红外显微镜在金属矿物流体包裹体研究中的应用

<正>流体包裹体学作为一门独立学科,已有上百年的历史,并取得了很多重要的研究成果。1984年,Campbell等人自行组装了第一台红外光学显微镜,实现了对金属矿物内部结构和流体包裹体的红外光学成像研究。1987年,Campbell等人将这项技术结合显微测温分析,应用于金属矿物流体包裹体热力学特征研究。近些年,美国、加拿大、澳大利亚、中国、日本、法国等国家的地质学家不断地开展金属矿物中     

峰峰矿区磁西三号勘查区地温异常分析

磁西三号勘查区详查阶段钻孔全部进行了井温测量工作,发现区内2、4号煤层处在高温热害区内,且同一水平地温变化较大,2号煤层-800m水平地温最大差值为5.1℃,显示勘查区可能存在地温异常。通过对钻孔测温资料的分析研究,确定本区地温梯度在1.8~2.6℃/100m,与峰峰矿区基本一致;高温区的出现是由于煤层埋藏深度加大和岩浆岩侵入带来的附加热效应而导致地温增加。结果认为,本区为正常地温背景下的高温热害区。     

藏南马扎拉金锑矿床成矿流体地球化学和成矿机制

马扎拉是藏南金锑成矿带内最具有代表性的金-锑矿床.为了更直接地了解该矿床的流体物理化学特征,探讨成矿流体来源、成矿机制及其矿床类型,本文对该矿床中主要载金矿物辉锑矿及石英中的流体包裹体进行了显微测温研究.流体包裹体岩相学观察表明,辉锑矿及石英具有近乎相同的4类流体包裹体类型:富液两相水溶液包裹体、三相CO2-H2O包裹体、纯CO2包裹体和纯H2O包裹体.红外显微测温结果显示,辉锑矿中流体包裹体均一温度(Th)峰值为180 ～ 210℃,盐度峰值介于2.5％～3.4％ NaCleqv,密度峰值在0.895～0.915g/cm3之间.石英中流体包裹体Th、盐度及密度均具有三个明显峰值,Th为270～300℃、225～255℃和180～ 210℃,盐度为4.3％～4.9％ NaCleqv,3.4％ ～4.0％NaCleqv和2.8％ ～ 3.4％NaCleqv,密度为0.895 ～0.915g/cm3、0.835～0.855g/cm3和0.775～0.795g/cm3.对比辉锑矿和石英中流体包裹体测温结果可见,辉锑矿中流体包裹体Th和盐度比石英偏低,而密度较石英偏高,表明含金石英可能先于辉锑矿从成矿流体中沉淀,且辉锑矿大量沉淀成矿时可能不断有较低温、低盐度和较高密度流体混入.辉锑矿及石英中流体包裹体水的δDH2o为-68.1‰～-108‰,δ18OH2o为-2.2‰ ～ 12.2‰,在δD-δ18O投影图上主要位于变质水附近,个别样品靠近大气降水,表明成矿流体为变质水与大气降水的混合.石英中流体包裹体的δ13C为-2.9‰～-3.5‰,平均值为-3.1‰,落入幔源碳同位素组成范围(δ13C=-5‰～-2‰)之内,说明CO2可能主要为幔源,而辉锑矿中流体包裹体的δ13C为-12.6‰,明显小于幔源碳同位素组成,说明在辉锑矿成矿过程中可能有少量地层有机碳加入.马扎拉金锑矿床成矿流体具有富含CO2、低盐度、低密度和中低温度的特征,与造山型金矿成矿流体相似.地质和地球化学特征显示马扎拉金锑矿床为喜马拉雅期陆陆碰撞造山型金锑矿.     

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。     

熔体包裹体分析技术进展

熔体包裹体是岩浆岩中矿物生长或结晶过程中捕获的少量硅酸盐熔体,成为地球深部过程的重要见证者。因此,有效识别其记录的岩浆演化信息显得十分重要。文章在前人对熔体包裹体研究的基础上,系统梳理其研究方法,总结了5步研究过程：① 利用偏光显微镜,开展详细的岩相学观察以识别具有代表性的熔体包裹体类型;② 为加热实验和成分分析制备样品;③ 利用高温热台,对熔体包裹体进行加热实验使其内部均一化,并测得捕获温度;④ 通过电子探针、二次离子探针、LA-ICP-MS、显微激光拉曼等技术对熔体包裹体中的主、微量元素、同位素以及挥发分组成进行分析测试;⑤ 熔体包裹体数据分析,与全岩成分和相关实验得出的流体成分进行对比。虽然熔体包裹体的研究经历了近百年的发展,但有效还原其代表的初始岩浆信息,仍然是当前研究的难点和热点。尤其是地球系统科学发展引发宜居地球深部过程的探讨,使得开展熔体包裹体分析新方法的探讨成为重中之重。     

流体包裹体方法在页岩气研究中的应用

自美国页岩气革命以来,中国油气勘探开发对页岩气的研究日渐重视,大量研究对中国陆域页岩气地质资源进行了评价和优选,但对页岩气的生成机理、富集机理、成藏时间和后期破坏等方面的认识仍十分有限。文章通过对比已有对页岩气储层中的流体包裹体的研究,总结流体包裹体在页岩气储层的应用方法、现状与发展趋势。目前对于页岩气储层的包裹体研究,主要使用显微测温方法,对流体包裹体的均一温度、盐度进行研究;结合激光拉曼光谱测试分析包裹体成分,进而模拟恢复其古压力条件,从而反映出页岩气的生成机理、成藏温压条件等。总体而言,中国目前对页岩气生烃机制和保存机制以及储层特殊性的重视程度仍然不够,流体包裹体研究有望成为解决这些问题的利器,需要对其开展更多的工作。     

哀牢山金矿带冬瓜林金矿床流体包裹体及硫同位素研究

流体包裹体和硫同位素研究可以揭示成矿流体特征和成矿物质来源,是探讨矿床成因的重要手段。冬瓜林金矿床位于哀牢山金矿带的镇沅金矿田,研究程度较低,矿床成因研究尚未系统开展。本文针对该矿床利用显微测温和硫同位素示踪,分别对两个金成矿阶段脉体中的流体包裹体和矿石中黄铁矿的硫同位素进行了测定,进而探讨其矿床成因。流体包裹体测试结果显示,流体体系为NaCl-H_2O体系;包裹体的均一温度主要分布于100~400℃(有160~190℃和280~310℃两个峰值),盐度集中于6%~9%,密度集中于0.7~0.8 g/cm3和0.9~1.0 g/cm~3,表明成矿流体为中低温度和低盐度的流体。硫同位素测试结果显示,两个金成矿阶段的δ~(34)S值分别集中于0~1‰和-4.7‰~3‰,整体上与该矿床最主要的矿石——煌斑岩型矿石的δ~(34)S值最为接近,且矿床中煌斑岩和金矿化关系最为密切,因此成矿物质可能主要来自与煌斑岩有关的幔源物质,但受到地壳物质的混染。综合上述结果认为,冬瓜林金矿床的形成可能与幔源含金流体有关,但有大气降水和围岩的加入,这一结论为揭示本矿床及哀牢山金矿带的矿床成因研究提供了重要依据。     

西藏雄村铜金矿床流体包裹体显微测温与特征元素测定

雄村斑岩型铜金矿床作为冈底斯成矿带西段一个重要的大型铜金矿床的代表,对其成矿流体方面的研究还较为薄弱。文章在野外地质观察的基础上,对岩体的石英斑晶和不同期次的石英脉体中的流体包裹体进行了岩相学观察、显微测温、拉曼光谱分析以及同步辐射X射线荧光微探针分析。岩相学观察显示,石英脉中流体包裹体主要为气液两相水溶液包裹体、含CO_2三相包裹体和含子晶三相包裹体。显微测温结果显示,早期石英硫化物脉体中流体包裹体均一温度范围为100~500℃,盐度w(Na Cleq)为0.35%~53.39%,晚期石英硫化物脉中流体包裹体均一温度范围为120~440℃,盐度w(Na Cleq)为1.39%~22.67%。拉曼光谱分析结果显示,矿化石英脉中流体包裹体发育CO_2、CH_4、N_2,有利于促进流体的相分离,不混溶气体的分离也有利于金属元素的沉淀。同步辐射X射线荧光微探针分析结果表明,石英闪长斑岩流体包裹体中富含成矿元素Cu和Au,在流体包裹体气相中,Mo、S、Fe、Mn、Hg、Ni、Tl、Cr、K等元素无一例外地相对富集,Zn、Pb、Rb、As、Br则优先进入液相。高温热液流体不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配。因此,雄村矿床成矿流体是直接从岩浆熔体中出溶的高温、高氧化性、高盐度的富含Cu、Au、Mo、Fe等元素的岩浆流体,成矿元素在流体出溶和分离各相中的不均匀分配是成矿元素最终富集成矿的关键因素。     

国外断裂研究中包裹体测温技术的某些应用

综述了国外地学工作得在断裂构造带研究中利用流体包裹体测温技术的情况。研究表明运用包裹体测温技术既可获得断裂充休活动更直接上判别中朝克拉通与扬子克拉通碰撞过如流体的成分、温度、压力、密度盐度等,又可深入了解断裂构造活动的某些特点,如断裂构造的形成环境、演化过程及构造活动对流体组分和特点的影响。     

甘肃寨上金矿床成矿流体性质与成矿作用探讨

位于西秦岭成矿省礼（县）-岷（县）成矿带西段的寨上金矿床,是近年发现的一个大型微细浸染型金矿。对矿床流体包裹体的研究表明,热液石英脉及方解石脉中两类流体包裹体主要是水溶液包裹体和含CO2包裹体。流体包裹体均一温度一般介于110—300℃,240℃为主成矿阶段温度峰值。从热液作用的旱阶段到晚阶段,具有成矿温度递减、盐度升高的趋势,两者呈负相关性变化,指示流体发生过不混溶作用。流体密度集中变化于0．8—1．0g／cm^3之间,压力及成矿深度略大于邻区同类矿床。成矿流体是以“盐水-CO2-CH4”为主要组分的热液体系,流体包裹体气相成分以H2O和CO2为主,次为N2、CH4等有机还原性气体,液相成分中Na^＋、Ca^2＋远高于其它金属阳离子,阴离子以SO4^2-、Cl^-为主,NO3^-和F^-。寨上金矿床成矿流体总体表现为中低温、低盐度、低密度且富含碳氢化合物组分的热液。从成矿流体性质及其演化来看,深源热液参与可能对金的活化迁移起到重要作用,构造体制转换使流体稳定体系发生改变而造成金的富集成矿。