流体包裹体压力计研究之二:高温高压下碳氢化合物的拉曼光诸

在温度23～315℃、压力高达近2000MPa下用金刚石压腔下研究了正庚烷、环己烷及其混合物的拉曼光谱特征.结果表明:环已烷和正庚烷混合,只是改变了环已烷及正庚烷的平均C-H伸缩振动的拉曼位移,但是并不影响其P-△vp关系式.另外,经过数据拟合,得到了平均C-H伸缩振动的拉曼位移与压力的关系为:P=78.21(△vp)+71.56.该公式可以用来作为流体包裹体尤其是油气包裹体的压力计.     

流体包裹体压力计研究之一:高温高压下Na2SO4溶液的拉曼光谱

用金刚石压腔研究了Na2SO4溶液在温度30~400℃、压力90~2400 MPa条件下的拉曼光谱特征。结果表明:温度相同时,SO42-的对称伸缩振动随压力增大向高频方向偏移;而在压力基本相同时,随温度升高则向低频方向偏移。经过数据拟合得到了SO42-对称伸缩振动的拉曼位移与温度、压力的关系为:ρ=190.44Δυp 0.002 7t2 2.901 9t-111.68。该公式可以用来作为流体包裹体的压力计。     

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。     

高温下合成包裹体中流体水分子氢键的拉曼光谱分析

在合成包裹体腔中，用显微激光拉曼探针原位分析了高温下纯水和含气体CO2的流体中水分子的氢键作用。研究结果表明，随着温度升高，流体中水分子的氢键作用不断减弱，但纯水在最高的测量温度400℃，含CO2的流体在520℃都还存在着比较强的氢键作用。含CO2的流体比相同温度下纯水的氢键作用弱，并且当气相与液相混溶成为纯液相后，它的氢键与温度的关系明显出现了转折，温度对氢键的影响比均一前小。     

激光拉曼光谱技术在获取流体包裹体内压中的应用及讨论

本文详细介绍了二氧化碳、甲烷、氮气及其混合物拉曼位移与压力的关系。对实验数据进行拟合发现,不管是纯组分还是混合体系中,气体的拉曼位移基本上是随压力增加呈一级指数递减。在混合体系中,压力对拉曼位移的影响最大,含量次之。氮气与甲烷混合由于分子相互作用发生变化,结果使得氮气拉曼位移随压力变化的灵敏度增加,而甲烷的灵敏度却是降低。随压力增加,峰面积、峰半高宽、峰高等参数也将随之变化。实际的应用结果表明,激光拉曼光谱技术是一种获取复杂体系流体包裹体内压的新方法。     

高温高压下石膏脱水相变的原位拉曼光谱研究

本文运用激光拉曼光谱仪,利用水热金刚石压腔装置对高温高压条件下石膏-水体系中的石膏脱水相变进行拉曼光谱研究.在压力0.1 MPa～837.9 MPa和温度16～200 ℃条件下通过系列实验对相变的过程进行了原位光谱分析.与人们已知的无水条件下石膏分两步脱水的过程不同,高压下石膏在饱和水环境下倾向于一次性的脱去所有结晶水而形成无水石膏,实验中没有观察到半水石膏的出现.通过实验数据得到石膏和无水石膏的转折温度和平衡压力间的关系式为P(MPa)=19.56·T(℃)-2926.5.     

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     

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。     

拉曼光谱方法测量流体包裹体的内压及其应用

通过金刚石压腔和显微激光拉曼光谱方法,获得了流体包裹体中H2O-NaCl体系的O—H、碳酸根的C—O、硫酸根的S—O和正庚烷-环己烷的C—H振动拉曼位移与温度和压力关系的表达式。该研究结果可以用于实测流体包裹体在不同温度下的内压,并可由此获得流体包裹体的p-t线或等容线。这不仅有助于精确获得流体包裹体的形成温度和形成压力,也可为研究和确定流体包裹体中流体的组成和性质提供依据。     

冷冻条件下天然包裹体中流体水分子氢键的拉曼光谱特征

水的拉曼图谱实际就是带氢键作用的OH伸缩振动峰(包括对称伸缩振动峰和反对称伸缩振动峰)和不带氢键作用的OH对称伸缩振动峰(包括对称伸缩振动峰和反对称伸缩振动峰)的叠加包络线,通过对流体中水的拉曼图谱的分析可以反映流体中氢键作用的强弱.因此,用Renishaw MK1-1000型显微激光拉曼探针原位分析了冷冻条件下天然的流体包裹体腔内流体水分子的氢键作用.研究表明,在冷冻条件下,水分子运动以带氢键作用的伸缩振动为主,同时还有微弱的非氢键作用的伸缩振动;随着温度的降低,流体中水分子的氢键作用不断地增强;在-130~-180 ℃区间氢键作用增强的趋势明显加大,暗示流体性质在此温度区间可能发生了突变.      

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。     

Raman spectroscopic study of K-lingunite at various pressures and temperatures

K-lingunite is a high-pressure modification of K-feldspar that possesses the tetragonal hollandite structure. Variations of the Raman spectra of K-lingunite were studied up to ~31.5 GPa at room temperature, and in the range 79–823 K at atmospheric pressure. The Raman frequencies of all bands were observed to increase with increasing pressure, and decrease with increasing temperature for K-lingunite. This behavior is in line with those observed for most of other materials. New sharp Raman bands appear at pressures greater than 13–15 GPa, suggesting a phase transition in K-lingunite with increasing pressure. The transition is reversible when pressure was released. The appearance of these new Raman bands may correspond to the phase transition revealed earlier at around 20 GPa by X-ray diffraction studies. Instead of transforming back to its stable minerals, such as orthoclase, microcline or sanidine, K-lingunite became amorphous in the temperature range 803–823 K at atmospheric pressure.     

江西东乡铜矿流体包裹体研究

本文主要对江西东乡铜矿成矿流体进行研究,探讨其成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。通过石英中流体包裹体的岩相学研究和显微测温可以发现,第一阶段石英中流体包裹体的温度介于144~195℃,流体盐度0.35%~4.95% NaCleqv,第二阶段的流体温度有所升高,均一温度193~298℃,盐度1.40%~6.59% NaCleqv。第三阶段属于成矿期流体,捕获了富气相、富液相和含子晶三相包裹体,其端员均一温度主要在300~340℃和280~320℃之间,盐度介于0.35%~5.86% NaCleqv和29.4%~41.9% NaCleqv之间。激光拉曼探针分析表明,拉曼探针分析反映了前两个阶段流体挥发份主要为水蒸气。第三阶段石英中流体包裹体的气相成分含有H₂O、CO₂和CH₄。流体包裹体研究表明,东乡铜矿第三阶段的流体包裹体发生了明显的沸腾作用,因此,减压沸腾可能是导致流体中金属元素卸载的主要因素。同时,第三阶段流体的H-O同位素特征显示东乡铜矿具有岩浆水特征。     

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.     

莺琼盆地流体包裹体对热液活动及油气运移的示踪作用

流体包裹体对地下热液活动及油气运移具有较好的示踪作用,尽管在确定最高古地温及其时间方面存在一些不确定性,为了评价均一温度的可靠性,该文首先用物质平衡法推导出了体测温的数学模型,模型表明,体积表明,体积较大的包体测温数据较准确,对莺琼盆地包体测温数据系统分析研究表明,该区包体的均一温度主要受来自深部３０００～４０００米的热液活动控制,流体包裹体发育与超压层埋深,烃源岩生排烃作用而引起的热液活和油气运     

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%.     

南京栖霞山铅锌矿成矿流体特征及演化:来自流体包裹体及氢氧同位素约束

南京栖霞山铅锌矿床是华东最大的铅锌矿床,具有悠久的研究和开采历史;近些年来的勘探在深部取得显著进展,显示了很好的勘探潜力。本次研究,在系统全面地野外地质观察和样品采集的基础上,开展了详细的岩相学研究和成矿期次的划分,并进行了流体包裹体和氢氧同位素测试分析。结果显示,栖霞山铅锌矿存在两期铅锌矿化:早期以形成层状和块状矿石为特征,闪锌矿深灰-红棕色;晚期矿化以块状、角砾状和脉状构造为特征,闪锌矿呈棕色-浅黄色。早期闪锌矿中包裹体以富液相包裹体类型为主,均一温度分布范围为182～289℃,盐度为0. 9%～8. 2%NaCleqv,成矿流体与富硫同生沉积层发生化学反应可能是其主要的沉淀机制;晚期闪锌矿中也是以富液相包裹体类型为主,但是温度、盐度有所上升,均一温度集中在197～348℃,盐度介于0. 4%～10. 9%NaCleqv之间,指示有更多岩浆流体混入,流体混合可能是主要的沉淀机制。为了限定其深部可能的热液中心位置,我们利用晚期闪锌矿中的包裹体进行流体空间填图。填图结果显示了良好的空间变化规律:成矿流体温度以西南到北东方向为轴,向西南方向温度上升,暗示了成矿流体可能来源于西南方向深部,因此在其西南方向的深部可能具有更好的勘探潜力。