CH4-H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算方法

CH4—H2O体系流体包裹体研究对含油气盆地流体分析和成矿流体研究都有重要的意义。本文详细介绍了H2O、CH4和CH4—H2O体系的拉曼光谱特征及分子作用,分析了CH4—H2O体系热力学特征,同时对CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算的方法及步骤进行了叙述。利用人工合成流体包裹体建立甲烷浓度与拉曼特征峰面积比值之间的校正曲线是实现CH4—H2O体系流体包裹体定量分析的基础。盐度对包裹体定量分析的影响最为显著,在恒定甲烷浓度下,甲烷与水的拉曼峰面积比值随着盐度增加而减少。对于流体包裹体封闭体系,随温度升高,液相甲烷浓度增大。校正曲线必须包含对温度和盐度的校正。石英主矿物性质和方位对甲烷浓度定量分析的影响可以忽略。实验研究表明,原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体中甲烷水合物生成条件的一种有效方法。因此,基于拉曼光谱分析和显微测温分析结果,采用热力学模型可以定量计算CH4—H2O体系流体包裹体的相关参数。     

丫他金矿床流体来源及演化:流体包裹体和稳定同位素证据

为探讨丫他金矿床成矿流体的特征和矿床成因,对热液成矿阶段中石英中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温、激光拉曼分析以及H、O同位素研究。结果表明,丫他金矿床中存在H_2O包裹体、CO_2-H_2O包裹体和CO_2包裹体三类流体包裹体;其中同一阶段同一视域中富H_2O相CO_2-H_2O包裹体在加热中完全均一到H_2O相,以及富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一到CO_2相,它们的均一温度和形成压力基本一致,说明同时捕获了富CO_2和富H_2O两种流体;流体包裹体的H、O同位素组成特征显示,成矿流体主要来源为大气降水或与大气降水有关的盆地流体;热液成矿阶段流体发生相分离,CO_2-H_2O不混溶作用导致热液中Au的溶解度迅速降低并沉淀形成矿床。     

临清坳陷德南洼陷含油气性的流体包裹体分析

应用流体包裹体观察和激光拉曼探针等微观技术对临清坳陷东北部的德南洼陷流体包裹体特征及成分、压力等物理化学条件的研究表明,研究区共有6种类型的包裹体:单相盐水包裹体、富液相包裹体、富气相包裹体、含液态CO2三相包裹体、富液态烃有机包裹体、富气态烃有机包裹体,其中富液态烃有机包裹体的均一温度为100～140°C的较多.包裹体的液相成分主要为H2O和Cl-,气相成分主要为CO2、CH4以及微量的C2H6等,包裹体成分研究结果表明在古近系和新近系中主要为未成熟-低成熟的液态烃流体活动;在古生界及部分上部层段中主要为成熟、高成熟的气态烃流体活动.根据盐水溶液包裹体的均一温度和冷冻温度计算得出研究区的流体压力为10～95 MPa,其中,在烃类流体大量排出运移时期经历过压力由突破到释放的过程;初步评价了区内的油气有利远景区.     

CH4-H2O体系流体包裹体均一过程激光拉曼光谱定量分析

对南黄海盆地二叠纪地层中某石英脉中的CH4-H2O体系流体包裹体均一过程进行了激光拉曼光谱定量分析。利用甲烷与水的拉曼峰面积比值计算不同温度下流体包裹体中水溶液相中甲烷的浓度,除了在100℃附近出现最小值,随温度增加甲烷浓度呈指数增大。包裹体在214℃完全均一,均一时甲烷的浓度为0·1347mol/L。同时利用甲烷的拉曼特征对流体包裹体均一过程的内压变化作了分析。压力变化可以分为三个区间:19~100℃,随温度升高压力增大;100~150℃压力随温度升高减小;150℃之后压力迅速增大。均一温度下的内压为21·92MPa。流体包裹体内压的变化主要是由甲烷溶解行为和封闭体系的热力学特征决定的。实验表明激光拉曼光技术可以作为定量分析含甲烷流体包裹体的一种有效方法。     

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。     

西藏甲玛铜多金属矿床流体包裹体特征及地质意义

甲玛矿床是位于西藏冈底斯成矿带中段的超大型铜多金属矿床。成矿相关岩体和主矿体中的流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼探针及扫描电镜/能谱分析结果表明:与成矿有关的流体包裹体主要有富液相、富气相和含子矿物三相包裹体;流体包裹体均一温度变化范围为225～500℃,流体盐度(w(NaCl))平均值为36.2%,成矿流体主要为一种中高温、高盐度的NaCl-H2O体系;气相成分除H2O外,富含CH4、H2S、CO2、N2等不混溶体系。CH4、C2H4、C3H6等有机质的出现,说明成矿物质形成于还原环境中。据成矿压力估算成矿深度为2.2～8.3km,流体密度平均为0.89～0.98g/cm3。结合包裹体中的氢氧同位素测试结果认为,成矿流体主要来源于岩浆水,后期有大气降水的参与。含子矿物多相包裹体与不同气相充填度的液相包裹体、气相包裹体共存,且均一温度相近,而盐度相差很大,表明成矿流体经历了沸腾作用。     

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。     

人工合成包裹体的实验研究及其在激光拉曼探针测定方面的应用

利用愈合人工水晶裂隙合成人工流体包裹体的技术，在0．5～1kb，350～800℃的范围内，对纯H2O体系、NaCl-H2O体系、KCl—H2O体系进行了人工合成包裹体实验研究。并对这些合成的包裹体进行了详细的测温学研究，证实了合成包裹体是母液成分的真实代表，完全可以用来做为自然界包裹体研究的标样。同时利用合成包裹体采集了均一、和冷冻状态下的拉曼谱，讨论了合成包裹体在激光拉曼探针测定方面的某些可能的应用。研究表明，合成包裹体是了解包裹体的形成机理和进行地质流体性质研究的一种十分有效的手段，在地质流体和实验地球化学研究领域有着广阔的应用前景。     

松潘—甘孜造山带中丹巴地区变质岩的流体包裹体研究

对丹巴地区动热变质岩石英中的流体包裹体研究表明，第一类型包裹体为高密度CO2包裹体，与深层滑脱作用密切相关，其温度、压力可代表变质峰期的温压条件。第二类型包裹体为CO2－H2O包裹体，H2O含量增加，与变质峰期后的抬升作用有关。第三类型包裹体为NaCl－H2O包裹体，以H2O为主，与抬升作用引起的退变质作用有关。其形成温度依次降低，说明它们是在变质作用的不同阶段捕获的。     

大别超高压变质带流体包裹体的组台关系与演变

对大别超高压变质带主要构造单元各类地质体岩石中的流体包裹体进行了岩相学和相变温度的观察与测定。流体包裹体类型和成分特征显示，与超高压变质、早期退变质有关的流体成分主要属于盐—H2O体系，减压熔融释放的流体成分主要属于NaCl—CO2—H2O体系，脆性变形期间涉及的成分流体主要属于NaCl—H2O体系。由于超高压变质岩系的快速折返抬升造成的压力迅速降低等影响，各个事件中形成的流体包裹体都发生了程度不同的颈缩及爆裂等捕获后变化，其密度大都已不能反映捕获时的状态。超高压变质和退变质岩石中常常叠加了与不同流体事件有关的流体包裹体组合，因此，对群体制样获得的各种化学成分和同位素成分等数据所做的各种地质解释风险较大。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987111000399

Using a Diamond Anvil Cell combined with micro Raman spectroscopy,the quantitative relations among Raman shifts,pressure and temperature were obtained for the vibration of O-H in H₂O-NaCl,C-O in CO₃^2-,S-O in SO₄^2- and C-H in n-heptane-cyclohexane.Based on the quantitative relationships obtained,it is possible to determine the inner pressure for single fluid inclusions and to further determine the isochore of the systems.It is not only helpful to obtain the forming temperatures and pressures of the enclosing minerals,but also to be able to provide information concerning the chemical compositions of the fluid inclusions.     

高压超高压变质作用中的流体

文章强调了高压和超高压变质岩中流体包裹体的研究意义，重点论述了几个问题：（１）高压和超高压变质岩中流体包裹体的成分以含Ｎ２量高为特点，在大别山含柯石英榴辉岩中找到的高压榴辉岩阶段捕获的原生包裹体，其中气相组分含ＣＯ（摩尔分数）为１４％，表明流体来源于深部。原生流体包裹体的保存，要求在ｐ－Ｔ区间内的抬升轨迹与等容线近于平行。（２）在大别山高压和超高压榴辉岩中首次确认熔融包裹体的存在，由硅酸盐玻相和以ＣＯ２为主要成分的气相组成，并发现熔融包裹体中的玻相成分与主矿物相近。（３）高压和超高压变质期间的局部流体迁移可由榴辉岩中流体包裹体和矿物同位素成分（Ｈ－Ｃ－Ｏ）来显示。（４）高压和超高压变质中流体－熔体－岩石（矿物）相互作用是一个非常复杂的过程，并证实在榴辉岩相ｐ－Ｔ条件下岩石的部分熔融。（５）变质流体的成分与变质级之间存在着相关关系。     

高压超高压变质作用中流体—熔体—岩石相互作用

在高压超高压变质作用过程中所释放的流体对俯冲板块的演化起着重要作用,与岛弧岩浆活动有着直接联系,随着温度和压力的增加,俯冲板片将发生高压到超高榴辉岩相转变,大量的水将通过含水矿物的消失反应释放出来,这些流体可引起上覆岩圈大规模水化,并促进地幔楔状体的部分熔融,同时,通过流体的向上迁移可将某些组分带入上覆岩石圈板块,并改变其总体组成,许多含水矿物,同变质脉体,高压自形晶体组成的布丁,原生液态包裹体和     

一种潜在的地质压力计：流体包裹体子矿物的激光拉曼光谱测压法

高温高压下矿物的拉曼原位测量表明，某些拉曼活性的物质其拉曼位移与压力之间具有良好的线性关系。这一特性使我们能够通过测量矿物包裹体中含有这些子矿物的拉曼位移以确定矿物的形成压力。与目前常采用的共存矿物对压力计以及流体包裹体的CO2等容线法等压力测定方法相比，该方法具有快速、方便和准确的特点。由于包裹体中可以存在各种不同的子矿物以及不同的溶液物质，因此系统研究包裹体中一切可能存在的矿物或物质的拉曼位移与温度和压力之间的关系将可以提供一种方便、准确的地质压力测量手段。     

T<623.15K, P<100MPa条件下CO2—H2O体系相关热力学参数计算新方法

根据CO2—H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程。根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等。据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均一压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数。本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路。该方法只适用于完全均一温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2—H2O流体包裹体体系。对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6%的NaCl—CO2—H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10%左右。     

黑龙江伊春蜂房沟金矿流体包裹体特征及矿床成因机制

蜂房沟金矿位于佳木斯地块东北部,矿石自然类型为石英脉型。经矿物流体包裹体岩相学、显微测温和激光拉曼探针分析,探讨成矿流体性质、矿床成因类型及成矿机制。研究结果表明：①矿物流体包裹体以气液两相为主,含有少量的纯气相和纯液相包裹体,成矿流体的均一温度集中在240℃～270℃、成矿流体盐度为1.74～6.30 wt%NaCI、密度0.68～0.92 g/cm3、成矿压力为16～22 MPa、估算成矿深度为1.6～2.2 km,包裹体气相成分主要为C0₂和H₂O,含少量CH₄,总体属于CO2-H2O-NaCI体系;②成矿流体是一种不混溶流体,流体在不混溶过程中造成的相分离是金沉淀成矿的主要机制;③通过与典型造山型金矿对比,该矿床属于浅成造山型金矿,成矿机理可由碰撞成岩成矿与流体作用(CMF)模式解释。     

高温高压下NaCl-H2O体系的Raman光谱分析: 一种新的流体包裹体盐度测定方法

利用水热金刚石压腔研究了高温高压下0.0%、5.0%、10.0%和20.0%的NaCl-H2O体系的Raman光谱,研究结果发现:对于盐度一定的NaCl-H2O体系,当压力不变时,水的Raman伸缩谱峰的波数变化量△v(O-H)随温度的升高而不断增加;当压力不同时,△v(O-H)随温度的变化关系(偏移斜率S)不受压力的影响,而只与盐度相关.利用该性质可以用来确定流体包裹体的盐度(W),其计算公式如下:W=123.25S2-128.11S+32.40,误差为0.46%.     

内蒙古额尔古纳市虎拉林金矿床成矿流体包裹体研究

通过矿床流体包裹体岩相学、显微测温学和激光拉曼光谱成分分析,研究成矿流体性质,探讨了矿床成因类型.研究结果表明,流体包裹体以气液两相包裹体为主,少量含CO₂三相、含子矿物三相和纯气相包裹体等.成矿流体均一温度为320~360℃,盐度为19.2%~21.8%,密度为0.73~0.90 g/cm³,估算成矿压力为92.1~129.1 MPa,成矿深度为3.07~4.3km.成矿流体气相成分以H₂O为主,其次为CO₂、CH₄和N₂,微量的C₆H₆、C₂H₆和C₃H₈等,总体属H₂O-CO₂-NaCl体系.成矿流体是一种不混溶流体,主要来源于深部岩浆,并可能有幔源组分参与.金主要是以金氯配合物的形式迁移.矿床的地质-地球化学特征与隐爆角砾岩型金矿类似,应属隐爆角砾岩型金矿床.