讲课7-流体地质学-第六章

c表示整个裂隙中流体刚好处于沸腾状态，此时包裹体的形
a成.断温裂度中就沸点是以均下一的温流度体；，b不.断必裂进中沸行点压以力下校的正分层。流体；c.断裂中正

好d是处于c的沸腾特状殊态情的形流体，；在d包.包裹裹体体上上方方的裂流隙体发中生流沸体腾发；生e.包了裹沸体腾的和压
力几乎等于流体静压力；f.张开的裂隙中的流体沸腾；g.包裹体的压力
第六章 流体包裹体温压计
Chapter 6 Estimation for T-P of Fluid inclusion
• 独立温压计方法 • 等容线相交方法 • 沸腾包裹体方法 • 子矿物温度方法
样 主 分 相 相 大小 形 颜 相 充 丰 素 备
号 矿 布 态 组 μm 态 色 比 填 度 描 注
• 捕获温度？ • 捕获压力？
捕获位置？ 1. 确定一条等容线！ 2. 等容线上某一点！
流体包裹体温压计
根据限定流体包裹体捕获位置的不同条件，形成了 根据流体包裹体资料估算捕获温度和压力的4种基 本方法。
1. 独立温压计方法 2. 等容线相交方法 3. 沸腾包裹体方法 4. 子矿物温度方法
1. 独立温度计方法
例如，在薄片中同时见到了纯
CO2包裹体和纯H2O包裹体，并
A
证明二者是同时捕获的。测得纯
H2O和纯CO2包裹体的均一温度 分别为167℃和11℃，由此获得
的密度分别是0.900g/cm3和
0.810g/cm3，于是在H2O和 CO2体系联合P-T图解上，这两 个包裹体的等容线相交于A点，
从而获得包裹体的捕获压力为
利用其他独立温度计或压力计得到流体捕获的温度 或压力，在等容线上确定一个特定的位置，再求捕 获的压力或温度。
独立的温度计或压力计包括了各种可能指c 示主矿物
v
形成温度或压力的方法（矿物共生组合、矿物成分、 稳定同位素组成等温度计或压力计）。如根据上覆 岩层的厚度转换成为静岩is压pc力hor，e 根据海水的深度转 换成为海底的静水压力，硫同位素和氧同位素温度 计，二长石温度计，角闪石温度计和压力计。
g中岩石是塑性的，包裹体形成时的压力为静水压力+静岩 压力。
h中，包裹体的压力为静岩压力或大于静岩压力。
几点结论： • 地质压力一般是由静岩压力和流体静压力所组成的。 • 均好a.断处匀裂于流中沸体沸腾点状的以态压下的力的流流体是体；由；d.包其b.断裹温裂体度中上沸方和点的密以流度下体的发决分生定层沸的流腾体；。；e.包c.断裹裂体中的正压 • 沸力几腾乎流等体于流的体压静力压力就；等f.张于开这的种裂隙流中体的在流体沸沸腾腾温；g度.包时裹的体的蒸压气力压。
4. 子矿物温度方法
当石盐的最后溶解温度高于气泡的消失温度时，这一 温度是最接近包裹体的捕获温度的，其准确性取决于 石盐形成与饱和状态的差距。
利用高盐度包裹体估算捕获压力，最关键的是确定包 裹体的盐度，获得相应盐度的 NaCl 液相线（S+L / L）， 以得到其与等容线相交的位置；再在相应盐度的等容 线图解上根据捕获温度确定捕获压力。
这时的均一温度就是捕获温度， 相应的流体最小蒸汽压力就是 捕获压力。
3. 沸腾包裹体方法
沸腾包裹体可以作为理想的地质温度计！——必须正 确确定流体包裹体的捕获是在流体发生沸腾的情况下： 需要确定存在沸腾包裹体群。
造成不同类型流体包裹体共存还可以是由于颈缩、渗 漏及不同时期形成的流体包裹体叠加造成的假象，识 别它们常常也会出现困难。
气等化于，静这岩相压力当与于流热体泉静压不力断之喷和出；地h.包表裹的体情的形压力。近于静岩压力。
e表示刚性岩石中的闭合裂隙，包裹体形成时的压力相当于 流体的静压力H加上由于热液收缩产生的压力。
f是流体在断裂作用下发生沸腾，裂隙空间体积增加，压力 降低引起的，这时所捕获的流体包裹体的压力相当于此温度 时的蒸气压。
5. 不同时期捕获FI所对应的压力条件
a表示热的流体沿着一个张开的裂隙上升，伴随着压力降低 而膨胀。包裹体中流体的温度、成分、密度与整个流体是一 致的，其压力由相应成分流体的密度和流体柱的高度决定， 这时流体处于沸点以下。
b表示充填在断裂中处于沸腾点以下的分层流体（淡水和盐 水）。盐度增加或温度降低都能引起流体密度的增高，因此， 上部较冷、较淡的地下水的整体密度与下部较热、较咸的流 体的密度可能相同，a和b的压力一致。
118MPa,捕获温度为237℃。
2. 等容线相交方法
使用这种方法的难度来自两个方面：
a) 同时捕获的两种流体包裹体的等容线必须具有不同 的斜率，可以发生相交。相交角度越大，精度越高。
b) 有些具有重要地质意义流体（混合充分）的PTVX的 热力学相平衡资料不完备，造成不易求得等容线而 使运用受到限制。
包裹体B受热时也沿L-G-S曲线演化，在400℃时石盐子矿物和气泡 同时消失，在这个温度下的饱和NaCl溶液含46wt%NaCl，其压 力为18.2MPa（捕获时的最小压力），真正的捕获温度和压力位 于从B点沿着等容线上升的曲线上。
包裹体C加热时先沿L-G-S曲线变化，在310℃和6.64MPa时气相 先消失，继续加热，沿图中的点线前进，在400℃时子矿物消失， 这时的压力，即最小捕获压力大约为65MPa。包裹体真正的捕获 温度和压力在从C点出发的等容线上。
88 ℃
等容线图
例如一组富液相的包裹体得到其峰值的盐度为10 wt% NaCl，均一 温度的峰值为200℃，从其他独立的方法得到捕获压力为1kb （1×108 Pa），则根据等容线图和压力校正图，分别得到捕获温 度为270℃和288℃。
2. 等容线相交方法
如果存在同时捕获的两种不同成分的流体包裹体，且 其等容线具有不同的斜率，则两条等容线在P-T图解中 的相交位置可以唯一地确定它们捕获时的温度和压力。
通常共生的沸腾包裹体群具有相同或相近的均一温度 范围，同时出现在同一分布的包裹体群中，两类流体 包裹体的成分落在T-X 相图相同均一温度对应的不混溶 曲线上。
美国Arizona东南部与 多金属矿化有关的 Stronghold花岗岩体晶 洞中石英晶体内的沸腾 包裹体组合
4. 子矿物温度方法
常温下含有子矿物的高盐度 包裹体，加热时可出现三种 均一方式：
（1）子矿物先消失，然后气泡 消失（图中A）；
（2）子矿物和气泡同时消失 （图中B）；
（3）气泡先消失，子矿物后消 失（图中C）。
假定这三个高盐度的包裹体都是 在400℃时达到完全均一。
4. 子矿物温度方法
包裹体A受热时沿液相-气相-固相（L-G-S）曲线演化，如果石盐 子矿物首先在158℃（Ts）时熔化消失，则包裹体内形成了相当于 30wt%NaCl的饱和溶液。继续加热，包裹体就会沿30wt%NaCl 液-气（L-G）曲线演化，直至气泡在400℃时消失，均一时的压力 （最小捕获压力）为22.2MPa，包裹体的捕获温度和压力位于以 A点出发的等容线上。
等于静岩压力与流体静压力之和；h.包裹体的压力近于静岩压力。
6. 捕获深度的估算方法
流体的捕获深度和压力有关。压力和深度之间的基本关系式如下： ������ = ������. ������. ������
������压力，������深度，������重力加速度，������上覆物质密度 这里的变数是上覆物质的密度 ，取决于流体是处于静水压力状态
即在均一温度上加上一个根据压力校正得到的补充温 度值，而习惯于称为压力校正方法。
最经典和实用的方法是PotterⅡ（1977）做出的不同 浓度 NaCl 水溶液的均一温度与压力关系校正图：只 要可以得到捕获的压力，就可以根据 NaCl 含量和均 一温度求得ΔT，得到捕获温度。
压力校正图
270℃
c v
例如：测得某样品石英 颗粒中气液两相包裹体 的Th值主要范围为 220-230℃，已知该类 包裹体的盐度为 2wt%NaCl。利用共生 闪锌矿压力计求得 Pf=1kb(1×108Pa)。估 算Tf，记录步骤和结果。
1. 独立温度计方法
压力校正方法
获得均一温度求捕获温度，相当于： Tf = Th +ΔT
小结（Summary）
流体包裹体温压计的优缺点 四种基本温压计方法的应用条件 流体捕获深度估算需要依据流体的捕获状态而定
物类类合
例 度(F)
图
型型
(Vo
l%)
定义
流体包裹体
分类
不同体系流体 包裹体的相变
完全均一温度（Th）、子矿 物溶解温度（Ts）和部分均
一温度（如ThCO2），
均平衡实验资料 • 状态方程
• 捕获温度？ • 捕获压力？
• 盐度（成分）、密度 • 了解流体的捕获状态 • 等容-等组分路径及其变化
还是静岩压力状态。静水压力状态下，流体的密度为1g/ cm3， 而静岩压力状态下，取决于上覆岩石的平均密度，大陆岩石的平 均密度是水的2.7倍，通常采用这个密度值来进行估算。因此
������ ������������������ ������ ������ = 0.0981 × 1 ������������ 2.7 当流体处于沸腾状态时，则可以直接根据流体包裹体得到的流体 密度进行估算，其密度肯定小于 1。
3. 沸腾包裹体方法
沸腾包裹体 由于压力释放或温度升高引起 流体沸腾，流体分出稠密的液 相和稀疏的气相（出现不混溶 相），这时流体在不混溶线上 或附近发生捕获，捕获的包裹 体有以下几种类型：
纯气相流体包裹体； 纯液相流体包裹体； 气液两相流体包裹体（充填度介于
纯气相FI和纯液相FI之间）。