激光拉曼光谱法在单个流体包裹体研究中的应用进展

激光拉曼光谱法以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究流体包裹体的重要方法之一。近年来,围绕激光拉曼光谱在流体包裹体中的应用而展开的研究主要集中在半定量-定量测试方面,即在准确定性的基础上,采用高斯-洛仑兹去卷积分峰、低温原位等定量方法获取流体包裹体的成分和含量,从而克服了激光拉曼光谱法应用于溶液中阳离子的定量分析的灵敏度、准确度较低的问题,不仅能获得流体包裹体中一些常温下不具拉曼活性的盐类物质拉曼特征峰信息,还能根据特征峰与浓度、内压之间的线性关系,进一步对盐度和压力等性质进行测定,从而拓展了激光拉曼光谱法在流体包裹体中的应用范围。本文对激光拉曼光谱法应用于分析流体包裹体成分、盐度、同位素和压力所取得的最新进展进行了评述,并认为随着分析测试技术的不断进步,激光拉曼光谱法未来的分析方向也将继续围绕多元复杂体系及其定量方面的研究展开。     

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。     

红外光谱在地质上的应用

<正>傅里叶变换显微红外光谱法(FT-IR)可以获得气体分子振-转光谱结构和凝聚态大分子物质的多原子、分子和基团的震动光谱。烃包裹体中可能存在的有机成分(饱和烃类、烯烃类、芳烃类等)和无机成分(H2O、H2S、CO2等)均有自己对应的红外光谱吸收峰。研究烃包裹体的红外光谱可以推断油气成藏、成熟度及运移等一系列信息。由于红外光束非常敏锐,不仅反映光圈内目标包裹体,而且还会反映照射到的其他物质如赋存矿物、胶结物以及目标包裹体上下面的其他包裹体,因此红外样品制作要尽量避免红外吸收介质如     

流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法研究

氯盐溶液作为流体包裹体中最普遍和最重要的盐水化合物,是测定包裹体盐水溶液含盐度的主要溶质,但由于其强离子键化合物的分子特性在常温、常压下没有拉曼效应,拉曼光谱测试无法获取氯盐的有效特征信息,使得利用拉曼光谱研究流体包裹体分子组分及含盐度的方法存在严重缺陷。本文联合利用激光拉曼光谱探针和冷热台,原位采集了不同盐度的NaCl-H₂O和CaCl₂-H₂O标准盐水溶液在低温下(-185℃)形成的冰、NaCl水合物和CaCl₂水合物的拉曼光谱,分析了不同盐度标准盐水溶液形成的水合物拉曼特征峰的变化规律,尝试建立流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法。分析表明,NaCl水合物约3425 cm^-1拉曼特征峰与冰约3120 cm^-1拉曼特征峰峰面积比值和配制的NaCl-H₂O标准溶液盐度呈良好的正相关(r²=0.9995),CaCl₂水合物约3431 cm^-1拉曼特征峰与冰约3120 cm^-1拉曼特征峰峰面积比值也和配制的CaCl₂-H₂O标准溶液盐度呈较好的正相关(r²=0.9458)。利用愈合人工水晶法合成的NaCl-H₂O和CaCl₂-H₂O包裹体标样检验了用上述方法低温测定流体包裹体盐度的可靠性,结果表明该技术用于盐度大于0.5 mol/L的NaCl-H₂O体系流体包裹体时,数据精度好于20%;用于盐度大于0.5 mol/L的CaCl₂-H₂O体系流体包裹体时,数据精度最高可达5%,完全可达到半定量-定量测定的要求。研究还发现,包裹体内压可能对低温拉曼光谱测定流体包裹体盐度影响不大,分析中获得的冰拉曼特征峰的拉曼位移(约3120 cm^-1)与前人略有差异,可能与实验条件下获得的冰的多型不同有关。与国内外同行的研究结果比较,本研究更加注重该项实验技术的实际应用,通过对不同体系盐水溶液系列进行拉曼光谱实验分析,对实验条件和方法进行不断优化,在确定流体体系的同时实现了包裹体盐水溶液盐度半定量-定量测定,准确度优于传统方法,并且该方法具有很强的实用性。     

山东昌乐-临朐火山岩流体包裹体成分研究及其意义

山东昌乐-临朐地区火山岩内的橄榄石和辉石中舍有大量的流体包裹体,流体来源于地幔。采用激光拉曼光谱技术对部分火山岩流体包裹体样品进行分析,获得了包裹体中挥发分的成分和相对含量。结果表明,该区岩浆中舍有大量的CO2和水,CO2是气相包裹体中的主要成分。同时在包裹体内存在H2、CO、H2S、CH4等还原性气体,说明流体来源于还原环境。此外,少量低碳烷烃的出现为天然气无机成因提供了证据。     

原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl_2-H_2O和MgCl_2-H_2O体系流体包裹体分析中的应用Ⅰ:低温拉曼光谱研究

利用原位低温拉曼光谱分析技术,对在设定的实验条件下合成的CaCl2-H2O体系和MgCl2-H2O体系的流体包裹体进行分析研究,结果表明低温下CaCl2水溶液和MgCl2水溶液形成的盐水合物具有各自不同的特征拉曼光谱,通过测定特征光谱,能够简易直接的鉴定这些物质,进而确定盐水体系包裹体的成分.因此,原位低温拉曼光谱技术,能够有效地测定Ca2+和Mg2+这两种盐水体系包裹体流体中常见,但显微测温过程难以观察和判别的二价阳离子.实践表明,原位低温拉曼光谱分析技术是对传统的流体包裹体显微测温技术的一个十分有效的补充,在包裹体研究领域会得到越来越广泛的应用.     

原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl2-H2O和MgCl2-H2O体系流体包裹体分析中的应用I：低温拉曼光谱研究

利用原位低温拉曼光谱分析技术,对在设定的实验条件下合成的CaCl2-H2O体系和CaCl2-H2O体系的流体包裹体进行分析研究,结果表明低温下CaCl2水溶液和CaCl2水溶液形成的盐水合物具有各自不同的特征拉曼光谱,通过测定特征光谱,能够简易直接的鉴定这些物质,进而确定盐水体系包裹体的成分。因此,原位低温拉曼光谱技术,能够有效地测定Ca^2＋和Mg^2＋这两种盐水体系包裹体流体中常见,但显微测温过程难以观察和判别的二价阳离子。实践表明,原位低温拉曼光谱分析技术是对传统的流体包裹体显微测温技术的一个十分有效的补充,在包裹体研究领域会得到越来越广泛的应用。     

鄂尔多斯盆地定边地区山西组流体包裹体的拉曼光谱特征

拉曼光谱技术是对流体包裹体进行无损分析的重要手段。本文应用激光拉曼技术对鄂尔多斯盆地定边地区山西组石英矿物颗粒中流体包裹体组分特征进行分析研究,发现该区包裹体主要呈现2种拉曼光谱图:分别是代表芳烃存在的荧光型拉曼光谱图和代表饱和烃存在的饱和烃型拉曼光谱图。从所测得的2种谱图来看,该地层包裹体捕获于煤系烃源岩的生烃演化阶段,进一步分析发现在石英颗粒的Ⅰ期、Ⅱ期次生加大边中的包裹体的拉曼谱图主要显现2250 cm~(-1)±和2945 cm~(-1)±拉曼谱峰,而裂缝中的包裹体除了具有与其相同的峰值之外,在600~1500 cm~(-1)之间亦显示出多个拉曼谱峰,说明存在于这2种构造中的包裹体处于不同的煤系烃源岩演化之中,因此所测包裹体组分不完全相同。该研究测得的拉曼光谱图揭示了研究区山西组地层中流体包裹体的主要组分,并且反映了包裹体被捕获时的成烃流体组分变化特征,对最终确定当时地层的流体环境及其与煤系烃源岩生烃演化之间的关系有着重要意义。     

流体包裹体在准噶尔盆地中部Ⅰ区块侏罗系储层油气运移研究中的应用

流体包裹体岩相学、显微测温分析与激光拉曼分析结果表明,准噶尔盆地中部Ⅰ区块下侏罗统三工河组(J1s)储层存在早、晚两期有机包裹体.早期(Ⅰ、Ⅱ型)有机包裹体具黄-淡黄色荧光,均一温度主要为80～100°C;晚期(Ⅲ型)有机包裹体多具黄白色荧光,少数为蓝白色荧光,均一温度主要为90～130°C,成熟度较前两种高.同期盐水包裹体的热力学特征反映研究区可能存在地层的层析作用,推断准噶尔盆地中部Ⅰ区块J1s储层的油气充注、运移至少经历两个主要期次,早期发生于90～50 Ma(K2-E),晚期发生于自50 Ma至今(E-Q),以晚期成藏为主.拉曼光谱分析显示出有机包裹体中气相及液态烃类组分特征峰.     

山东蓝宝石的包裹体研究

运用激光拉曼光谱、电子探针、包裹体测温等方法,对山东蓝宝石中的包裹体进行分析和测试。发现山东蓝宝石中包裹体数量巨大,裂隙、色带、针状包裹体以及多相包裹体是其主要的特征。其中主要的固体包裹体有锆石、刚玉、黑云母、尖晶石等,而多相包裹体的成分主要为H2O、CO2及玻璃相。电子探针结果显示,Fe的含量对于蓝宝石的颜色及色带的发育有制约作用。     

拉曼光谱定量测定CH_4-H_2O-NaCl三元系单个包裹体的组成

<正>确定流体包裹体的组成和性质,是揭示流体参与的各种地质作用和成矿成藏过程的重要途径。含气盐水包裹体可以在升温均一后直接用拉曼光谱仪观测流体的总组成(Dubessy等,2001)。在众多含甲烷包裹体中,CH4-H2O-Na Cl三元系包裹体最为典型。本研究采用课题组建立的不饱和均一溶液方法(Guo等,2014;Ou等,2015),用毛细管透明高压腔封装已知盐度、甲烷气与水溶液相对比例的流体,开展拉曼标     

包裹体类型和成分特征在油气运移研究和油气储层评价

包裹体类型和成分的不同，反映了油气的不同演化程度和不同运移期次。赤水地区二叠系、三叠系储怡有各种盐水包裹体和烃类包裹体。论述了不同世代胶结物中包裹体的类型特征和成分特征，及它们的划分标志。依据单个包裹体激光拉曼光谱测定数据，常规的包裹体“甲烷基本浓度”，以及本次提出了的甲烷／总有机发含量幽会和烷烃／总有机组合 分含量比值，并由此分析油气运移特征和进行储层评价。分析认为，在同一块岩样中，若存在两种以     

流体包裹体激光拉曼光谱分析原理、方法、存在的问题及未来研究方向

国内外在流体包裹体激光拉曼光谱研究方面取得了大量的成果。本文回顾了流体包裹体激光拉曼光谱分析技术的发展历史,介绍了流体包裹体激光拉曼光谱技术定性和定量分析的原理和方法,指出了该技术存在的问题及未来研究方向。流体包裹体激光拉曼光谱分析主要受到样品、荧光、同位素、光化学反应、水溶性物质信号弱、气相水及水合物、子矿物等因素的影响。由于用来进行定量分析的拉曼散射截面参数明显受到压力影响,加上峰面积计算不规范化使得目前的流体包裹体激光拉曼光谱分析结果可靠性有待于重新审视。未来流体包裹体拉曼光谱分析技术应当在完善不同标准体系和标准物质光谱数据的基础上,针对不同类型包裹体采用采取不同条件,分析结果将在准确定性的基础上从相对定量向绝对定量发展。     

利用U—1000型激光拉曼探针测定流体包裹体气体成分的研究

本文利用U－1000型激光拉曼探针成功地测量出单个流体包裹体中H2S、CH4、CO2气体成分，并讨论了包裹体中这些气体的拉曼谱峰位移与包裹体内压的关系，分析了影响激光拉曼探针定量测定包裹体气相成分的取面积和拉曼定量因子因素。     

红外光谱-显微共焦激光拉曼光谱研究天然红宝石和蓝宝石中含水矿物包裹体特征

天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采集了天然红宝石和蓝宝石样品,用显微镜放大观察包裹体特征,结合红外光谱与显微共焦激光拉曼光谱测试研究了含水矿物包裹体的特征。结果表明:天然红宝石和蓝宝石样品中含水矿物包裹体的外观轮廓清晰,晶形完整;红外光谱在2000～3700cm~(-1)附近显示出2105～2110cm~(-1)和1977～1985cm~(-1)硬水铝石和3619cm~(-1)和3696cm~(-1)高岭石等水(H_2O或—OH等)的特征吸收峰;拉曼光谱中可见角闪石、云母、磷灰石和长石等结晶度较好的典型含水矿物包裹体的特征拉曼位移。该系列特征揭示了红宝石和蓝宝石样品中含有水的特征,可作为红宝石和蓝宝石天然成因且未经过热处理的鉴定依据。     

沥青包裹体的拉曼光谱特征

对石油中的沥青质组分进行了拉曼光谱分析,发现有两种不同的拉曼光谱特征的沥青质:一是具碳质拉曼特征峰的沥青质,二是无碳质拉曼特征峰的沥青质,将前者称为碳质沥青质.对储集砂岩中的深色沥青质包裹体拉曼分析并据其拉曼光谱图特征将这类包裹体分为三种类型:含碳质沥青包裹体、碳质沥青包裹体和沥青包裹体.如果烃包裹体形成后经历了地质构造应力而破裂和地热作用而发生轻组分移出,就形成了沥青包裹体;若再经地质高温变质作用而发生了碳化,就形成碳质沥青包裹体;若只经历地质高温变质作用而发生碳化,组分热解但未移出,可能会形成含碳质沥青包裹体.     

相山居隆庵矿床铀成矿流体特征及其来源探讨

通过居隆庵矿床流体包裹体岩相学、显微测温学、单个流体包裹体激光拉曼成分及群体包裹体成分的对比研究,查明了成矿流体的基本性质(温度、盐度及成分等);根据成矿流体的碳、氢、氧等稳定同位素特征,并结合矿床的地质-构造特征,探讨了成矿流体的来源。研究表明,居隆庵矿床铀成矿流体为富含成矿物质及挥发分(CO2、H2、CH4等)的中-高温、中-高盐度流体,其成分以C、H、O、N等为主,并溶有多种碱金属、P及卤素(F、Cl)等微量组分的C-H-O流体,成矿流体具有深源(幔源)性的特点。     

广东高州石龙金矿床成矿流体地球化学研究

广东石龙金矿床是与燕山期中酸性-次火山岩有关的金矿床,矿化类型有角砾岩型、黄铁矿-多金属硫化物细脉充填型及破碎蚀变岩型。金多金属矿脉均赋存于NE向的韧-脆性剪切变形变质带内。通过对矿石中的石英、重晶石和闪锌矿中流体包裹体测定,其均一温度(Th)在115°-305°C之间,盐度(S)在2.07-11.7%NaCleqv之间。拉曼分析结果表明:流体主要成分是H2_O,另有少量CO_2、H2_S和CH_4等。应用同步辐射X射线荧光微探针无损分析技术,对石英流体包裹体中的微量元素进行了测定,一般含金矿石品位高的样品,其流体包裹体中的Au含量亦高;相应铁含量也高,但包裹体中Pb、Zn的含量则不一定都高。结合成分分析和前人研究结果,认为成矿流体主要来自大气降水,矿床属于中低温浅成热液金矿床。     

西华山黑钨矿-石英脉绿柱石中熔融包裹体的成分

借助高温高压技术与电子探针分析,首次获得黑钨矿-石英脉绿柱石中晶质熔融包裹体的主要成分。熔融包裹体的成分主要是SiO2和Al2O3(分别平均为70.72%和13.94%)及少量K2O(2.0%),其他氧化物含量甚低,并且含有大量的挥发分(主要是H2O,达11.56%)。激光拉曼光谱分析表明,熔融包裹体液相中CO2、H2S等含量不高(分别为7.8%和4.3%),气相部分主要是一些还原性气体。熔融包裹体代表HF-H2O-花岗岩体系结晶分异最后阶段残余熔融体的成分,证实脉钨矿床的成矿流体不是单一的热水溶液,而是硅酸盐熔体与超临界流体共存的岩浆-热液过渡性流体,其成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段。     

北祁连清水沟—白柳沟矿田铜多金属矿床流体包裹体研究

清水沟—白柳沟矿田是北祁连西段重要的铜多金属矿田之一。采用显微测温和激光拉曼光谱分析技术对该矿田与矿石矿物共生的石英中的流体包裹体进行了研究,结果显示,清水沟—白柳沟矿田的流体包裹体类型主要有纯液相包裹体、气-液两相包裹体和含液体CO2包裹体等3类,气-液两相包裹体液相成分主要以盐水为主,气相成分主要以CO2为主。成矿流体均一温度和盐度变化范围较大,具有中等密度的特征,可能为岩浆热液与海水的混合来源。