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。     

人工合成碳酸盐岩流体包裹体实验与定量分析

介绍了高温高压合成碳酸盐岩流体包裹体的实验技术和定量分析结果，为碳酸盐岩流体包裹体的激光拉曼光谱定量分析提供了工作标准样品，对碳酸盐岩流体包裹体的形成过程和影响因素作了部分分析。     

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。     

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。     

真空爆裂提取含矿流体法测定热液中成矿元素的含量

定量地测量成矿流体中成矿元素的含量对于解决矿床成因和探讨成矿流体的演化有着十分重要的意义。目前国际上普遍采用单个包裹体激光显微探针拉曼光谱法、包裹体显微光谱分析法和包裹体群的化学成份分析。前两种方法可以对包裹体(或单个包裹体)中的气体、液体和固体进行定量分析,在国外发展比较迅速,我国还几乎是空白,个别学者作过尝试,但由于分析标准和仪器水平等     

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...     

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。     

应用于流体包裹体CO_2碳同位素组成的拉曼光谱定量研究探讨

CO_2作为一种流体包裹体中常见的组分,对其中碳同位素的定量研究,能够提供很多地质历史时期地质流体源区的地球化学信息,并为地球碳循环的研究奠定基础。传统的质谱测试存在无法进行单个流体包裹体测试的缺点。拉曼光谱因其快速、无损、高精度的特点被广泛应用于地球科学各个研究领域,尤其在单一流体包裹体的研究中更为重要。当前,拉曼光谱在定性研究物质结构和成分方面已经十分成熟,相比之下,拉曼光谱定量研究仍显不足。结合前人的研究和实际的实验,根据对拉曼光谱基本原理的分析,提出激光拉曼光谱定量研究应当基于相对散射强度进行,且利用13CO_2和12CO_2的拉曼谱峰强度比(I13+/I12+)表征流体包裹体中CO_2的碳同位素组成是可行的。而影响该方法应用的是其较低的准确度,解决这一问题的关键在于如何在单次实验中同时获得准确而强度较高的I13+和I12+的值。     

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.     

成矿流体包裹体盐度的拉曼光谱测定

拉曼光谱在 2 80 0～ 3 4 0 0cm-1范围内对水溶液中OH-离子的变化非常敏感 ,溶液中电解质的浓度变化与溶液的拉曼光谱特征参数之间存在一定的定量关系。通过对不同浓度标准NaCl和KCl水溶液的拉曼光谱特征分析 ,提出了一种可综合反映溶液浓度的拉曼光谱参数 (偏斜率 )。通过试验和分析 ,发现NaCl和KCl水溶液浓度与水溶液拉曼光谱偏斜率之间存在很好的线性关系 ,并找出了拟合直线 ,同时给出了NaCl和KCl水溶液盐度的拉曼参数计算经验公式。为了验证此公式的有效性 ,专门用传统的显微微热计和激光拉曼光谱仪分别测定了人工流体包裹体和马脑壳金矿床含金石英脉中的流体包裹体的盐度 ,并对结果进行了对比讨论 ,证明用激光拉曼光谱仪测定不饱和流体包裹体的盐度是一种快速、简便、无损的盐度测定新方法     

Determination of Salinity in Fluid Inclusions with Laser Raman Spectroscopy Technique

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｓｅｒＲａｍａｎｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｉｎｍａｎｙｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ (Ｓｈｏｖａｌｅｔａｌ.,1995 ;ＭｃＭｉｌｌａｎａｎｄＨｏｆｍｅｉｓｔｅｒ,1988;ＭｃＭｉｌｌａｎ ,1984;Ｄｕｂｅｓｓｙｅｔａｌ.,1982 ;Ｇｒｉｆｆｉｔｈ ,1975 )ａｎｄａｓａｎｏｎ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｉｎｓｉｔｕｔｅｃｈｎｉｑｕｅ,ｉｔｈａｓｈａｄａｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｉｍｐａｃｔｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｏｓｉ…     

Ancient Microorganisms and Carotenoids Preserved in Fluid Inclusions in Halite from Chaka Salt Lake,Western China: Evidence from Micro-observation and in situ Raman Spectroscopy

Trapped ancient microorganisms in halite fluid inclusions are of special interest to the understanding of biology and ecology in salt lake systems.With the integration of petrologic,microthermometric,and Raman spectroscopic analyses,this study utilizes fluid inclusions from Chaka Salt Lake,eastern Qaidam Basin,NW China,to assess the possibility of microorganism-trapping by fluid inclusions.Here,we report that the solid phase of some primary fluid inclusions contains carotenoids,which is interpreted as evidence of Dunaliella algae,and that the coexisting liquid phase comprises SO_4~(2-).The homogenization temperatures of single-phase primary fluid inclusions indicate that the precipitation temperature of the Holocene halite in Chaka Salt Lake ranges from 13.5°C to 36.4°C.This suggests that fluid inclusions in halite are a good medium for trapping and preserving ancient microorganisms and organic matter in salt lakes,and that Raman spectroscopy has good potential to identify halophilic archaea.     

低温原位拉曼光谱技术在流体包裹体研究中的应用

国外学者自80年代起利用原位低温拉曼测定技术在国际上首先开展地质领域感兴趣的几种盐水化合物研究以来,原位低温拉曼测定技术已经成功地用于对人工合成和自然界盐水体系流体包裹体的研究,在流体相中盐类的鉴定、低温相平衡及盐度研究等方面取得了显著成果。该方法是对传统的流体包裹体显微测温方法的重要补充,正在成为国际上流体包裹体研究的一个新的热点,在地质流体研究方面具有非常广阔的应用前景。     

江西省崇义县淘锡坑钨锡矿床流体包裹体特征及矿床成因

为研究赣南淘锡坑钨锡矿床的成矿物理化学条件和流体来源,对不同中段黑钨矿-石英脉矿体中包裹体进行了岩相学、显微测温、激光拉曼探针和氢、氧同位素分析。岩相学观察和显微测温表明：该矿区发育气相包裹体、液相包裹体、富液相包裹体、富气相包裹体、含液相CO₂的三相包裹体等5种类型原生包裹体;存在2个流体演化阶段,即早期硅酸盐-氧化物成矿阶段（310～390 ℃）和晚期氧化物-硫化物成矿阶段（180～270 ℃）。7个典型包裹体的气相和液相激光拉曼探针成分分析显示：包裹体中气相属富含CO₂的NaCl-H₂O系列,液相属贫CO₂的NaCl-H₂O系列。5件黑钨矿-石英脉矿石中石英流体包裹体的δD为－64‰～－79‰,δ¹⁸O水为5.51‰～6.53‰,表明成矿流体来源于深部岩浆水。结合区域最新研究成果,认为该矿床属与陆壳改造型花岗岩有关的岩浆热液型钨矿床。     

Determining Fluid Compositions in the H2O-NaCl-CaCl2 System with Cryogenic Raman Spectroscopy: Application to Natural Fluid Inclusions

Previous cryogenic Raman spectroscopic analysis of H₂O-NaCl-CaCl₂ solutions has identified the Raman peaks of various hydrates of NaCl and CaCl₂,and established a linear relationship between Raman band intensity of the hydrates and the composition of the solution(NaCl/（NaCl+CaCl₂） molar ratio,or X_NaC1) using synthetic fluids,which created the opportunity to quantitatively determine the solute composition of aqueous fluid inclusions with cryogenic Raman spectroscopy.This paper aims to test the feasibility of this newly established method with natural fluid inclusions.Twenty-five fluid inclusions in quartz from various occurrences which show a high degree of freezing during the cooling processes were carefully chosen for cryogenic Raman analysis.X_NaCl was calculated using their spectra and an equation established in a previous study.These inclusions were then analyzed with the thermal decrepitation-SEM-EDS method.The X_NaCl values estimated from the two methods show a 1:1 correlation,indicating that the new,non-destructive cryogenic Raman spectroscopic analysis method can indeed be used for fluid inclusion compositional study.     

石英包体拉曼偏移压力计——一种变质压力计算方法

矿物或流体包体可以有效保存寄主矿物生长过程中的化学环境、温度、压力等信息。在高压变质过程中,石榴子石中石英包体的分子振动与环境压力之间具有良好的相关性。根据这一特性,前人提出了石英包体拉曼偏移压力计,其原理是利用显微激光拉曼光谱仪分析石英包体在室温常压下保留的残余压力,再结合石英与寄主矿物的弹性物理特性,恢复石英包体被捕获时的压力,属于矿物物理光谱学压力计,本文介绍了利用石英包体的拉曼位移计算变质压力的基本原理和方法,并对不同方法的适用条件和使用局限做了简要分析。石英包体拉曼偏移压力计是恢复变质岩石形成温度和压力条件的有效方法,具有广泛的应用前景。     

Composition of fluid inclusions from intrusive rocks of the norite-cortlandite complex,Kamchatka

Fluid inclusions in rocks of the Kuvalrog and Shanuch plutons, located in Kamchatka and belonging to the Ni-bearing norite-cortlandite association, have been studied. Microthermometry (heating and freezing) and Raman spectroscopy indicate differing composition of fluid inclusions from these plutons. High-density CO₂ inclusions are characteristic of Kuvalrog, whereas N₂-CH₄-CO₂ and aqueous inclusions dominate in Shanuch. The presence of methane in the fluid of the Shanuch pluton is an indicator of its resource potential in respect to high-grade sulfide mineralization.     

西藏冈底斯东段帮浦铜多金属矿床成矿流体特征

为了探讨西藏冈底斯斑岩铜矿带帮浦铜多金属矿床流体的来源及演化过程,对矿体中的石英斑晶、辉钼矿石英脉、铅锌矿石英脉及方解石脉中所含的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和激光拉曼探针以及硫同位素研究。结果表明:与成矿有关的流体包裹体可以分为富气相包裹体、富液相包裹体、含子晶多相包裹体3个类型。流体包裹体的均一温度、盐度及密度测定值均可分为两个区间,分别为300~350℃、390~440℃,6.96~11.63 wt%NaCl、16.76~23.7wt%NaCl及1.05~1.15g/cm3、0.40~1.00 g/cm3。含石盐子晶包裹体所对应的盐度范围是39.38~56.1wt%NaCl。激光拉曼光谱分析表明,含子晶流体包裹体中子矿物为石盐、黄铜矿、白铁矿等,气相包裹体和液相包裹体中气相中含有CO2。石英斑晶与辉钼矿石英脉中低密度气相包裹体与高密度液相包裹体、高盐度含子晶包裹体共生,其均一温度范围一致,但盐度相差较大,指示成矿流体有不混溶作用或沸腾作用,成矿流体来自于岩浆的出熔,金属硫化物直接来源于岩浆;而铅锌矿石英脉与两种不同性质流体的混合作用有关。