表生环境条件形成的石盐流体包裹体研究进展

系统介绍了近些年来国外在表生环境条件形成的石盐流体包裹体均一温度、水体组分、δD和δ18O同位素、气体成分及微生物等信息提取和应用方面的研究进展。这些研究进展充分表明表生环境条件形成的石盐流体包裹体是目前利用蒸发盐定量获取古气候环境（温度、湿度）参数、揭示海洋和盐湖水体地质历史时期的长期演化以及丰富和深化成盐成矿理论的良好地质载体。分析了我国目前在这一研究领域同国外相比的差距、潜在优势和发展前景。     

罗布泊卤水室内蒸发及天然石盐包裹体均一温度分析探讨

罗布泊卤水经室内恒温（30℃和52℃）蒸发结晶析出石盐，其内含有丰富的液相包裹体。测试这些石盐液相包裹体均一温度，发现仅有少量包裹体均一温度与石盐结晶卤水温度一致，大多数均一温度明显偏离结晶温度，大多数高出卤水温度约20℃～90℃，少数低于卤水温度约6℃～30℃，罗布泊盐湖自然沉积的石盐液相包裹体均一温度也存在类似情况，除少部分数据与当地卤水温度相近，大多也存在明显的差异。说明石盐包裹体均一温度可能受制于多个因数影响。因此，用石盐包裹体均一温度恢复沉积时期古水温或流体介质温度时，不能简单应用，需要综合分析才能从中提取可靠的地质信息。     

实验室合成石盐包裹体的均一温度以及古气候意义

石盐是表生环境下形成蒸发岩系的主要矿物,在形成过程中捕获大量的原生包裹体。通过低温冷冻测温技术,可以得到石盐中原生包裹体的一系列均一温度,如何正确理解这些数据是应用石盐原生包裹体恢复古气候的关键。石盐沉积可以发生在气水界面以及水体底部,其均一温度记录了卤水结晶的温度。Lowenstein et al. (1998) 曾经用水浴法在恒定水温下合成了人工合成石盐,进行原生包裹体的均一温度研究,然而如何用水温来恢复古气温是古环境解释的关键。本次实验通过40℃下(气温,烘箱中蒸发)人工合成石盐,在岩相学观察基础上,对形成于气水界面漏斗晶中的包裹体和在底水沉积人字晶中的包裹体的均一温度进行低温冷冻测温法测定。测温过程中石盐包裹体可以得到一系列均一温度(10.6~39.9℃),而只有最大均一温度才能反映卤水结晶时的温度,两种类型的包裹体也显示了相似的最大均一温度。因此在浅水环境下,两种包裹体都可以用来反映古气温。     

新疆阿尔泰两棵树铁矿流体包裹体及氢氧同位素特征

新疆两棵树铁矿位于阿尔泰南缘克朗盆地,矿床赋存于中-上泥盆统阿勒泰镇组片岩与二长花岗岩接触带的伟晶岩中。本文对矿石中石英流体包裹体进行显微测温分析,结果显示包裹体类型以液体包裹体为主,流体的均一温度变化于156~367℃,主要集中于210~250℃,成矿流体盐度w(NaCl_eq)为0.18%~18.72,密度为0.80~0.95 g/cm³,表明成矿流体属中温度、低盐度、中低密度的H₂O-NaCl体系。石英的δD_SMOW为-110‰~-76‰,δ¹⁸O_SMOW为5.3‰~7.9‰,δ¹⁸O_H2O为1.03‰~1.07‰,表明成矿流体来源于岩浆水,混合大气降水; 成矿时代为中泥盆世(约377 Ma),成矿作用与二长花岗岩的侵入有关; 温度和压力的降低、流体混合、水岩反应等在铁成矿过程中起着主导作用。     

石盐中流体包裹体在古气候研究中的应用进展

蒸发岩沉积在地质历史上分布十分广泛。其中的石盐属于广温相矿物,其内部捕获的流体包裹体记录了大量石盐沉积时的古温度信息。石盐中流体包裹体的冷冻测温法已经广泛应用于包裹体均一温度的测定。通过该方法,目前已经初步建立了包裹体记录的均一温度与古气温的关系,即石盐中纯液相原生流体包裹体均一温度最大值与卤水结晶温度符合,与最大平均气温关系密切,且形成于卤水底层"人"字型晶石盐中的流体包裹体记录的温度信息更能代表较长时间尺度的古气温变化等。除此以外,成岩作用对于石盐中流体包裹体的温度记录的影响也被广泛讨论,尽管石盐矿物中流体包裹体可能发生变形以及热再平衡等一系列的变化,但"人"字型结构的原生石盐晶体特征以及石盐颗粒云雾状环带中呈负立方体形状的流体包裹体为原生包裹体等一系列识别标志的建立,为我们利用石盐中流体包裹体进行古温度的研究提供了很好的样品基础。通过对石盐中原生流体包裹体最大均一温度测试,已经得到了一些现代盐湖以及古代盐类沉积时的环境温度信息,并在古气温波动方面也展示了一定前景。尽管石盐中流体包裹体在古气候研究中取得了初步成果,但仍存在一些亟待解决的问题:如除最大均一温度的其它温度数据代表的环境温度意义问题;通过对盐类地质剖面进行连续的包裹体测温建立高分辨率定量古温度变化记录等,也尚未有大量文章报道。我国盐类资源分布广泛,石盐包裹体测温技术的应用,对于盐类发育地区古气候环境定量化信息提取具有十分重要的意义。     

湖南宝山铜多金属矿床流体包裹体特征及氢氧同位素地球化学的初步研究

宝山矿床处于NE向钦杭成矿带与EW向南岭成矿带的结合部位,是湘南地区最大的铜多金属矿床,成矿斑岩主要为花岗闪长斑岩,其中铜钼矿体主要分布于花岗质岩体与碳酸盐岩接触带的矽卡岩中,铅锌矿体则分布于断裂破碎带和石炭系的层间裂隙带中。本文以宝山铜多金属矿床为研究对象,在详细野外调查的基础上,系统开展了镜下观察、流体包裹体显微测温、激光拉曼分析以及H-O同位素分析,进而对宝山矿床的成矿流体演化进行了初步研究,获得了如下认识:(1)该矿床成矿演化过程可分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、金属硫化物阶段及萤石-方解石脉阶段;(2)包裹体类型以富液相包裹体为主,成矿流体主要为H_2O-NaCl体系,含少量的CO_2,偶见含子晶包裹体;(3)矽卡岩阶段流体包裹体均一温度分布在430~550℃,主要集中在550℃以上,盐度范围为13.4%~21.98%NaC leqv;退化蚀变阶段的均一温度范围为211.8~395℃,在260~320℃和360~395℃出现两个峰值,盐度范围为3.71%~19.53%NaCleqv,该阶段围压由静岩压力向静水压力转变;金属硫化物阶段均一温度分布于156.7~323.1℃,主要为190~240℃,盐度范围为3.71%~19.84%NaC leqv;萤石-方解石脉阶段中的包裹体均一温度为100~266.5℃,主要集中于145~180℃,盐度分布在0.71%~18.3%NaC leqv。宝山矿床成矿压力介于23.8~169.9Mpa之间,利用静岩压力-静水压力梯度可得宝山矿床成矿深度约为2.25~6.29km,主要为4~6km;(4)退化蚀变阶段流体的37‰~7.47‰之间,δD_(H_2O)值介于3. 64‰;金属硫化物阶段和萤石-方解石脉阶段的δ~(18)O_(H_2O)值为-70‰~-δ~(18)O_(H_2O)值介于0.33‰~5.28‰之间,表明有大量的大气降水混入。因此,成矿流体从早阶段到晚阶段,由岩浆热液演变为大气降水,流体混合作用可能是矿质沉淀的主要机制。宝山铜多金属矿床是早期高温中高盐度流体向低温低盐度流体演化过程中形成的。     

皖东钱台子金矿床成因：流体包裹体及氢氧同位素约束

钱台子金矿床是一个产于皖东蚌埠隆起区东端的石英脉型小型矿床,矿体主要赋存于变质结晶基底五河岩群中,受张扭性断裂控制。本文通过对不同阶段石英进行系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及氢氧同位素分析,探讨了该矿床的流体来源及矿床成因。结果表明,钱台子金矿床流体包裹体有纯CO₂型、CO₂—H₂O型和H₂O—NaCl型3种,包裹体均一温度集中在286~385℃,w(NaCl, eqv)=4.80%~12.56%,平均8.29%;不同阶段石英的δ¹⁸O_V-SMOW变化范围为9.0×10^-3~15.2×10^-3,对应的δ¹⁸O_水变化范围为2.12×10^-3~9.70×10^-3;各成矿期流体密度集中于0.63~0.84 g/cm³之间,均一压力为163~178 MPa,成矿深度＜6 km;成矿早期流体属于中高温、低盐度、低密度的CO₂—H₂O—NaCl变质流体,后期有岩浆水参与。钱台子金矿床形成于扬子克拉通沿NW方向俯冲于华北克拉通之下的造山期后持续伸展背景下的拆沉作用和壳幔相互作用所导致的大规模岩浆活动。     

西藏隆子县恰嘎锑矿床流体包裹体及H、O、S同位素组成特征

西藏隆子县恰嘎锑矿位于藏南喜马拉雅特提斯造山带的中东部,属藏南江孜-隆子金锑多金属成矿带。综合研究该矿床的石英流体包裹体特征和H-O-S同位素的组成,发现其流体成矿过程包括:黄铁矿-石英阶段发育富液相包裹体(W型),均一温度集中在170～180℃,盐度w(NaCleq)为2.86%～7.17%,成矿压力平均为47.15MPa,成矿深度平均为1.57 km;石英-硫化物阶段主要发育富液相包裹体(W型),其次为CO2-H2O三相包裹体(C型),均一温度位于200～220℃区间,盐度w(NaCleq)为2.20%～5.11%,成矿压力平均为47.46 MPa,成矿深度平均为1.58 km。矿区总体上流体属含微量CO2气体的中低温、低盐度的NaCl-H2O热液体系。H-O和S同位素结果表明存在地幔流体参与成矿,其赋矿浅变质沉积岩地层也为成矿提供了部分成矿流体,以上研究证明,恰嘎锑矿属于多来源流体浅层中低温矿床。     

海南西南部抱伦金矿床流体包裹体及稳定同位素特征

抱伦金矿床的石英和方解石中的包裹体以气液包裹体为主,石英中舍大量CO2包裹体。成矿流体属Na（K）-Cl型。气相成分CH4、C2H6、H2S、O2、N2和心的含量反映属弱还原环境。液相成分中阴、阳离子分别以Cl^-、Na^＋为主,舍少量CO4^2-、F^-,Mg^2＋和Ca^2＋。Au在成矿流体中以AuCl2^-和Au（HS）2^-络合物的形式迁移。均一温度主要为160-350℃,属中温范畴。流体水的δ^18O和δD值分别为-3．4‰-＋9．8‰和-61‰-30‰,其来源主要为岩浆水与大气降水。石英的δ^18O值（＋10．4‰-＋15．5‰）与华南陆壳型花岗岩成因的钨、锡、稀有、稀土金属矿床一致。CO2和黄铁矿的C、S同位素反映C和S以花岗岩浆来源为主,少量来自志留系或更老的地层。综合分析认为矿床成因与印支期花岗质岩浆活动有关。     

吉东火山岩型金矿地质特征及流体包裹体研究

通过对主要金矿床的流体包裹体 ,S、C、H和O同位素特征研究分析 ,认为金成矿的物化环境 :温度为 15 6～ 2 84℃、压力小于 6 6 0× 10 5Pa (深度不超过 2km) ;成矿流体具有富含H2 O、SO2 - 4、Cl- 和高K+的特点 ,是岩浆热液和大气降水的混合流体 ;成矿物质主要来源于火山 次火山岩     

Ordovician Seawater Composition:Evidence from Fluid Inclusions in Halite

正Fluid inclusions in halite can directly record the major composition of seawater,however Ordovician halite is very rare.Ordovician is a key time during the evolution history.However there are no Ordovician seawater data reported except from the data from the halite from the     

Fluid Inclusions in Surface‐temperature Halite: Sample Preparation and Application

Paleo-temperature and paleo-environment can be interpreted from measuring homogenization temperatures of fluid inclusions within halite. In order to conduct such measurements, vapor bubbles within low-temperature fluid inclusion often need to be created through cooling process by using cooling stage or freezer. Proper cooling is critical for interpreting measured temperature data. We tested two common cooling methods, using heating/freezing stage and freezer, for studying fluid inclusions in halite precipitated in laboratory at conrtolled temperature of 25℃. While using the heating/freezing stage, halite samples were kept at-18℃ for 40–50 min; whereas for freezer, samples were stored at-18℃ for 1, 10, 20 and 40 days, respectively. By comparing the homogenization temperatures of the two cooling processes, we explored the detailed experimental processes and developed an optimal cooling nucleation procedure for homogenization temperature analyses of fluid inclusions within surface-temperature halite. The results show that the maximum homogenization temperatures from both methods approximate the actual brine temperature of 25℃. However, extended refrigeration time has noticeable influence on the results. The refrigeration time of the experiment can be shortened to meet requirements.     

The Relation among Synthetic Fluid Inclusions Homogenization Temperature of Halite,Air Temperature and Water Temperature under Natural Conditions

正A large number of fluid inclusions are formed in the crystal formation of halite,in which pure liquid phase ones supply a new method of paleo temperature inversion by means of cryogenic thermometry.In this study,we     

Hydrogen and Oxygen Isotope Reference Materials for the Analysis of Water Inclusions in Halite

Fluid inclusions represent a unique opportunity for a straightforward determination of the chemical and isotopic composition of fluids that composed the hydrosphere and atmosphere over Earth’s history. The production of reference materials in the laboratory is needed to monitor and to validate the determination of hydrogen and oxygen isotope compositions of water inclusions. We propose a protocol leading to the experimental synthesis of halite crystals that contain water inclusions whose δD and δ¹⁸O values can be related to those of surrounding evaporating waters where the crystals grew. Corrections to isotopic measurements were performed by applying an orthogonal projection of the raw data to the water evaporation trajectory line whose slope can be predicted by taking into account the parameters developed in the linear resistance model of Craig and Gordon (1965). Several hundreds of grams of halite reference material can be produced rapidly (within 2 d) at a low cost and can be stored within a vacuum desiccator at ambient temperature over several months or years. The described method is especially useful for the analysis of anhydrous salts and the interpretation of isotopic fractionations that operate within the surficial water cycle.     

古代石盐岩流体包裹体均一温度分析方法及古环境解释

由于石盐岩中的流体包裹体保留了其沉积时的古水温和组分信息, 一直是古环境和矿床地质研究中的重要工作, 但由于石盐岩易于塑性变形的特性, 给其研究带来很大困难。本文主要针对石盐岩流体包裹体均一温度分析方法, 从单一液相包裹体均一温度测试的冷冻条件和样品经历高温改造后测试结果的可靠性两方面进行了实验。实验结果表明: 在不发生明显的完全冷冻结冰情况下, 不同冷冻条件下形成气泡后均一温度差别不大(低于3.6℃)。然而, 一旦包裹体发生了完全结冰的现象, 其均一温度比冷冻至–18℃条件下可高出47.8℃。实验同时表明高温(110℃以上)会引起石盐流体包裹体的均一温度发生明显变化。没有受到高温影响和测试过程中的低温冷冻干扰情况下, 以低的升温速率获得的石盐中单一液相包裹体均一温度可以代表石盐形成时的古水温, 其与石盐沉积时的大气温度较为接近, 可用于古气候研究。     

东营凹陷平南地区火山岩中发现含石盐子晶流体包裹体及其对岩浆脱气的启示

本文报道在东营凹陷平南地区滨古斜15井火山岩岩心中发现含石盐子晶流体包裹体.流体包裹体赋存于石英闪长玢岩的石英矿物之中,经显微观察和-185℃低温原位拉曼光谱分析,确定子晶为石盐矿物.显微测温分析结果显示,原生包裹体的均一温度在359~496℃,流体的盐度为43.26%~54.51%.研究样品中5种类型流体包裹体共生,说明流体发生了不混溶作用.岩浆上升过程中温度和压力的降低导致流体发生强烈的不混溶作用,并促进岩浆脱气.由于富CO2流体以岩浆脱气的方式逃离岩浆,而高盐度流体作为脱气之后的残余流体保存在包裹体中,所以包裹体中以高盐度流体(NaCl-H2O体系)为主,而另一端元组分(富CO2流体)较少.含石盐子晶流体包裹体的发现证实平南地区岩浆中存在高盐度流体,研究结果表明该区的岩浆脱气过程与高盐度流体不混溶作用有关.这个发现对进一步了解岩浆脱气机制和中国东部无机成因CO2成藏有重要的启示意义.     

川西地区有机流体包裹体产状、组分及成因序次分析

川西地区三叠-侏罗系地层中的有机流体包裹体有6种赋存形式,3种主要相态。激光拉曼探针测试分析表明,包裹体的有机组分包括CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₈、C₃H₆、C₄H₆、C₆H₆等8种组分,非烃组分主要包括CO₂、H₂、H₂S、CO等4种。综合均一温度、盐度以及埋藏史、热史分析,有机流体包裹体可分为4个期次,是该地区油气生成、运移、演化以及不同成岩作用阶段共同作用的结果,对油气成藏规律有重要的指示作用。