作业-矿床地球化学
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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。