应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿（藏）阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。     

应用显微激光拉曼光谱法测定CO_2气体碳同位素

<正>拉曼光谱是一项重要的现代分子光谱技术,已广泛应用于物理、化学、材料、石油、生物、环境、地质、天体等领域[1-5]。激光拉曼光谱在微区分析上具有高精度、原位、无损和快速特点,使之逐渐成为地球科学基础研究中的一项重要分析手段。激光拉曼光谱在深入应用于地质学领域的同时,也在流体包裹体中得到了广泛应用。流体包裹体是封存在矿物晶格缺陷及穴窝中的原始地质流体,对其进行分析研究能够揭示不同时期成岩成矿物化条件、流体成分和物质来源[6-7]。在流体包裹体形成过程中,包裹体中不同同位素     

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。     

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。     

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。     

滇西北卓玛Cu--Pb--Zn矿床成矿流体特征

卓玛矿床位于云南香格里拉格咱弧东北部,属斑岩-热液脉型铜多金属矿床。矿体主要赋存于矿区石英二长斑岩内及附近,严格受NW向断裂控制。卓玛矿床的形成经历了黄铁矿-石英(Ⅰ)、黄铁矿±黄铜矿--石英(Ⅱ)、黄铁矿±黄铜矿±方铅矿±闪锌矿-石英(Ⅲ)及贫硫化物-石英-碳酸盐(Ⅳ)四个成矿阶段。通过对各成矿阶段研究样品石英颗粒中的原生流体包裹体进行岩相学、显微测温学及激光拉曼光谱研究,探讨卓玛铜多金属矿床成矿流体特征,结果表明:Ⅰ阶段石英中主要发育富CO_2及气液两相型包裹体;Ⅱ阶段石英中主要发育碳质、富CO_2、含CO_2及气液两相4种类型包裹体;Ⅲ阶段石英中主要发育含CO_2及气液两相型包裹体;Ⅳ阶段石英中主要发育富CO_2、含CO_2及气液两相3种类型包裹体。激光拉曼光谱显示碳质包裹体主要成分为CO_2和CH_4,而CO_2包裹体中除CO_2和CH_4气相成分外,还有部分H_2O。因此,综合研究结果显示卓玛铜多金属矿床成矿流体为中温、低盐度的CO_2--CH_4-Na Cl--H_2O体系热液。成矿过程中,流体温度和盐度数值略有降低趋势,成矿流体的不混溶作用是导致成矿物质大量卸载的关键因素。     

激光拉曼光谱技术在地矿领域的应用与研究进展

激光拉曼光谱技术作为一种微区定性分析方法,在地质矿产领域中的应用主要体现在流体包裹体分析、沉积有机质研究以及矿物组分鉴定方面。在流体包裹体分析中,诸如高斯-洛仑兹去卷积分峰、频移参数法、CO₂拉曼光谱压力计等方法以传统的定性分析为基础,借助峰面积、峰半高宽等拉曼特征参数与浓度、压力、同位素的良好线性关系,可对其盐度、压力、同位素进行分析; 在沉积有机质研究中,碳质物拉曼温度计可反映岩石变质级别、有机质成熟度和热演化程度; 在矿物组分鉴定中,运用点到点、点到面方式可方便快捷地对相似矿物、微小矿物进行鉴别。结合相关文献,评述了激光拉曼光谱在以上方面的最新发展,总结了现有成果和应用中存在的问题,认为这些新方法能较好地弥补传统方法的不足,但也需注意诸如荧光干扰、不同实验条件等对实验过程的便捷性、重现性和实验结果准确性的影响; 认为未来应当加强激光拉曼光谱与其他仪器之间的联用,以提高测试效率,进一步拓展拉曼光谱技术在矿产资源利用与综合研究中的应用范围,为地质工作提供更为高效的技术手段。     

辽宁青城子矿田高家堡子银矿成矿流体特征及地质意义

高家堡子银矿是产于辽宁青城子矿田内的大型银矿床。利用从该矿床所采集的含银石英脉及脉状铅锌银矿石样品,对矿床成矿流体进行了详细显微测温、激光拉曼光谱、群体包裹体成分及氢氧同位素测试研究。结果表明高家堡子银矿存在纯液相及水盐气液两相流体包裹体;流体包裹体显微测温揭示水-盐气液两相流体包裹体均一温度为122℃~202℃,主要集中在122℃至185℃之间;成矿流体盐度为1.05%~9.34%Na Cleq;激光拉曼测试显示包裹体主要由H2O、CO2、CH4等组成,与流体包裹体气相成分测试结果基本一致;成矿流体液相分析显示Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Cl-、SO2-4为主要成矿流体的阴阳离子。结合矿田内已有H-O同位素测试分析结果,认为青城子矿田内金银矿成矿流体来自岩浆活动驱动的热液系统。高家堡子银矿为岩浆热液叠加早期沉积变质大理岩的浅成低温银矿床,岩浆活动在成矿中起了重要作用。     

内蒙古白乃庙矿田十四万金矿床流体包裹体研究

十四万金矿床是白乃庙矿田徐尼乌苏金矿化带内重要的石英脉型金矿,矿体产于EW向韧性剪切带的次级NE向断裂.成矿过程划分为3个阶段:早阶段形成无矿石英脉,石英遭受明显压应力作用,包裹体类型包括富水溶液型、富碳质型、纯碳质型,包裹体均一温度为260～420℃,平均盐度6.78%NaCl eqv;中阶段为硫化物-方解石-绿泥石-绢云母-细粒石英组合,充填早阶段石英的裂隙,未遭受明显应力作用,包裹体类型为富水溶液型和纯碳质型,包裹体均一温度为140～260℃,平均盐度7.22%NaCl eqv;晚阶段形成方解石脉,仅有富水溶液型包裹体,包裹体均一温度为140～180℃,平均盐度2.15%NaCl eqv.激光拉曼测试结果表明包裹体气相成份主要为CO_2、CH_4和少量N2.早阶段成矿流体为富碳质流体,成分为CH_4+CO_2+H_2O,中阶段流体为富水流体,成分为H_2O+CH_4,早、中阶段均发生了流体沸腾作用,早阶段强烈的沸腾作用使流体CO_2和CH_4含量降低,中阶段方解石沉淀使CO_2含量进一步降低,并导致了硫化物沉淀和金矿化.十四万金矿床流体包裹体特征、矿床地质特征均与造山型矿床一致,为造山型金矿,成矿流体可能源于徐尼乌苏组浅变质作用产生的变质流体,成矿构造背景可能为二叠纪末-三叠纪初华北板块与西伯利亚板块间的陆陆碰撞造山体制.     

巴基斯坦祖母绿的红外光谱和包裹体特征研究

通过宝石显微镜、显微红外、电子探针和拉曼光谱等测试方法对巴基斯坦祖母绿的孔道水和包裹体进行了研究。红外光谱测试可知,巴基斯坦祖母绿中存在Ⅰ型和Ⅱ型水,且Ⅱ型水(5 270、3 600、1 632 cm~(-1))吸收强度远大于Ⅰ型水(1 600 cm~(-1))。流体包裹体以气液两相包裹体为主,常呈拉长状或"卡脖子"状形态,且定向排列,气相包裹体主要成分为CO_2+N_2+CH_4的混合气体,液相主要为水溶液;矿物包裹体主要有菱镁矿、白云石、白云母、石英等。特征包裹体和红外光谱特征有助于鉴定巴基斯坦祖母绿的产地来源。     

C-H-O-N体系挥发分的拉曼定量分析:压力、温度和流体组成的影响

拉曼光谱是定量分析流体包裹体中挥发分组成和压力的重要手段,而这又是恢复流体捕获温度、压力的前提。本文收集了CH_4-N_2、CH_4-N_2-H_2O和CH_4-N_2-CO_2-CO体系在21～350℃和1～60 MPa条件下的原位拉曼光谱,获取了CH_4、N_2、CO_2和CO特征拉曼光谱的峰位和峰面积等光谱参数,并以上述体系为例,探讨了应用拉曼光谱定量分析C-H-O-N体系挥发分组成的关键技术问题,即压力、温度和流体组成对分析结果的影响。首先,在温度恒定的条件下,v_1-CH_4、v_1-N_2、(v_1-2v_2)-CO_2高频峰和v_1-CO峰位随着压力的升高而发生负向偏移。在压力恒定的条件下,v_1-CH_4、(v_1-2v_2)-CO_2峰位随温度升高向高频偏移,但v_1-N_2和v_1-CO峰位随温度变化未发生明显偏移,因而可以应用这些组分的特征峰位来反映流体压力。其次,CH_4、CO_2和CO相对于N_2的拉曼定量因子随压力升高而增大,分别在大于10 MPa、10 MPa和2.5 MPa以上达到稳定值。温度对CH_4和CO的定量因子影响不显著,但CO_2的定量因子随温度升高明显降低。水对CH_4定量因子影响仅在低压条件下显著,在200℃以下的高压条件下影响较弱。最后,以含未知CH_4/N_2比例的CH_4-N_2混合气体的熔融毛细硅管合成包裹体为例,提出了应用拉曼光谱定量分析流体包裹体中复杂挥发分比例和内压的一般方法。受实验条件和仪器设置的影响,各个实验室测定的拉曼定量因子存在较大差异,在应用拉曼光谱定量分析包裹体挥发分组成时应予以注意。     

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.     

一种新型人工“流体包裹体”：融合二氧化硅毛细管技术

利用融合二氧化硅毛细管技术制作了纯H2O体系、纯CO2体系、H2O-NaCl体系和H2O-CO2体系的人工包裹体样品,并对样品进行了显微测温和激光拉曼光谱测试工作。实验结果显示毛细管样品中的流体成分具有代表性,而且常规的流体包裹体显微测温和显微激光拉曼光谱分析技术完全适于毛细管样品的测试。对样品的显微测温和拉曼光谱研究...     

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。     

辽宁青城子矿集区金银矿成矿流体特征和成矿物质来源示踪

青城子矿集区地处辽东-吉南裂谷带西端,是金银多金属的重要矿集区,其成矿作用复杂,为了深入揭示其成矿流体特征和成矿物质来源,近期作者对矿集区内典型的金银矿床(高家堡子银矿、小佟家堡子金矿、杨树金矿和林家三道沟金矿)的地质特征研究的基础上,开展了流体包裹体测温和激光拉曼成分分析,H、O、C、S、Pb同位素的分析,进行了多元同位素体系的综合示踪。青城子矿集区金银矿床最为发育富液相包裹体,局部发育气相包裹体,个别石英脉中少量发育H_2O-CO_2三相包裹体和CO_2两相包裹体,成矿温度范围大,是多阶段成矿作用发展演化的反映,主成矿温度在120~210℃之间。成矿流体为中温低盐度低密度的水盐流体。激光拉曼成分特征,成矿流体总体属于含H_2的H_2O-NaCl-CH_4-CO_2体系,属于还原性流体,具有深源的特征。氢氧同位素结果显示,成矿热液主要来源于岩浆水和大气降水。碳氧同位素结果显示,成矿流体起源或流经含有大量有机质的地层,地层中的有机质可能参与了金的富集成矿。硫同位素特征表明,矿体中的硫来自海水硫酸盐还原硫与深部岩浆热液来源的混合,可能主要来自海水硫酸盐的还原。铅同位素结果表明,金银矿石中铅是地层与岩浆岩的混合铅。     

流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约

古台山金矿是湘中盆地最典型的高品位石英脉型金矿床,主要赋存于新元古界和震旦系板岩-千枚岩中。为了探明古台山金矿的成矿物质和成矿流体来源,本次工作对其开展了详细的野外地质考察,对不同阶段石英进行了系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及H-O同位素分析,对与金矿化密切相关的铁白云石进行了C-O同位素分析。包裹体岩相学及测温结果显示,不同阶段石英主要发育CO_2三相和水溶液两相包裹体,金沉淀阶段CO_2三相包裹体丰度最高,包裹体均一温度集中在180~320℃之间,盐度集中在0~13%NaCleqv之间。激光拉曼显示不同阶段石英包裹体成分主要为H_2O、CO12及少量的CH_4和N_2。不同阶段石英的δ~(18)O_(V-SMOW)变化范围为15.6‰~17.9‰,对应的δ8OH_2O变化范围为4.5‰~8.3‰,δD_(V-SMOW)变化范围-78‰~-49‰,显示成矿过程中有岩浆水参与。铁白云石的δ~(13)C_(PDB)集中在-10.3‰~-8.6‰,δ~(18)O_(V-SMOW)分布在13.9‰~15.7‰之间,暗示成矿流体中的碳主要来自深部岩浆。流体不混溶、CH_4气体存在、围岩及脉体发生硫化-碳酸盐化等因素是导致古台山矿床Au沉淀富集的重要机制。综合上述分析,推测古台山金矿可能是一个非典型的造山型金矿床。     

拉曼直接测定含甲烷、二氧化碳盐水包裹体的总组成

<正>以H_2O-CO_2-CH_4-NaCl体系为代表的多气体组分与水、盐并存的流体广泛参与了各种成岩成矿过程,并指示这些地质作用的各种地球化学信息,且保存在矿物在生长过程中所圈闭的流体包裹体中。确定含气多组分盐水包裹体的组成与性质,是揭示地质流体的组成、性质以及相关成岩、成矿条件的重要途径。确定单个包裹体中流体组分和密度,通常基于直接的(如拉曼、红外、LA-ICP-MS)和间接的(如显微测温技术)方法。把显微测温与拉曼光谱技术相结合来确定含气盐水包裹体的总组成具     

斜长石中人工合成流体包裹体的实验研究

天然斜长石流体包裹体被广泛应用于揭示各种地质作用及地质过程的研究,但关于这类包裹体的捕获机制及捕获后的变化、地质温压计等研究需要基于斜长石的人工合成流体包裹体研究的验证或修正。目前,以斜长石为寄主矿物的人工合成流体包裹体技术尚未见诸报道。本文基于传统的寄主矿物裂隙愈合方法,通过在寄主矿物的预处理、囊组装等方面的适当改进,在1～1.5 GPa、800～900℃的条件下,模拟俯冲带中玄武质洋壳发生脱挥发分反应的实验中,以斜长石为寄主矿物的流体包裹体被成功地合成。对合成的包裹体进行了详细的岩相学观察、激光拉曼光谱分析和显微测温分析,以及尝试性的单个流体包裹体的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析,结果显示斜长石捕获了常温下呈富碳液相+富水液相的两相流体包裹体,捕获的流体具有H₂O+CO₂±CH₄±N₂的组成,流体盐度因加入初始标液不同而有变化,有Cu、Mo等被活化进入到流体中。实验展示了基于斜长石的人工合成流体包裹体技术在二氧化硅不饱和体系的高温高压模拟实验中的成功运用,其在地质流体和实...     

湘南新田岭大型钨矿流体包裹体地球化学特征

新田岭大型钨矿床位于湘南骑田岭复式花岗岩体东北侧,与芙蓉超大型锡多金属矿床南北相对。本文对新田岭大型钨矿床进行了系统的流体包裹体地球化学和H-O同位素研究。研究结果表明,该矿床中白钨矿阶段流体包裹体类型主要为含CO_2两相包裹体、富含CO_2三相包裹体和气液包裹体,CO_2包裹体均一温度为264~479℃,盐度为0.22%~6.13%,CO_2的摩尔分数为0.09~0.62,气相组分为CO_2、CH4和H2O。气液包裹体盐度为1.39%~11.37%,均一温度为398~479℃,为Na Cl-Ca Cl2-H2O水溶液体系。硫化物阶段包裹体的盐度为13.55%~17.74%,完全均一温度范围为139~346℃。成矿流体压力为30~120 MPa。成矿流体由富含CO_2的低盐度热液体系向不含CO_2、中高盐度的热液流体演化,H、O同位素组成显示成矿热液流体具有岩浆来源的特征。钨在溶液中以钨酸的形式稳定迁移度,岩浆热液与含碳围岩发生水岩反应可能是新田岭白钨矿形成的主要机制。     

赣南淘锡坑钨矿床云英岩中含CO2包裹体的发现及意义

淘锡坑矿床是赣南地区一大型黑钨矿矿床,为揭示成矿流体的早期演化特征,深入认识钨元素的富集机制,本文对淘锡坑钨矿床云英岩中流体和熔体包裹体进行了岩相学、激光拉曼光谱和显微测温研究。结果表明,云英岩中的流体包裹体可以划分为富液相两相水溶液包裹体、富气相含CO_2水溶液包裹体和纯气相包裹体三类,流体为中—高温、低盐度、低密度的NaCl-H_2O-CO_2-CH_4体系。熔体包裹体主要由钠长石、石英、少量流体相和气相组成,气相部分含有CH_4和微量CO_2。在岩浆热液演化早期阶段,流体氧化还原条件可能发生了改变,发生了CH_4到CO_2的转变,致使流体中CO_2含量增高。在流体演化过程中发生的以CO_2散逸为特征的流体不混溶作用可能是淘锡坑钨矿床形成的重要机制。CO_2对于钨元素的迁移和富集具有重要作用,CO_2的散逸是诱发黑钨矿沉淀富集的重要因素之一。