流体包裹体研究进展

本世纪前十年(2001年-2010年),国内流体包裹体的研究和应用都有了很大的进展。本文就流体包裹体研究的几个主要方面——包裹体流体体系PVTX性质的模拟、人工合成流体包裹体、成矿流体和成矿机制研究以及油气包裹体和成藏过程研究等——进行了总结。国内包裹体流体体系PVTX性质的模拟研究已经达到国际水平,各种天然流体体系的状态方程被应用于包裹体研究中。结合国际上流行的流体包裹体合成技术,国内学者利用人工流体包裹体,已经开展了流体包裹体形成机理、包裹体中流体体系相平衡和流体包裹体分析设备标定的研究工作。成矿流体和成矿机制研究仍然是流体包裹体的主要应用领域,一些国际前沿的新技术和新方法,如金属矿物中流体包裹体的红外显微测温技术,单个流体包裹体成矿元素的LA-ICP-MS测定方法,以及流体包裹体组合(FIA)研究方法等,被国内学者在研究中采用。油气包裹体研究越来越受到石油地质学家的重视,其在油气成藏机理尤其是油气充注以及成分演化史研究中发挥着日益重要的作用。除了上述主要研究领域,利用熔体包裹体研究地幔流体,通过超高压变质岩中流体包裹体研究变质流体,应用表生环境下蒸发岩(石盐)中的流体包裹体研究古气候,这些方面也都取得了很好的研究成果。本世纪的前十年,国内流体包裹体研究与国际研究紧密结合,中国学者创立的ACROFI系列会议目前也已经成为国际流体包裹体界的重要系列会议之一。     

流体包裹体岩相学的一些问题探讨

流体包裹体岩相学是流体包裹体研究的基础和前提。在流体包裹体研究过程中,我们十分重视和强调选择什么样的 流体包裹体去做测温和分析。在流体色裹体岩相学中区分原生和次生包裹体十分重要。只有选择了原生流体包裹体后才能 进行显微测温学和流体包裹体成分分析。这种选择包裹体的过程(或步骤),确定流体包裹体的分类以及在显微镜下观察流 体包裹体捕获后的変化,是流体包裹体岩相学(Fluid inclusion petrography)最主要的内容。本文叙述流体包裹体岩相学的内容 和区分原生和次生流体包裹体的一些实例和方法,阐述了流体包裹体与主矿物之关系。     

流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用

流体包裹体是近年来研究地质流体,尤其是成矿流体的关键途径,各种与之相关的测试技术与方法及理论成果日新月异。流体包裹体研究不仅可以获得成矿流体的物理化学条件,还可以示踪成矿物质来源与组成,为识别矿床类型、构建成矿模式提供直接证据。本文从流体包裹体岩相学、均一温度与盐度、成分分析、pH测试与计算、P—V—T—x状态方程、热液金刚石压腔及其在矿床学上的应用等7个方面对流体包裹体的研究与发展进行全面的梳理。首先,系统总结了近年来流体包裹体各方面的最新研究进展和发展趋势,分析了流体包裹体成分测试中存在的主要问题,为其发展提供了一定的方向性;其次对各类矿床的成矿流体和流体包裹体特征进行了归纳整理,对分析矿床的成因类型具有重要意义;最后,提出了流体包裹体在矿床学研究中的发展方向。     

流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用

流体包裹体是近年来研究地质流体,尤其是成矿流体的关键途径,各种与之相关的测试技术与方法及理论成果日新月异。流体包裹体研究不仅可以获得成矿流体的物理化学条件,还可以示踪成矿物质来源与组成,为识别矿床类型、构建成矿模式提供直接证据。笔者等从流体包裹体岩相学、均一温度与盐度、成分分析、pH测试与计算、P—V—T—x状态方程、热液金刚石压腔及其在矿床学上的应用7个方面对流体包裹体的研究与发展进行全面的梳理。首先,系统总结了近年来流体包裹体各方面的最新研究进展和发展趋势,分析了流体包裹体成分测试中存在的主要问题,为其发展提供了一定的方向性;其次对各类矿床的成矿流体和流体包裹体特征进行了归纳整理,对分析矿床的成因类型具有重要意义;最后,提出了流体包裹体在矿床学研究中的发展方向。     

小秦岭大湖金矿成矿流体特征及矿床成因

本文运用流体包裹体岩相学、流体包裹体温度测试、流体包裹体成分分析等方法,讨论了大湖金矿床成矿流体的特征和成矿机理。     

流体包裹体研究:进展、地质应用及展望

在多数地质作用过程中,流体都担任着元素迁移的载体、化学反应的活化荆的角色.大量研究表明,岩石、矿物以及元素在有无流体的情况下会表现出迥异的物理和化学性质,所以对于认识某一地质过程而言,流体方面的研究往往能够提供极其重要的信息.流体包裹体则以其直接反映古流体的成分,在各种矿物中的普遍存在性,以及对各种后期改造有一定的抵抗力等特点而成为研究古地质流体的最佳样本,并已经被成功地应用到各种地质过程的研究中.从基本概念出发,讨论了流体包裹体的种类和原生、次生流体包裹体的区分,对流体包裹体的岩相学观察要点以及流体包裹体研究的最新进展做了简要的综述,着重介绍了研究中常用的分析方法及变质岩中流体包裹体的研究,并举例说明了流体包裹体在矿床学、石油地质学中的应用,以及近期的一些关于流体包裹体中保存生物标志和生物遗迹化石的研究,最后对未来流体包裹体研究的发展方向作了简单的展望.     

高分辨率X射线计算机断层扫描技术在流体包裹体研究中的应用与前景

高分辨率X射线计算机断层扫描（HRXCT）由于其具有无损分析、三维成像、高分辨率的优点,被作为一种定量研究手段广泛应用于地球科学研究中。HRXCT在透明矿物与不透明矿物的流体包裹体和熔体包裹体研究中展示了强大的三维成像能力,可以辅助确定包裹体的位置和性质,并有助于解决包裹体岩相学上原生和次生包裹体的判别问题以及包裹体体积计算问题。近年来,HRXCT在流体包裹体研究中得到了广泛应用,取得了很多重要研究成果。为此,本文综述了HRXCT的工作原理、仪器方法、以及其在流体包裹体及熔体包裹体研究中的应用和进展,同时也给出了HRXCT在地球科学研究中可能存在的部分问题。     

沉积盆地流体包裹体研究的理论与实践

流体包裹体作为地质流体研究的重要手段,在沉积盆地油气成藏条件分析和有机/无机矿产共存、共生关系研究中起着不可替代的作用。本文以鄂尔多斯北部、塔里木东北部、辽西-冀北坳陷中-新元古界等地的油气藏、砂岩型铀矿为例,通过流体包裹体岩相学、偏光-荧光特征、显微测温、显微傅里叶红外和包裹体同位素定年技术,结合盆地构造、地层埋藏史、热演化史等资料,探讨了流体包裹体在定性、定量分析有机/无机矿产的成矿流体性质、来源、期次、流体运/聚时空及油气成藏演化等方面的应用。     

白云鄂博地区碳酸岩墙及岩墙旁侧石英岩中的包裹体研究

白云鄂博的碳酸岩墙中包裹体类型有多子晶包裹体、两相水溶液包裹体、含CO_2三相包裹体和含子晶三相包裹体,岩相学和显微测温结果表明,这些包裹体与国外典型的碳酸岩中的包裹体具有很大程度的一致性,反映了其岩浆成因特点;碳酸岩墙中旁侧的白云鄂博H2石英岩中含有大量的流体包裹体,主要类型为NaCl-H_2O包裹体、CO_2包裹体和H_2O±CO_2±固体的包裹体。包裹体的岩相学、显微测温、阴极发光特征、包裹体成分ICP-MS测定,激光拉曼研究等,揭示出石英岩中的包裹体捕获了来自碳酸岩墙的碳酸岩浆流体,提供了一种不可多得的直接研究碳酸岩流体的手段。     

浙江大桥坞铀矿床深部流体作用的地质-地球化学证据

笔者通过流体包裹体的岩相学、显微测温学以及激光拉曼成分的对比研究,探明了大桥坞铀矿床成矿流体的基本性质（温度、盐度及成分）,结合该矿床的构造和地质-地球化学特征,对成矿流体的来源进行了探讨。研究结果表明,该矿床主成矿期成矿温度为200-250℃,属于中温热液矿床,其成矿流体为富含CO2、H2、CH4等气体组分的中高盐度流体,反映该矿床成矿过程以深部流体作用为主,成矿流体主要为来自地幔的流体。     

对石油包裹体研究和应用的几点认识

本文总结了对石油包裹体研究和应用的几点认识,包括流体包裹体岩相分析、显微温度分析、油包裹体丰度统计和原始样品采集及制备。强调流体包裹体岩相分析是直观而有效的分析技术,其结果可以提供油气是否运移、运移期次、相对早晚及每一期相对数量和油气大致特征等资料,也是其他有关包裹体研究的基础。显微温度测试必须以油气包裹体鉴定为基础,单纯应用均一温度划分油气运移期次是不合适的。油包裹体丰度是确定古油藏的重要参数,统计结果受多种因素影响。石油包裹体分析是研究性较强的方法,研究人员参与到分析鉴定工作中方能取得较好的研究成果。     

应用储层流体包裹体PVTX模拟研究油气成藏期次——以塔里木盆地托甫台地区为例

        储层流体包裹体PVTX模拟被广泛用来确定包裹体的捕获温度与压力,进而精确恢复油气运移/成藏的时间/ 深度。 应用该VTFlinc 模拟方法,选择塔里木盆地塔河油田外围托甫台地区的TP2井,对其奥陶系碳酸盐岩储层中的流体包裹体开 展了研究,根据包裹体的岩相学、显微测温、激光拉曼光谱、激光共聚焦显微镜等分析,研究了包裹体的形成期次、成份 及热力学特征,并模拟计算了包裹体形成的古温度和古压力,进而推断了油气充注的时间和成藏期次。结果表明,TP2井 区主要存在两期油气充注,第一期大致在加里东晚期,时间距今420~405 Ma,第二期大致在喜山晚期,时间距今8~2 Ma。 以往研究认为塔河油田主体部位的后期喜山期油气充注成藏事件并未影响到这一地区,而通过本文应用的新方法研究,证 明了该期油气成藏事件存在,这为区域油气勘探提供了新的参考信息,也充分展示出本研究方法所具有的潜在重要推广应 用意义。     

油气包裹体在油气地质研究中的应用--概念、分类、形成机制及研究意义

油气包裹体己成为油气成藏研究的有力工具,在划分油气运移充注期次、确定油气藏的形成时间、反映油气的成熟度及来源等方面均有重要的应用价值。近年来,利用油气包裹体及其共生的盐水溶液包裹体估算油气藏形成时的pVT条件是油气包裹体研究中的一个新热点,它为更准确地计算油气藏形成的温度一压力条件提供了一种独立的、更准确的技术手段。研究表明,包裹体岩相学和流体体系的热力学研究仍将是今后的发展重点。油气包裹体的pVT模拟技术尚处于初始阶段,两种软件（VTFlinc和FIT）的准确性和精确性虽有待进一步提高,但已经成为今后一个重要的发展方向。     

人造气液包裹体方法及其在研究热液性质中的应用

人造气液包裹体方法在研究热液的物理化学性质方面较传统方法简便、易行。它可用于研究热液的等容线、不混溶性质及矿物在热液中的溶解度。本文解释了人造气液包裹体的合成方法和人造气液包裹体方法的原理,分述了应用此方法研究热液所取得的最新成果。此法不仅能用于研究热液的性质,也能用于其它方面的研究,具有广阔的前景。     

Mechanisms of fine extinction band development in vein quartz: new insights from correlative light and electron microscopy

Fine extinction bands (FEBs) (also known as deformation lamellae) visible with polarized light microscopy in quartz consist of a range of nanostructures, inferring different formation processes. Previous transmission electron microscopy studies have shown that most FEB nanostructures in naturally deformed quartz are elongated subgrains formed by recovery of dislocation slip bands. Here we show that three types of FEB nanostructure occur in naturally deformed vein quartz from the low-grade metamorphic High-Ardenne slate belt (Belgium). Prismatic oriented FEBs are defined by bands of dislocation walls. Dauphiné twin boundaries present along the FEB boundaries probably formed after FEB formation. In an example of two sub-rhombohedral oriented FEBs, developed as two sets in one grain, the finer FEB set consists of elongated subgrains, similar to FEBs described in previous transmission electron microscopy studies. The second wider FEB set consists of bands with different dislocation density and fluid-inclusion content. The wider FEB set is interpreted as bands with different plastic strain associated with the primary growth banding of the vein quartz grain. The nanometre-scale fluid inclusions are interpreted to have formed from structurally bounded hydroxyl groups that moreover facilitated formation of the elongate subgrains. Larger fluid inclusions aligned along FEBs are explained by fluid-inclusion redistribution along dislocation cores. The prismatic FEB nanostructure and the relation between FEBs and growth bands have not been recognized before, although related structures have been reported in experimentally deformed quartz.     

Fluid evolution of the late Archaean Rämepuro gold deposit in the Ilomantsi greenstone belt in eastern Finland

The late Archaean (ca. 2.7 Ga) Ilomantsi greenstone belt hosts a large number of small mesozonal gold occurrences. The Rämepuro deposit is spatially related to a feldspar porphyry dyke which has intruded the contact between metagreywackes and intermediate metavolcanic rocks. It consists of gold-bearing quartz-tourmaline-sulphide veins located mainly within an intensively altered and sheared zone about 20-30 m in width. Two types of fluid inclusions were distinguished in the quartz veins: (1) H₂O-CH₄ (Й equiv. wt% NaCl), and (2) H₂O-CO₂ (⢬ equiv. wt% NaCl). The two compositionally different fluid-inclusion types occur in separate veins. The compositions of decrepitate residues indicate that the type 1 fluid inclusions consist predominantly of Na, S, Ca, Cl, and in lesser proportions of K and Fe. The residues of the type 2 fluid inclusions are dominated by Na, Ca, Cl and minor K. For the type 1 and type 2 fluid inclusions, microthermometric experiments indicate average homogenisation temperatures of 310-350 and 220-250 °C respectively. Both types of fluid inclusions contain 1-3 anisotropic solids (Ca/Mg carbonate?, nahcolite?, tourmaline?). Sulphide daughter minerals occur only in the type 1 fluid inclusions. This fluid type is also often associated with short trails of sulphide inclusions which suggest mobilisation and redistribution of ore constituents. Some type 1 fluid inclusions display distinct morphological features ("implosion textures") related to post-trapping re-equilibration. The presence of the fluid-inclusion re-equilibration textures in some auriferous quartz veins and their absence in other gold-bearing quartz veins suggest an age difference between them. This conclusion is also supported by the compositionally different fluid regimes associated with the different quartz veins, indicating a change from reducing (CH₄) to a more oxidising (CO₂) fluid environment. The fluid-inclusion evidence suggests two separate gold mineralisation events, one related to late Archaean regional metamorphism, the other to Palaeoproterozoic thrusting and metamorphism.     

Investigations on the Possible Re-equilibration of Aqueous Fluid Inclusions in Barite: A Study of Barite and Calcite from the Hutti Gold Deposit, Karnataka, India

Re-equilibration of fluid inclusions in crystals takes place by loss or gain of solvents and solutes from fluid inclusions and by changes in their volumes. Volume change of fluid inclusions are primarily dictated by elastic properties and available slip planes of host crystals. In the present study, the phase-behavior of fluids entrapped in co-precipitated calcite and barite is studied. While calcite contains only biphase fluid inclusions, barite has predominantly monophase fluid inclusions. Fluid inclusion petrography, microthermometry and leachate analysis are used to establish the nature of entrapped fluids and entrapment temperature is substantiated through independent sulfur isotope geothermometry using coexisting barite and pyrite. Phase transitions in the monophase fluid inclusions in barite are explained in terms of over-pressuring of fluids in these fluid inclusions relative to fluids entrapped in calcite owing to the low bulk modulus of barite.     

热液金刚石压腔在地质流体研究中的应用

热液金刚石压腔(HDAC)是专为模拟地壳温压条件下的地质作用而设计的，它尤其适用于观测水或其它流体与地质物质之间的相互作用。HDAC可时-190～1200℃，0～10GPa的热液体系进行实验，并可在实验的温压条件下．用各种先进的光学方法分析样品，更可以把实验的全程录像存档。充满流体的HDAC本身就可当做是一个人工合成的流体包裹体。因此它可以用来研究流体的状态方程和相关系。它又可时其它流体包裹体样品施加外压力，因此在热分析的过程中可免除包裹体的膨胀或爆破的困境。HDAC可应用到颇为宽广的温压范围，它已被广泛地用来观测各种化学体系的临界现象，包括在地质方面特别有用的含水硅酸盐体系。HDAC也可与同步辐射X光源相结合，而取得各种金属或稀土元素水溶液的x射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure；XAFS)光谱，因而时在热液里的金属或稀土元素络合物的组分和结构提供了最基本的资料。然而，X光的强度在透过金刚石时，因绕射和吸收而大大地减弱，因此应用一般的HDAC来获取那些吸收边在10keV以下的元素的XAFS光谱颇为困难。目前已有两种改良式的HDAC解除了这方面的困难，而时在元素周期表上的第一排过渡性金属元素和稀土元素的水溶液，提供清晰的XAFS光谱。这些资料可用来研究金属或稀土元素络合物在地质热液里的特性，及其在元素迁移和成矿作用方面的效应。而这些元素在地质应用方面特别重要。     

江西银山多金属矿床高盐度包裹体及其成因意义

流体包裹体岩相学和显微测温学研究表明，银山矿床石英斑岩和金金属矿床中都发现须含石盐的高盐度流体包裹体，表明至少在成矿作用的早期成矿流体为高盐度流体，高盐度流体不是由热水溶液的不混溶作用或沸腾作用形成的，而是直接从饱和水的结晶岩浆熔体中出溶的，银山矿床的成矿流体与斑岩铜矿的成矿流体具有相似性，证实矿床深部可能有隐伏斑岩铜矿。     

青海湟中县三岔金矿流体包裹体特征及矿床成因

三岔金矿位于中祁连新元古代-早古生代中晚期岩浆弧带,是一个陆块与岩浆弧叠置的构造单元。本文在详细的野外矿床地质研究的基础上,开展了与金成矿密切相关的各期流体包裹体岩相学、显微测温、包裹体成分的LRM、碳-氢-氧同位素等方面的分析对比研究工作。结果表明：早期成矿阶段的隐爆石英角砾岩流体包裹体发育气液两相、含子矿物三相和富液相CO₂包裹体,均一温度集中于200~280℃,盐度（w（NaCl））集中于6.00%~18.00%,密度集中于0.64~0.73 g/cm³;主成矿阶段的黄铁绢英岩主要发育气液两相包裹体,均一温度集中于160~240℃,盐度为2.00%~6.00%,密度为0.80~0.95 g/cm³;晚期的石英脉阶段主要发育气液两相包裹体,均一温度主要集中在120~190℃,盐度为2.00%~6.00%,密度为0.76~0.86 g/cm³。碳-氢-氧同位素组成揭示三岔矿床的成矿流体早期主要以岩浆水为主,至演化后期,成矿流体有大气水加入;硫同位素研究反映了成矿物质深源性特征。因此,认为三岔矿床属中温热液脉型矿床。