热液矿床中不透明矿物的流体包裹体研究进展

脉石矿物中流体包裹体所提供的有关流体与成矿的物理化学条件不一定代表成矿时的实际流体和成矿条件,最好的办法是直接测定矿石矿物捕获的包裹体。红外显微镜的运用开拓了不透明矿物中流体包裹体研究的新领域。文章对红外显微镜工作的基本原理及设备做了简要的综述,重点介绍了不透明矿物中流体包裹体岩相学、显微测温以及成分分析研究,并举例说明了不透明矿物流体包裹体在W-Sn矿床以及其他矿床研究中的应用,最后指出了不透明矿物中流体包裹体研究尚且存在的问题、部分解决方法,并简单展望了其在中国的发展前景。     

不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究：进展、存在问题与解决方案

流体包裹体是古地质流体的唯一直接记录,为反演地质过程涉及的物理化学条件等提供了最为重要的证据。流体包裹体是研究热液矿床成矿流体最有利手段,常规的测试对象为透明的脉石矿物,而矿石矿物中的流体包裹体更为直接、准确地记录了成矿流体信息。大多数矿石矿物在显微镜透射光下不透明,其捕获的流体包裹体研究需要使用配备有红外成像系统的显微镜进行。近20 年来,不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究获得了长足的进展,但其中仍有一些问题尚未解决,制约了该方法的应用;同时,国内该研究领域正处在起步阶段,多个实验室已安装了红外测试仪器,但尚未开展系统的研究工作。因此,需要对该研究领域进行综述,探讨存在的问题,以促进该研究方法的发展。本文首先介绍了红外显微镜仪器工作原理及样品制备注意事项,阐述了影响不透明矿物红外透明度的因素,讨论了红外显微测温研究中的主要问题和难点,并针对测温过程中相变观察困难、红外光可能影响测温结果等问题提出可行的解决方案,最后论述了红外显微测温系统在矿床学领域的应用前景。     

闪锌矿流体包裹体显微红外测温及其矿床成因意义——以云南会泽超大型富锗银铅锌矿床为例

显微红外测温是利用红外显微镜研究不透明半透明矿物的流体包裹体丰度和分布特征,并与冷热台相结合进行流体包裹体显微测温分析的一种有效的新技术。云南会泽超大型富锗银铅锌矿床是分布于川滇黔接壤区典型的会泽型(HZT)铅锌矿床。本文以该矿床的闪锌矿、方解石流体包裹体为例,应用显微红外测温技术发现闪锌矿中发育大量流体包裹体,按其相态可分为6类:纯气相(V)、富液相气液两相(L+V)、富气相气液两相(L+V)、纯液相(L)、含子矿物三相(L+V+S)、含CO₂三相(L_CO2+L_H2O+V_CO2)包裹体,而在热液方解石中仅发现富液相气液两相(L+V)、纯液相(L)包裹体。闪锌矿中的流体包裹体均一温度集中在2个区间:150~221℃和320~364℃;而盐度变化范围较大,主要集中于3个区间:12.0%~18.0%、5.0%~11.0%、1.1%~5.0%。不同世代闪锌矿流体包裹体均一温度大致反映成矿流体演化的全过程,而方解石流体包裹体均一温度主要反映成矿流体演化的中晚阶段,而且与脉石矿物(方解石)共生的闪锌矿流体包裹体均一温度也高于方解石包裹体均一温度;反映了闪锌矿流体包裹体较方解石更能反映成矿流体的信息,进一步揭示从早成矿阶段到晚成矿阶段,成矿流体大致经历了中高温-中盐度→中低温-中盐度→中低温-中低盐度的演化过程。通过压力校正后的流体包裹体捕获温度反映了早成矿阶段成矿流体呈中高温,进一步证实了该矿床并非低温矿床。通过矿床对比研究,不仅反映了该矿床明显不同于典型的MVT铅锌矿床,而且表明了显微红外测温技术为该类矿床成矿流体p-T-x条件及矿床成因的研究提供了新方法与途径,并将在金属矿床成矿流体的研究领域发挥重要作用。     

苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用:大陆板块汇聚边界的成矿作用

榴辉岩型钛矿床是重要的钛矿床类型之一。苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用以金红石型钛矿床为主,其中金红石以变质矿物中的包裹体、晶间颗粒或脉状形式出现。富钛石榴子石是金红石包裹体出溶的初始矿物。岩石地球化学研究表明,有利于金红石成矿的榴辉岩为高钛榴辉岩,其源岩为富钛基性岩。利用红外显微镜对金红石进行的流体包裹体研究表明,金红石中主要存在三类流体包裹体,即型H2O溶液包裹体、型CO2-H2O包裹体和型CH4包裹体,其中I型原生和假次生流体包裹体和型流体包裹体反映出的压力范围为0.6~1.3GPa,与榴辉岩角闪岩相退变质作用的压力相当,说明与这类金红石形成有关的变质流体源于榴辉岩退变质作用所释放的水。苏鲁地区超高压榴辉岩是华南—华北板块碰撞的结果,巨量陆壳物质俯冲—折返形成了多样式的高压—超高压岩石,与此同时也发生了以金红石为主要矿石矿物的钛成矿作用。综合矿物学、岩石学、地球化学等研究,我们提出大陆板块汇聚边界的钛成矿作用应该经历了原岩的初始富集、陆壳物质俯冲过程中钛的成矿作用、俯冲板块折返过程中钛的成矿作用和流体阶段的金红石成矿作用四个主要成矿阶段。     

雪峰弧形构造带中段典型金锑矿床成矿流体对比研究

古台山矿床和龙王江矿床是雪峰弧形构造带中段颇具代表性的石英脉型金锑矿床。古台山金锑矿床位于白马山复式岩体的外接触带,而龙王江金锑矿床则距离白马山岩体较远。本文从流体包裹体和氢氧同位素研究入手,讨论了成矿流体的特征、来源及其与成矿的关系。流体包裹体岩相学观察和显微测温表明,古台山矿床成矿期石英中包裹体以气液水两相包裹体和CO2-H2O三相包裹体为主,均一温度集中在199～298°C,盐度集中在2.07%～11.46%NaCleqv;龙王江矿床成矿期石英中包裹体以气液水两相包裹体为主,均一温度集中在164～238°C,盐度集中在1.40%～8.41%NaCleqv。氢氧同位素研究表明,古台山矿床成矿流体来源主要为岩浆水和变质水的混合流体;龙王江矿床成矿流体主要来源于变质水。根据流体包裹体岩相学观察,结合显微测温,认为流体不混溶是导致古台山矿区矿质沉淀的主要机制;而龙王江矿区矿质沉淀很可能是温度和(或)压力的变化,或大气降水的加入(混合)所导致。     

陕西山阳庙梁金矿地质特征及流体包裹体研究

庙梁金矿床位于南秦岭柞水-山阳矿集区的中心地带,为了查明庙梁金矿成矿流体特征、金的沉淀机制及矿床成因,对该矿床不同成矿阶段脉石矿物中的流体包裹体进行了详细的岩相学、显微测温、激光拉曼光谱分析研究并与周边典型金矿床特征进行了对比.结果 表明,该矿床包裹体类型丰富,成矿早阶段主要为H2O-NaCl型包裹体(Ⅱ型)、部分H2...     

江苏省新沂市小焦榴辉岩型金红石矿床的特征及成因初探

江苏小焦榴辉岩型金红石矿床是苏鲁超高压变质带中发现的品位最富、连续宽度最大的大型矿床,它与超高压变质榴辉岩密切相关。矿体主要赋存在含金红石的块状榴辉岩中,呈似层状、长条状和透镜状产出。地球化学特征表明榴辉岩的原岩为来自上地幔或壳幔过渡区的基性至超基性岩。金红石在矿石中主要呈包裹体、粒间充填、蚀变残余、热液充填4种赋存形式,分别代表了4个不同的形成及演化阶段。电子探针分析结果显示,在高压、超高压变质作用期间,富含Na的深部流体对金红石的成矿可能起了重要的作用。研究表明该矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床,在成因上与超高压变质作用有关,类似于挪威的Engebfjellet、俄罗斯的Shubino矿床和意大利的PianPaludo矿床,而不同于中国已知的主要金红石矿床。此外,通过本次研究以及对普查和勘探资料的总结,提出了该类矿床的主要找矿标志。     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

新疆哈密小白石头钨钼矿床流体包裹体及矿床成因

新疆哈密小白石头钨钼矿床位于中天山地块,是北疆代表性的钨钼矿床,但人们对其成矿流体性质和矿床成因类型了解得很少.矿床地质研究表明,矿体主要产于三叠纪黑云母花岗岩与蓟县系卡瓦布拉克群碳酸盐岩接触带,根据穿插关系和矿物组合,成矿阶段可划分为干矽卡岩、湿矽卡岩、氧化物、硫化物和碳酸盐5个阶段,白钨矿和辉钼矿分别形成于氧化物和硫化物阶段.流体包裹体显微测温结果表明,成矿早期（干矽卡岩阶段）流体为中高温、中高盐度的NaCl-H₂O-CO₂体系,成矿晚期（碳酸盐阶段）演变为低温、低盐度的NaCl-H₂O体系.小白石头矿床为矽卡岩型钨钼矿床,流体包裹体特征指示流体混合及降温可能是矿质沉淀的主要机制.      

西藏班-怒带西段荣那铜（金）矿床流体包裹体特征及矿床成因

荣那铜(金)矿床是班公湖-怒江缝合带西段新发现的矿床,是多龙矿集区的重要组成矿床之一,已探明储量达大型规模,具有超大型矿床的成矿潜力。荣那铜(金)矿床矿石矿相学与岩相学研究显示其具有典型高硫化型浅成低温热液型矿床的矿物组合(明矾石、硫砷铜矿等)和矿化蚀变特征。通过资料收集与野外观察,本文将荣那铜(金)矿床的成矿过程划分为石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段与碳酸盐阶段,其中石英-多金属硫化物阶段为主成矿阶段。为查明该矿床的成矿流体特征,进一步确定矿床成因类型,对取自深部矿石中的石英脉(均为主成矿阶段含黄铁矿、黄铜矿石英脉)开展了流体包裹体的岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明,上述矿物中主要发育富液相、富气相和含子矿物三相包裹体;富液相包裹体的均一温度与盐度分别为:80~440℃和4.63%~11.95%NaCl eqv;富气相包裹体的均一温度和盐度分别为:320~440℃和5.55%~10.74%NaCl eqv;含子矿物三相包裹体的均一温度与盐度分别为200~400℃和29.4%~32.56%NaCl eqv;富液相与富气相包裹体的气体成分除少量N2外,气体成分均为H2O。综合分析认为,荣那矿床成矿流体发生了强烈的沸腾作用,流体沸腾作用是该矿床的重要成矿机制。可见,荣那矿床具有高硫型浅成低温热液矿床的矿物组合及蚀变特征,但主成矿阶段石英脉流体包裹体特征与典型斑岩型铜(金)矿床的流体包裹体特征相似。因此,推测荣那高硫型浅成低温热液铜金矿的深部存在斑岩型铜金矿化,该矿床应属浅成低温热液型-斑岩型铜金矿床。     

红外显微镜红外光强度对测定不透明矿物中流体包裹体盐度的影响：以辉锑矿为例

红外显微镜是研究不透明矿物中流体包裹体的重要手段,但红外光发热可能对不透明矿物中流体包裹体的盐度和均一温度测定有影响。本文以辉锑矿中流体包裹体为例,系统评价了红外光强度对测定辉锑矿中流体包裹体冰点的影响。结果表明,红外光强度对辉锑矿中流体包裹体的冰点测定有显著影响,导致过高估计流体包裹体的盐度,并提出了解决这一问题的方法。     

江西金山金矿床成矿流体地球化学及矿床成因讨论

对金山韧性剪切带型金矿床石英及方解石中流体包裹体的研究表明:成矿流体具有中低温、低盐度和低密度的特征;富含Ca2 ,Mg2 ,SO42-,CO2等;主要来源有变质热流体、富含有机质的大气降水形成的热流体和深源流体;流体的性质在时间和空间上都有一定的变化,矿床的形成主要是两期流体成矿作用的结果,是热液与构造的耦合;不同种类流体的混合、单一流体不混溶分离作用和盐水体系中有机质的参与是矿床形成的关键因素.     

黑龙江磨石山铜多金属矿床流体包裹体研究

磨石山铜多金属矿床位于小兴安岭—张广才岭成矿带、磨石山—红星铜多金属矿集中区内。对该矿床主矿体含矿石英脉石英矿物的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和单个包裹体气液相成分激光拉曼探针分析研究表明,流体包裹体类型分为Ⅰ型含CO2包裹体、Ⅱ型CO2包体及Ⅲ型气液两相包裹体,均一温度变化为205.9℃～297.6℃,流体盐度变化为2.2～9.2wt%(NaCl);该矿床成矿流体为一含CO2、中等盐度的NaCl--H2O--CO2体系流体。成矿流体的不混溶(沸腾)作用是铜、钼多金属矿化富集的重要因素。该矿床成矿压力为75～110MPa,成矿深度为2.5～3.7km,反映矿化形成于中等深度,矿床属中温岩浆热液矿床,成矿作用与晚侏罗世古太平洋板块的俯冲作用有关。     

东天山小尖山金矿床成矿流体特征及成矿模式探讨

小尖山金矿床产于东天山康古尔韧性剪切带南缘,对该矿床流体特征和矿床成因类型了解较少。矿区普遍发育低绿片岩相变质,矿床由多条走向为100°～120°的陡倾斜蚀变岩型矿体组成,金平均品位3.11×10^-6～24.99×10^-6;成矿过程可划分为3个阶段:(1)黄铁矿-磁铁矿-绿泥石-绢云母-石英阶段;(2)黄铁矿-黄铜矿-自然金-石英-绿泥石阶段;(3)石英-方解石-贫硫化物阶段。本文通过对矿床不同成矿阶段石英脉内发育的流体包裹体进行了岩相学、显微测温与氢氧同位素研究分析,发现矿床主要发育H₂O-CO₂及气液两相流体包裹体,从早至晚成矿过程中流体内CO₂包裹体逐渐减少,气液两相包裹体内气液比逐渐减小。各成矿阶段包裹体显微测温结果表明,从早至晚成矿流体均一温度分别为216.9～396.4℃、183.1～319.2℃与145.1～220.8℃;成矿流体盐度分别为1.40%～10.11%NaCleq、1.91%～11.22%NaCleq与1.63%～6.74%NaCleq,成矿流体属于中...     

A TEM Study on Fluid Inclusions in Coesite-bearing Jadeite Quartzite in Shuanghe in the Dabie Mountains

Fluid inclusions at a nano to sub-micron scale in quartz from jadeite quartzite at Shuanghe, Dabie Mountains, have been investigated by using the transmission electron microscopy (TEM). Most fluid inclusions are spherical or negative crystal shaped, forming wide swarm-like trails. The TEM reveals that the relationship between coesite and the host quartz is syntaxic and provides strong evidence of the occurrence of high-salty fluids at peak metamorphic conditions. The fluid inclusions are often connected to dislocations, which are undetected at the scale of optical microscopy. Non-decrepitation leakage of fluid inclusions may occur by pipe diffusion of molecule H2O or CO2 along dislocations from the inclusions into the host quartz, thus leading to original inclusion density and composition changes. It should be taken into full account for the correct petrological interpretation of micro-thermometric results.     

内蒙古哈什吐钼矿床熔融-流体包裹体特征及硫同位素组成

哈什吐钼矿床是近年来在大兴安岭中段地区新发现的矿床,矿体产出于花岗岩体内,是一个与酸性岩浆作用密切相关的内生金属矿床.矿床金属矿物组成主要为辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等.包裹体研究表明包裹体类型主要为液体包裹体(Ia型)、气体包裹体(Ib型)、含子晶包裹体(Ic型)及熔融包裹体(II型)构成.不同类型包裹体共存产出表明这些包裹体大都经历了流体沸腾作用.包裹体均一测温表明流体包裹体均一温度主要变化于250~500 ℃,熔融包裹体均一温度集中变化于750~950 ℃.计算得到流体盐度、压力和密度变化范围分别为1%~49% NaCl eqv、5~100 MPa、0.7~1.1 g/cm3.包裹体研究表明哈什吐钼矿床成矿流体为一种高温度、高盐度、高压力、中高密度且含一定量CO₂的流体,该流体可归属为H₂O-NaCl-CO₂-SO₄2-体系.硫化物的δ34Sv-cdt(‰)变化范围为0.4‰~3.8‰,计算得到成矿流体的δ34S_H2S(‰)变化范围为1.1‰~4.7‰,硫同位素组成表明成矿作用与深部岩浆作用有密切联系.矿床成矿流体演化过程发生了流体沸腾和混合作用,显著的减压沸腾作用是造成成矿体系发生大量硫化物沉淀的主要机制.哈什吐钼矿床的发现对该区寻找岩浆热液型的内生多金属矿床具有重要的启示意义.该区找矿勘探应重视岩体与不同岩性岩石及构造带的接触部位以及岩体与构造断裂交汇的部位.      

Characteristics of fluid inclusions and metallogenic mechanism of the Longshang skarn type tin polymetallic deposit in eastern Hunan Province,ChinaSCIEI北大核心CSCD

矽卡岩型锡矿是全球重要的锡金属来源,但是锡石沉淀成矿机制仍存在较大的争议。垄上矽卡岩型锡矿床位于湘东锡田锡多金属矿田中部,是南岭钨锡成矿带内矽卡岩型锡矿的典型代表。本文在野外考察、矿石矿相学、流体包裹体岩相学研究的基础上,采用流体包裹体组合法对垄上矽卡岩矿床不同矿化阶段代表矿物中的流体包裹体进行了详细研究。结果显示,垄上矽卡岩型多金属矿床成矿阶段可划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、云英岩-氧化物阶段、石英硫化物阶段以及萤石碳酸盐化等5个阶段,其中,锡石主要形成于云英岩-氧化物阶段。与锡石密切共生的石英中发育流体包裹体类型主要为富液相、富气相两相水溶液包裹体,含液相CO_(2)三相水溶液包裹体和纯CO_(2)型包裹体。流体温度和盐度具有较大的变化范围(200-400℃和2%-9%NaCleqv),指示流体在降温过程中经历了显著的不混溶。与硫化物共生的石英中主要为富液相两相水溶液包裹体,温度和盐度主要集中在190-261℃和3%-7%NaCleqv,指示流体冷却过程同时经历了流体混合。本次研究提出锡田矽卡岩型矿床中流体不混溶是导致云英岩-氧化物阶段锡石沉淀成矿的主要机制,而流体冷却和混合是导致硫化物沉淀的主要原因。     

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.