作业-矿床地球化学

包裹体包裹体，有的简称为包体。

包体是指矿物形成过程中被捕获的成矿介质。

它相当完整地记录了矿物形成的条件和历史，是矿物最重要的标型特征之一，可作为译解成矿作用，特别是内生成矿作用的密码主矿物主矿物是圈闭流体包裹体的矿物，几乎与所包含的包裹体同时形成子矿物正矿物生长过程(或之后)捕获(或沿裂隙浸入)的成矿流体(或熔体)被圈闭在晶体缺陷、窝穴(或愈合裂隙)中与主矿物有相界的物质称为矿物中包裹体,其中的内含物随物理化学条件变化出现的盐析物(固相)谓之子矿物。

负晶形包裹体负晶形包裹体是矿物中常见的一种包裹体。

即：在晶体生长过程中因晶格位错等缺陷产生的空穴被高温气液充填后又继续按原晶格方向生长，形成与宿主矿物晶体形状（宿主矿物：含有包裹体的宝石矿物）相似的孔洞，这种由气液充填的形态与宿主矿物晶体形状相似的孔洞称为负晶或空晶，所形成的包裹体称为负晶形包裹体。

充填度指包裹体或者富气包裹体中，液相所占的整个包裹体的体积比即为充填度。

均一温度室温下呈两相或多相的包裹体，经人工加热，当温度升高到一定程度时，包裹体由两相或多相转变成原来的均匀的单相流体，此时的瞬间温度称为均一温度，一般认为代表矿物形成温度的下限，经压力校正后可获得近似的矿物形成温度（包裹体的捕获温度）盐度指包裹体中溶解于溶液中的卤化物的质量与液体质量百分比。

1、试述均一法测温的原理均一温度：均一法（高温-低温）是流体包裹体测温的基本方法。

其均一过程有两相水溶液包裹体中液-气相的均一作用和不混溶的H2O-CO2 包裹体的均一状态。

液相和气相的均一过程有三种模式：①均一到液体状态（L+V→L）室温下加热时气相逐渐缩小至最后消失，均一到液相，此时的温度称为均一温度；当温度下降则气相又重新出现，说明包裹体内原先捕获的是较高密度的流体相。

②均一到气体状态（L+V→V）加热时液相缩小，气相逐渐扩大至充满整个包裹体并均一为气相；当温度下降时则液相又重新出现，说明包裹体内原先捕获的是较低密度的流体相。

③均一到临界状态（L+V→超临界流体）加热时气相既不收缩也不扩大，而是随着温度的升高液-气相之间的弯月面界线逐渐模糊至消失，均一到一个相，即均一到临界状态，说明这类包裹体是在临界状态下捕获的。

均一法测温的主要仪器是显微加热台，如德国莱兹厂生产的1350 显微加热台、Linkam1500 显微加热台及我国浑江光学仪器厂生产的T1350 显微加热台。

近十年来又开发了冷热两用台，如法国南锡的Chaimeca 冷热两用台、英国的Linkam 冷热两用台和美国的Reynolds 冷热两用台。

近年来，已发展到可将电视录象等设备与显微冷-热台连接进行包裹体研究，对小于1μm 的包裹体进行测定。

2、简述包裹体研究的理论基础在实验器材方面：1、偏光显微镜，主要是用于研究包裹体的一般特征及各类包裹体的识别，如通常使用的西德莱兹Orthoplan POL 型、OrtholuxⅡ-POL BK 型偏光显微镜。

2、体视显微镜，主要用于对标本作初步观察3、紫外光显微镜，主要用于某些在紫外光照射下能发出萤光的物质。

4、扫描电子显微镜（SEM），用于观察体积较小的包裹体。

获取包裹体参数理论基础：温度方面：1、均一温度法，均一法（高温-低温）是流体包裹体测温的基本方法。

其均一过程有两相水溶液包裹体中液-气相的均一作用和不混溶的H2O-CO2 包裹体的均一状态。

2、爆裂温度法，当加热包裹体达到均一后，若再继续升温，因包裹体内压急剧上升直至爆裂并发出响声，开始发出响声时的温度称为爆裂温度，故该温度为包裹体形成的上限值。

3、捕获温度法，淬火法可以说是均一法的一个变种，其原理与均一法近似，但它不用于气-液包裹体的研究。

4、冷冻温度法，冻法是通过在冷台上改变温度，观察包裹体所发生的相变过程，并与已知的有关体系的实验相图进行对比，测定包裹体中流体所属体系和流体成分。

压力参数估算：1、纯H2O 体系，当已知包裹体的均一温度，并能从另一个独立温度计估算捕获温度时，则可从Roedder（1980）所作的水的等容线P-T 图上估算捕获压力。

2、利用流体蒸气压估算压力NaCl-H2O 体系，一般将盐度低于26wt%NaCl 当量的包裹体，或室温下含NaCl 未饱和水溶液的包裹体称为低-中等盐度包裹体；而把含有NaCl 子矿物的包裹体，或盐度高于25wt%NaCl 当量的包裹体称为高盐度包裹体。

3、CO2-H2O 体积法；4 、NaCl-H2OCO2 体系；5、硅酸盐熔融包裹体；6、油和盐水体系。

包裹体盐度：1、冷冻法，通过在冷台上改变温度，以观察包裹体中发生的相变，并与已知有关体系的实验相图进行对比，来测定包裹体流体所属体系和流体成分。

2、热溶法，NaCl 浓度大于26.3wt%时，在显微镜下可见到包裹体中有NaCl 子矿物出现。

此时不是采用冷冻法确定溶液中NaCl 的浓度，而是在热台上测定子矿物的消失（溶解）温度，根据消失温度查表确定NaCl 的浓度。

3、计算法，利用Fournier（1973）根据包裹体成分中K、Na、Ca 摩尔浓度，提出了计算其成矿温度K-Na-Ca 温度计。

流体密度：1、图解法，溶液的密度、温度和浓度有一定的关系。

在一定浓度条件下溶液的密度与温度成反比。

2）计算法，刘斌等（1987）根据实验数据采用计算方法求出盐水包裹体的流体密度公式。

包裹体化学成分：1、群体包裹体成分分析方法：气相色谱法、电感偶合等离子（ICP）原子发射光谱、原子吸收光谱、离子色谱仪、中子活化法2、单个包裹体分析方法：电子显微探针（EPMA）、激光显微光谱、激光诱导等离子体法、激光烧蚀等离子体质谱法、激光拉曼光谱（MOLE）、同步加速辐射（SXRF）、激光显微探针惰性气体质谱分析（LMNGNS）、质子显微探针法（PIXE）。

此外，研究包裹体还可以利用其特定同位素来确定成矿流体的可能来源提供重要信息，尤其是对含矿环境、成矿时代、变质作用成因等提供确切的证据。

3、在野外如何采集包裹体样品1）热液矿床最好的测温样品是产于晶洞和晶簇中的颗粒较大、晶形发育良好、晶面小的晶体。

而产于热液矿脉中较为致密块状集合体中的包裹体质量较差。

应尽量避免采集被强烈剪切而变形的矿脉样品因其很可能泄漏而失去全部或部分组分。

2）火成岩在花岗岩的石英颗粒中流体包裹体特别发育，而在长石类矿物中包裹体很少且常常表现出泄漏及颈缩的迹象。

花岗岩石英中所捕获的流体代表冷凝的最早期的硅酸盐熔浆，或是热液循环演化的较晚期的流体。

在花岗岩中的黄玉、碳酸盐或与之相关岩石的磷灰石、火山岩的斑晶等矿物中流体包裹体发育特别好。

3）变质岩从低级到高级变质岩中都发育了捕获有变质流体的包裹体，赋存包裹体的矿物有石英、石榴石、蓝晶石、红柱石、透辉石、绿帘石、碳酸盐类矿物等。

但基质矿物中所含包裹体数量较少且较小，而在脉状产出的扁豆体、透镜体等脉体中数量较多，适合研究。

4）沉积岩碎屑岩（矿物）中的继承包裹体是在碎屑矿物沉积之前捕获的包裹体，研究其可推断碎屑矿物的源岩、沉积物的源区，有助于进行地层对比和提供找矿线索。

在沉积岩中较大脉体、晶洞、晶腺和结核中包裹体保存得最好；成岩作用中石英和碳酸盐的次生加大边及中、粗碎屑之间的胶结物也有流体包裹体，但常常很小（＜5μm）。

此外，均一法、冷冻法等使用的光薄片，则只需采集手标本可供磨片用即可。

而用于爆裂法、包裹体群体成分和同位素分析使用的单矿物，野外采样时若为块状矿石，一般采集100～200 g 重的手标本；若为浸染状矿石，则需采集300～500 g（或以上，不同的测试用量大不相同）重量的手标本，通过室内选别后才能分选出适量的单矿物样品。

4、包裹体的显微镜下观察描述应包括哪些内容包裹体的显微镜下观察描述应包括:观测矿物中包裹体的形态、大小和颜色，包裹体数量、产状及分布特征，相态、成分、充填度等。

5、包裹体在室温下分为哪几类①纯液体包裹体（ 1 相），在室温下为单液相包裹体。

通常上在较低温度或冷水条件下从均匀流体中形成的。

②纯气体包裹体（ 1 相），在室温下为单气相包裹体。

通常是在火山喷气、气成条件或沸腾条件下形成。

③液体包裹体（ 2 相），液相占整个包裹体体积50%以上，均一到液相。

主要是含液相和一个小气泡的包裹体。

所谓充填度是指流体包裹体中液相体积与包裹体总体积之比的百分数。

这类包裹体是分布最广的、几乎在各种地质环境中均可见到的包裹体。

④气体包裹体（ 2 相），气相占整个包裹体体积50%以上，即含有一个较大气泡和少量液相（充填度小于50%），加热时均一到气相。

这类包裹体在岩浆热液、伟晶-气成热液矿床尤其是在斑岩型矿床中常见。

⑤含子矿物包裹体（≥3 相），通常有液相、气相和子矿物组成。

最常见的主矿物是石盐（NaCl）、钾盐（如KCl），次为硬石膏、赤铁矿、萤石、方解石和石英等。

⑥含液体CO2 包裹体（≥3 相），从包裹体中心向外，由气相CO2(VCO2)、液相CO2(LCO2)和含盐水溶液（L）组成。

加热时，在31.1℃（临界温度）发生临界均一。

⑦含有机质包裹体（≥3 相），除液相或气相外，尚含有有机质，如气态甲烷、固体沥青、液体石油和高分子碳氢化合物等。

有时包裹体可全由有机质组成。

6、成矿流体盐度的测定方法有哪几种1）冷冻法冷冻法是研究包裹体流体体系和盐度的基本方法之一。

通过在冷台上改变温度，以观察包裹体中发生的相变，并与已知有关体系的实验相图进行对比，来测定包裹体流体所属体系和流体成分。

（1）NaCl 浓度为0～23.3wt%时的盐度确定Potter 等（1978）提出根据测定的冰点值计算盐度的经验公式：ms=0.00+0.30604θ-2.8598×10-3θ2+4.8690×10-6θ3 （7-3）ωs=0.00+1.76985θ-4.2384×10-2θ2+5.2778×10-4θ2 （7-4）式中：ms 为NaCl 摩尔浓度（mol），ωs 为盐度（wt%NaC），θ为-冰点温度（℃）。

（2）NaCl 浓度为23.3～26.3wt%时的盐度确定2）热溶法NaCl 浓度大于26.3wt%时，在显微镜下可见到包裹体中有NaCl 子矿物出现。

此时不是采用冷冻法确定溶液中NaCl 的浓度，而是在热台上测定子矿物的消失（溶解）温度，根据消失温度查表7-3 确定NaCl 的浓度。

3）计算法利用Fournier（1973）根据包裹体成分中K、Na、Ca 摩尔浓度，提出了计算其成矿温度K-Na-Ca 温度计。

1、某样品中H2O包裹体和CO2包裹体共生(纯组份)，测得它们的均一温度分别为210℃和28℃，其均一相态均为液相，求它们的捕获压力和捕获温度。

根据查表得纯水包裹体H2O密度是0.850g/cm3，，CO2密度是0.655g/cm3，由上图得出捕获压力和捕获温度分别是800bar和250℃.2、室温下一个气液水包裹体的液相充填度为49%，均一相态为气相还是液相？为什么？据刘焕章的《流体包裹体》所述，由于液相充填度为49%，属于充填度小的包裹体，所以称为气体包裹体（充填度小于50%），其在温室加温到均一相时候为气相。