的热台在1个大气压下加热时,容易发生爆裂而无法观测到均一行为和均一温度。因此,本文利用热液金刚石压腔(HDAC),以H2O为压力介质对流体包裹体施加外压,完成了甲基卡矿床No.134号脉石英中富CO2包裹体的均一实验。实验结果表明,随着外压的增大,均一温度呈降低的趋势,说明流体包裹体在被捕获后并非严格的等容,从而警示我们以后再对深成矿床中具有高内压的流体包裹体进行显微测温时应选用HDAC以获得更为可靠准确的数据。补充富CO2包裹体的均一实验数据后,石英中的H2O-CO2-NaCl包裹体表现出良好分异现象,随着均一状态自液态CO2→CO2与H2O临界相→液态H2O相变化,均一温度和盐度也随之降低,且比锂辉石中的包裹体具有更低的盐度和更大的温度变化范围。这些热力学特征说明,在锂辉石型伟晶岩形成过程中,锂辉石和石英先后结晶,分别主要捕获富子晶包裹体和H2O-CO2-NaCl包裹体,同时Li+不断向锂辉石结晶前锋聚集,使参与流体的Li+含量降低,致使石英中流体包裹体的盐度呈现出降低的趋势。     

羌塘地区多才玛铅锌矿床流体包裹体特征及成因类型

多才玛超大型铅锌矿床位于青藏高原东北部北羌塘地块,受NW向断裂构造的控制,矿体呈脉状、透镜状,赋矿围岩为二叠系九十道班组灰岩,矿石为浸染状、角砾状、块状和网脉状构造,矿石矿物组成简单,金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,脉石矿物主要有方解石、白云石、重晶石、石英。在野外地质观察基础上,对脉石矿物进行了显微观察及包裹体测温研究,结果表明:矿石中方解石和石英中所捕获的原生流体包裹体有气液两相包裹体、富气体气液两相包裹体、纯气体包裹体3种类型,邻近分布,其均一温度相近;脉石矿物的流体包裹体主要以气液相包裹体居多,其他两类次之;包裹体测温结果显示,成矿流体冰点温度为?19.3~?0.5℃,均一温度变化范围为97~497℃,峰值范围为120~180℃;流体盐度变化范围为0.9%~21.9%Na Cleq,平均盐度9.2%Na Cleq;大部分包裹体流体密度为0.7~1.00 g/cm3,平均密度0.94 g/cm3;估算的成矿压力为5~10 MPa,对应成矿深度为0.5~1 km之间。成矿流体呈低温、中低盐度、中等密度、低压、浅成相的矿床成矿环境特征。结合区域成矿背景、矿床地质和流体包裹体特征,认为多才玛铅锌矿床为造山逆冲推覆带背景下的MVT型铅锌矿床。     

黑龙江磨石山铜多金属矿床流体包裹体研究

磨石山铜多金属矿床位于小兴安岭—张广才岭成矿带、磨石山—红星铜多金属矿集中区内。对该矿床主矿体含矿石英脉石英矿物的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和单个包裹体气液相成分激光拉曼探针分析研究表明,流体包裹体类型分为Ⅰ型含CO2包裹体、Ⅱ型CO2包体及Ⅲ型气液两相包裹体,均一温度变化为205.9℃～297.6℃,流体盐度变化为2.2～9.2wt%(NaCl);该矿床成矿流体为一含CO2、中等盐度的NaCl--H2O--CO2体系流体。成矿流体的不混溶(沸腾)作用是铜、钼多金属矿化富集的重要因素。该矿床成矿压力为75～110MPa,成矿深度为2.5～3.7km,反映矿化形成于中等深度,矿床属中温岩浆热液矿床,成矿作用与晚侏罗世古太平洋板块的俯冲作用有关。     

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。     

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。     

盐类矿物及一些人工晶体中的包裹体及其气化现象

前人对热液矿物中的包裹体研究比较多,也比较详细,并利用包裹体的测温和成分分析等资料,解决了一些岩石矿床的成因问题。但是,对常温常压下从地表水中形成的沉积矿物,特别是盐类矿物中的包裹体则研究较少,常温包裹体加热变化情况,目前还没见有报导。近几年来,笔者对盐类矿物的包裹体进行加热研究,     

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。     

萤石中流体-熔融包裹体的研究

在四川冕宁稀土矿床霓辉重晶石伟晶岩型矿体早期萤石中笔者发现了大量的流体-熔融包裹体。矿物的光学性质及激光拉曼光谱特征表明,流体-溶融包裹体内晶体矿物为重晶石。萤石中流体-熔融包裹体的“均一化”温度为493.7—502.3℃,其捕获温度更高,这说明主矿物萤石的形成温度很高,笔者认为这类萤石是由富含挥发分,以氟化钙、硫酸钡为主要成分的盐熔体直接结晶而成的,即该类萤石以及与之共生的重晶石具有岩浆成因的特征。     

西天山达巴特斑岩型铜矿床流体地球化学特征和成矿作用

本文对西天山地区达巴特斑岩铜钼矿床矿石中石英的流体包裹体进行了均一法和冷冻法测温,对相应的石英单矿物进行了氢氧同位素测定,据此判断了成矿流体的来源和成矿物理化学条件。结果表明含铜钼矿石中的流体包裹体主要为气液两相包裹体和含子矿物三相包裹体,不同样品中同类包裹体具有基本一致的均一温度、子矿物溶化温度、冰点、盐度和密度值, 数据显示成矿流体均呈中温低盐度的特点。矿石氢氧同位素组成表明矿床的成矿流体属于岩浆水范畴,而且具有深部来源甚至幔源的可能性。根据矿体主要分布在火山机构南北两侧与地层的接触带及其内发育的断裂构造中这一空间关系,结合流体包裹体测温结果,推测尽管该矿床成矿流体具有深源特征,但成矿作用发生在中浅部环境,成矿与火山机构最晚期的花岗斑岩具有密切的成因关系。     

西藏班-怒带西段荣那铜（金）矿床流体包裹体特征及矿床成因

荣那铜(金)矿床是班公湖-怒江缝合带西段新发现的矿床,是多龙矿集区的重要组成矿床之一,已探明储量达大型规模,具有超大型矿床的成矿潜力。荣那铜(金)矿床矿石矿相学与岩相学研究显示其具有典型高硫化型浅成低温热液型矿床的矿物组合(明矾石、硫砷铜矿等)和矿化蚀变特征。通过资料收集与野外观察,本文将荣那铜(金)矿床的成矿过程划分为石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段与碳酸盐阶段,其中石英-多金属硫化物阶段为主成矿阶段。为查明该矿床的成矿流体特征,进一步确定矿床成因类型,对取自深部矿石中的石英脉(均为主成矿阶段含黄铁矿、黄铜矿石英脉)开展了流体包裹体的岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明,上述矿物中主要发育富液相、富气相和含子矿物三相包裹体;富液相包裹体的均一温度与盐度分别为:80~440℃和4.63%~11.95%NaCl eqv;富气相包裹体的均一温度和盐度分别为:320~440℃和5.55%~10.74%NaCl eqv;含子矿物三相包裹体的均一温度与盐度分别为200~400℃和29.4%~32.56%NaCl eqv;富液相与富气相包裹体的气体成分除少量N2外,气体成分均为H2O。综合分析认为,荣那矿床成矿流体发生了强烈的沸腾作用,流体沸腾作用是该矿床的重要成矿机制。可见,荣那矿床具有高硫型浅成低温热液矿床的矿物组合及蚀变特征,但主成矿阶段石英脉流体包裹体特征与典型斑岩型铜(金)矿床的流体包裹体特征相似。因此,推测荣那高硫型浅成低温热液铜金矿的深部存在斑岩型铜金矿化,该矿床应属浅成低温热液型-斑岩型铜金矿床。     

内蒙古额尔古纳地区七一牧场铅锌矿床成矿流体特征及成因探讨

七一牧场矿床是内蒙古额尔古纳成矿带内新发现的一个铅锌矿床,具有大中型矿床的成矿潜力.为确定该矿床的成矿流体特征及成因类型,对主成矿阶段的石英开展了流体包裹体岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析.结果表明,石英中主要发育富液相、富气相、CO₂三相和少量含子矿物三相包裹体;包裹体的均一温度为132~342℃,大致集中在130~200℃和240~320℃;两相包裹体的盐度范围在0.5%~9.9%,含CO₂三相包裹体的盐度为3.0%~11.9%,属低盐度.根据子矿物熔化温度得出含子矿物三相包裹体的盐度为42.4%和44.2%.激光拉曼光谱分析显示,包裹体中气相成分主要为H₂O和CO₂.认为流体的沸腾作用是矿质沉淀的重要机制,该矿床属赋存于中生代火山岩中与浅成-超浅成岩浆作用有关的中低温热液脉型矿床.     

赣南茅坪钨矿床黄玉单晶流体包裹体研究

文章以赣南茅坪大型钨矿床成矿早阶段形成的黄玉单晶为研究对象,对其中的流体包裹体开展了岩相学、显微测温以及激光拉曼光谱研究。结果显示,茅坪钨矿床黄玉单晶中的流体包裹体以富液两相包裹体为主,同时发育有单相包裹体、富二氧化碳的三相包裹体以及含子矿物包裹体。其中,含子矿物包裹体发育是本矿床黄玉中包裹体的重要特征,子矿物成分有方解石、石英、石盐等;流体包裹体的均一温度介于200~509℃之间,峰值位于420~500℃之间,盐度w(NaCl_(eq))为4.32%~19.22%,峰值介于17%~19%,较前人获得的石英脉型钨矿床成矿温度和盐度均高出许多,其峰值(420~500℃)在一定程度上衔接了石英脉型黑钨矿高温阶段的演化历史;黄玉单晶中包裹体还具有富含CO_2、CH_4、N_2等挥发分的特征。综上所述,笔者认为石英脉型钨矿的成矿流体在早阶段具有高温、中高盐度、富挥发分、富含多种离子的特征。     

萤石中流体—熔融包裹体的研究

在四川冕宁稀土矿床霓辉重晶石伟晶岩型矿体早期萤石中笔者发现了大量的流体－熔融包裹体。矿物的光学性质及激光拉曼光谱特征表明，流体－溶融包裹体内晶体矿物为重晶石。萤石中流体－熔融包裹体的“均一化”温度为４９３．７－５０．３℃，其捕获温度更高，这科明主矿物殂成温度很高，笔者认为这类萤石是由富含挥发分，以氟化钙，硫酸钡为主要成分的盐熔体直接结晶而成的，即该类萤石以及与之共生的重晶石具有岩浆成因的特征。