CO_2 Density-Raman Shift Relation Derived from Synthetic Inclusions in Fused Silica Capillaries and Its Application

Abstract: The densities of CO2 inclusions in minerals are commonly used to determine the crystallizing conditions of the host minerals. However, conventional microthermometry is difficult to apply for inclusions of small size (< 5–10 μm) or low density. Raman analysis is an alternative method for determining CO2 density, provided that the CO2 density–Raman shift relation is known. This study aims to establish this CO2 density–Raman shift relation by using CO2 inclusions synthesized in fused silica capillaries. By using this newly-developed synthetic technique, we formed pure CO2 inclusions, and their densities were determined by microthermometry. The Raman analysis showed that the relation between CO2 density (D in g/cm3) and the separations (Δ in cm?1) between the two main bands (i.e. Fermi diad bands) in CO2 Raman spectra can be represented by a cubic equation: D (g/cm3)=0.74203(?0.019Δ3+5.90332Δ2?610.79472Δ+21050.30165)?3.54278 (r2=0.99920). Our calculated D value for a given Δ is between those obtained from two previously-reported equations, which were derived from different experimental methods. An example was given in this study to demonstrate that the densities of natural CO2 inclusions that could not be derived from microthermometry could be determined by using our method.     

次生油气藏成藏研究进展

对次生油气藏的含义、研究历程进行较全面的总结,并且对次生油气藏的成藏要素和研究技术方法进行了较系统的分析,认为断层是控制次生油气藏垂向分布的最主要的影响因素,总结了几种典型的断层成因的次生油气成藏模式;并且根据超压对油气运聚的影响提出超压封存箱内成藏模式和垂向叠置超压封存箱箱间次生成藏两种次生油气成藏模式。将次生油气藏的研究与流体包裹体技术联系起来,总结了利用流体历史分析技术(FHA)和油气成藏年代学研究次生油气藏的形成和演化。     

流体包裹体在油气地质地球化学中的应用

流体包裹体研究是油气形成和成藏定量化研究的重要手段。本文总结了油气藏中流体包裹体的地质地球化学意义及其在石油、天然气研究中的应用,探讨了烃源岩和储层流体包裹体在确定源岩演化、沉积环境、有机母质类型、成熟度、油气运移充填期次等方面的应用,指出目前流体包裹体油气地球化学研究应关注的几个前沿方向：①在流体包裹体分析实验技术中,单个包裹体分析技术在油气地质定量化研究中具有重要的作用;②通过有机包裹体自然剖面与模拟实验对比研究烃类流体运移分馏,为建立油气成藏过程地球化学示踪指标提供基础参数;③通过储层中不同期次有机包裹体的化学组成、同位素组成、生物标志化合物与圈闭中已经聚集成藏的油气地球化学特征的对比研究,确定圈闭中油气的成因、来源和充填过程;④有机包裹体成烃作用研究为碳酸盐岩生烃和深层油气成因理论提供依据;这些方向的研究成果为深化油气理论、提高勘探水平具有重要意义。     

金刚石与深部碳循环

深部碳循环是全球碳循环研究中不可或缺的部分。较之表层碳,人类对地球深部碳储库的储量、碳的迁移方式和交换量都缺乏清晰认识。作为来自地球深部的碳单质矿物,金刚石是研究深部碳循环的绝佳样品。近年来原位微区分析技术的突飞猛进为研究金刚石及深部碳循环提供了良好条件。文中对表层与深部碳交换、深部碳储库及金刚石矿物学性质进行了介绍,并通过金刚石及其包裹体的稳定同位素组成,探讨了金刚石的形成机制及含碳流体/熔体的性质与来源问题。     

延长探区下古生界马家沟组储层流体包裹体特征

流体包裹体研究在划分油气运移充注期次、确定油气藏形成时间等方面均有重要的应用价值.通过镜下观察流体包裹体的特征,划分类型,描述其特征,对与烃类共生的盐水包裹体进行均一化温度测试,并结合其他相关地质资料,认为延长探区马家沟组储层流体包裹体的均一温度集中分布在85~115℃范围内,包裹体捕获时的埋藏深度为2500~2800 m.结合盆地的埋藏史推测天然气成藏时间为晚三叠-早侏罗世.     

内蒙古额尔古纳地区431铀矿床地质特征与流体包裹体研究

为确定额尔古纳地区铀矿特征及成因类型,选择431铀矿床,在矿床地质特征研究基础上,对与铀矿化成因关系密切的硅化石英脉进行了流体包裹体显微测温.研究结果表明,431矿床产于印支期花岗岩与新元古代额尔古纳群变质岩接触带部位,受断裂构造控制明显,围岩普遍发育硅化、绿泥石化、水云母化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变现象,地表矿石中铀矿物主要为钙铀云母.硅化石英脉中含气液两相和含CO₂三相两种类型包裹体,对应的均一温度分别为132.2~301.5℃和322.5~408.9℃,平均值为247℃;盐度分别为12.65%~2.73%和4.04%~16.94%,平均值为8.18%;流体密度分别为0.76~0.94 g/cm³和0.60~0.78 g/cm³;成矿流体属中温、中低盐度、低密度的NaCl-H₂O-CO₂流体体系.利用相关公式估算该区铀矿的成矿深度介于0.4~1.7 km.431铀矿床属浅成中温热液矿床,成因上与花岗质岩浆作用有关.     

吉林省新华龙钼矿床流体包裹体

新华龙钼矿床位于中国东北地区吉林省东部,是一个新发现的斑岩型钼矿床。矿床产于花岗闪长斑岩中。矿床成矿阶段包括石英-浸染状辉钼矿、石英-网脉状辉钼矿、石英-黄铁矿-黄铜矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐化5个阶段。流体包裹体实验结果表明：流体包裹体的类型主要为气液两相包裹体,其次为纯气相和纯液相包裹体,还有少量含子矿物的多相包裹体。流体包裹体的均一温度为172～385 ℃,盐度(w(NaCl))为8.51%～45.44%。从早阶段到晚阶段成矿流体温度具有规律的演化,均一温度分别为360～390 ℃、270～350 ℃、250～260 ℃、220～230 ℃、170～190 ℃。其中:含子矿物多相包裹体均一温度为272～385 ℃,盐度为35.79％～45.44％,密度为1.07～1.08 g/cm³;气液两相包裹体均一温度为172～381 ℃,盐度为8.51％～23.36％,密度为0.70～0.99 g/cm³。激光拉曼光谱分析表明,包裹体的气体成分主要为CO₂、H₂O、N₂和CH₄。包裹体岩相学及测温表明,流体由早期的高温、高盐度、含二氧化碳的含矿流体在主成矿阶段发生流体包裹体的沸腾、CO₂逸出、温度降低等过程,导致大量金属硫化物沉淀。结合氢氧同位素特征,初步确定该矿床的成矿流体主要以岩浆水为主,后期有大气水的加入。流体沸腾是新华龙钼矿床成矿的重要机制。     

SH波上方垂直入射时界面附近椭圆夹杂与裂纹的动态响应

采用Green函数、保角映射等方法分析SH波上方垂直入射时弹性半空间中椭圆形弹性夹杂与任意方位裂纹的相互作用。首先,求解含椭圆形弹性夹杂的弹性半空间内任意一点承受时间谐和出平面线源荷载作用时的位移基本解,即Green函数,再结合裂纹切割法构造裂纹,得到SH波上方垂直入射时椭圆夹杂和裂纹同时存在条件下的位移场与应力场。作为算例,给出大量的数值结果,探讨不同参数情况下弹性夹杂周边动应力集中系数（DSCF）、地表位移及裂纹尖端动应力强度因子（DSIF）的分布规律,结果表明不同参数的变化会对三者的分布带来一定的影响。     

金川三矿地应力测量及应力状态特征研究

金川三矿位于金川矿区F17断层以东,是超基性贫矿。随着选矿和冶炼水平的提高,三矿区逐渐进入开采阶段。了解矿山深部的地应力状态可以为巷道开挖和支护设计提供科学依据。为此在三矿1 200 m水平进行了系统的地应力测量,以了解三矿区的地应力状态特征。现场测量采用改进的空芯包体应力解除法,共获得了7个测点的三维应力数据,并绘出了各测点不同法线方向的截面应力椭圆。测量结果表明,在井下约520 m深度,最大主应力量值约为17～21 MPa,属于中等应力水平。最大主应力方向分为NNW～NNE和NE～WE两组,与区域应力场基本吻合,但又表现出新的趋势方向,其原因可能是受三矿区内两条断裂的影响。部分测点最大主应力倾角超过20°,最大达-49°,以水平应力为主的矿区应力场特征发生改变。研究结果对矿山设计及施工具有重要意义。     

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。