第三章 流体包裹体
第三章 流体包裹体
三 淬火法
是测定熔融包体均一温度的基本方法,加 热达到预置温度和恒温时间后→瞬时落 入水中→快速冷却把包体变化固定下来。 (一)LGHC-1型高温淬火炉 操作方便,控温、控时自动化.一次能 同时测定多个样品,测温效率高,最高 使用温度1250℃。
(二)熔融包裹体的均一化现象和温度测定 • 气体的变化包括:气体消失、扩散聚集 和新生气泡等。 • (1)气体发生消失的现象主要见于介质密 度较小的两相熔熔包裹体中,在升温过 程中气泡开始缩小时的温度为包裹体的 初熔温度,气泡消失时的温度为其均一 化温度。
获得成岩成矿的可靠信息 可测T、 P、C、D (密度)、盐度 、同位 素组成 pH Eh粘度 年龄等。 找矿勘探
第二节 包裹体的成因与分类
• 一般认为只有符合均匀体系,封闭 体系和等容体系这三个基本条件的 包裹体才能提供有价值的信息。
•
•
一
均匀捕获和不均匀捕获
•
通常认为包裹体是从均匀介质中捕获 的。如果天然矿物中固相,液相,气 相之间比例稳定,则为均匀捕获。 在单个矿物中,有时会看到一群包裹 体,具有可变的相比例,则为不均匀 捕获。有下列几种情况:
四 石盐子矿物的溶化 • 含石盐包裹体的均一方式有三种 (1)石盐在气泡消失之前溶化 (TsNaCl<Th); (2)石盐与气泡同时消失(TsNaCl=Th); (3)石盐在气泡消失之后溶化(Th <TsNaCl)。
五 CO2和H2O-- CO2流体包裹体测压 • 在已知CO2摩尔百分数和均一温度的条件 下,可以通过H2O、CO2体系的P-X相图 求取均一时的压力,即最小捕获压力。
二 流体等容线+独立的地质温度计
这是上述方法的一个发展,该法使用一个单独 估算的捕获温度来确定源于Th点等容线上的一 特定位置。
流体包裹体知到章节答案智慧树2023年中国地质大学(武汉)
流体包裹体知到章节测试答案智慧树2023年最新中国地质大学(武汉)第一章测试1.地球中的流体包括呈气体状态的流体、呈液体状态的流体和结晶水。
()参考答案:对2.《流体包裹体》中的“主矿物”指岩石中的主要矿物组成。
()参考答案:错3.流体包裹体和主矿物一定是同时形成的。
()参考答案:错4.流体包裹体的形成时间既可以是在主矿物生长过程中形成,也可以是在主矿物生长完成以后形成。
()参考答案:对5.流体包裹体中的固体矿物一定是从流体包裹体中结晶形成的。
()参考答案:错6.流体包裹体的形态和矿物中的缺陷形态有关。
()参考答案:对第二章测试1.流体包裹体观察薄片是单抛光薄片。
()参考答案:错2.不透明矿物一定不能进行流体包裹体研究。
()参考答案:错3.我在武汉,无论何时都能在含CO2三相包裹体的样片中找到含CO2三相包裹体。
()参考答案:错4.气液两相的纯CO2包裹体中,自由度为()参考答案:15.过渡型包裹体又称熔-流包裹体,其相态组合为硅酸盐玻璃+气体+流体。
()参考答案:对第三章测试1.理想气体的状态方程是。
()参考答案:对2.当体系处于平衡状态时,即使有外界能量的加入,也不会影响体系平衡变化。
()参考答案:错3.流体的状态可以用理想气体的状态方程来描述。
()参考答案:错4.在一个达到相平衡的体系中,组分数为3,相数为1,则影响它相平衡的条件有3个。
()参考答案:错5.纯H2O体系的三相点温度T=273.16k或0.01℃;压力P=611pa;自由度F=0 ()参考答案:对第四章测试1.气液两相包裹体加热过程中,气泡一定会缩小。
()参考答案:错2.流体包裹体的均一温度一定小于捕获温度。
()参考答案:错3.将含CO2三相包裹体用均一法测温,以下观察现象所得温度不是部分均一温度的是()参考答案:LCO2均一到LH2O4.均一法测温观测的数据主要有完全均一温度、部分均一温度和子矿物溶解温度。
()参考答案:对5.加热法测温主要包括均一法、爆裂法和淬火法。
分析测试技术-流体包裹体研究方法
固体颗粒与包裹体中子晶的区别在于固体颗 粒仅在部分包裹体中出现,而且在量上变 化很大,而子矿物相对其它相倾向于以稳 定的比例出现。
不混溶包裹体
镜下整体呈现出个体较大,体壁较厚,散乱的分布的特点。均 一温度很高,一般大于200℃,也有一部分不均一。 该类包裹体可进一步 分为两类。第一类个 体大,一般大于10 μm ,形状多为次棱角状 。气相部分为黑色, 液相部分则为浅灰色 ,气泡并不来回跳动 ,孤立状产出。
名称成分晶系一般习性近似的折双折射率备注石盐nacl立方立方体154各向同性无色白黄浅蓝绿色钾盐kcl立方立方体149各向同性晶棱常被园化百硬石膏caso4菱柱体157157161o可能出现白或黄色苏打石nahco3137150158很高一般形成双晶闪突起明显菱形camg碳酸盐camgco3三方149166高突起无色百色黄褐色氯化铁fecln各种晶系菱形或六方不同淡绿色naalco3oh2纤维束状146615421596赤铁矿fe2o3三方不能应用红色棕褐色板各种成分不同自形粒状不能应用反光镜下可与氧化物区别各种成分单斜156160160低到中包裹体中常见子矿物的光学特征包裹体中常见子矿物的光学特征4熔融包裹体中相的识别1玻璃质
➢含石盐子晶的两
相包裹体:由石盐
子晶和盐水溶液组成。
➢含石盐子晶的三相包裹体
由石盐子晶、盐水溶液和气态烃组成。
斜方硫中的流体包裹体
均一温度:95~105℃
5、亚稳定性
室温下,流体包裹体不能形成新核而呈稳定相存在, 这种现象称为亚稳定性。
自然界中,流体如果在低于或等于室温的条件下被 均匀捕获,其在室温下常呈单一相存在;如果在 较高温度被捕获,室温下应有气泡出现。但有时 气泡并不出现,这是由原来均匀的包裹体冷却到 室温时气泡和子矿物均不能成核所致。气泡不能 成核是亚稳定性的主要特征。
流体包裹体及应用
流体包裹体在其 他领域的应用
宝石鉴定与优化处理
添加标题
宝石鉴定:流体包裹体 可以作为宝石真伪的鉴 别依据通过观察包裹体 的形态、大小、颜色等 特征来判断宝石是否经
过人工处理或合成。
添加标题
优化处理:在宝石的优化 处理中流体包裹体也被广 泛应用。通过加热、加压 等方式改变流体包裹体的 状态可以使宝石的颜色、 透明度等外观特征得到改 善提高宝石的美观度和价
地球科学研究
流体包裹体在地球 科学研究中的应用
流体包裹体在石油 和天然气勘探中的 应用
流体包裹体在矿床 学研究中的应用
流体包裹体在地质 年代学研究中的应 用
地质灾害预警
监测地壳活动预测地震
识别地下水污染保护水资源
Байду номын сангаас
添加标题
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评估滑坡、泥石流等灾害风险
添加标题
添加标题
监测矿产资源开发中的环境问题
流体包裹体是地质 过程中岩石或矿物 中包含的流体相物 质
形成机理包括成岩 期、变质期和成矿 期等不同地质时期
流体包裹体的形成 与地下水、油气、 地热等流体活动密 切相关
形成机理的研究有 助于了解地质历史 和矿产资源形成过 程
流体包裹体的研 究方法
显微观察技术
显微观察技术: 通过显微镜观察 流体包裹体的形 态、大小、数量 和分布特征确定 其类型和成因。
农业地质调查:利用流体包裹体研究土壤和地下水形成历史 农业环境监测:通过流体包裹体分析土壤和水体的污染状况 农业资源利用:利用流体包裹体研究土壤肥力和植物生长状况 农业气候变化研究:通过流体包裹体分析气候变化对农业的影响
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流体包裹体的特征:具有封闭性、原生性和不 可再生性是地质历史中流体活动的记录和证据。
流体包裹体
流体包裹体在地学中的应用一.概述流体包裹体在矿物晶体中出现是普遍的,它几乎是和主矿物同时并由相同物质形成的。
流体充填在晶体缺陷中后,立即为继续生长的主矿物所封闭,基本没有物质的渗漏,体积基本不变。
因此,流体包裹体是原始成矿,成岩溶液或岩浆熔融体的代表。
流体包裹体作为成矿流体样品是矿物最重要的标型特征之一,通过研究流体包裹体,可为解决一些地质问题提供可靠资料[1]。
二.流体包裹体的基本概念流体是一个在应力作用下发生流动, 并且与周围介质处于相对平衡状态下的物体。
矿物中流体包裹体是成岩成矿流体(含气液的流体或硅酸盐熔融体)在矿物结晶生长过程中, 被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中的至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着相的界限的那一部分物质。
根据成因, 包裹体可分为原生、假次生和次生等。
矿物流体包裹体作为一种研究方法, 起初主要被应用于矿床学的研究。
目前, 流体包裹体的分析已广泛应用于矿床学、构造地质学、壳幔演化、地壳尺度上的流体迁移石油勘探以及岩浆岩系统的演化过程等地学领域。
流体包裹体研究的基本任务之一, 即是尽可能地提供准确详细的有关古流体组成的物理化学信息, 以便于建立古流体作用过程的地球化学模型[2]。
三.流体包裹体研究方法流体包裹体研究是地质流体研究的一个重要组成部分。
自20世纪70年代以来,流体包裹体研究有重大进展,尤其在单个流体包裹体成分分析方面。
随着激光拉曼显微探针(LRM)、扫描质子微探针( PIXE)、同步加速X—射线荧光分析(SXRF)及一些质谱测定法的应用与发展,我们巳经能够较精确的测定单个流体包裹体成分,并且己有可能对流体包裹体中最重要的参数一重金属元素进行较精确的测定。
相对而言,流体包裹体镜下观察和均一温度的研究手段较为单一,主要为测温分析与扫描电子显微镜等方法,而成分分析研究方法则多样化。
成分测试主要向微区方向发展,可分为显微测温(对包裹体盐度的测试)及包裹体成分的仪器分析,仪器分析又可分为三类,即非破坏性单个包裹体的成分分析(如红外光谱法),破坏性单个包裹体成分分析(如激光等离子光谱质谱法)和破坏性群体包裹体的成分分析(如色谱—质谱法)。
流体包裹体课件ppt
1、熔融包裹体(melt inclusion)
熔融包裹体也称为硅酸盐包裹体
(silicate inclusion),可以分为:晶质熔融 包裹体(crystalline melt inclusion)和非晶 质熔融包裹体(amorphous melt inclusion)。
非晶质熔融(硅酸盐)包裹体也可以
⑵ VCO2与LCO2的均一化温度(ThCO2)一般<31.
第二章流体包裹体(Fluid inclusion)
(三)、物相分类(classification of physical phase)
分类依据:在成因分类基础上,根据现 在常温、常压条件下所见到的包裹体中所 出现物理相态及组合来进行的分类。
Na2CO3: -3℃;
④ 溶解的先后: 先溶解,
后溶解;
P136—137 图9-3,图9-4。
镜下的鉴定工作是我们研究流体包裹体的基础。
非晶质熔融(硅酸盐)包裹体也可以称为玻璃质包裹体(glass inclusion)。
4、子矿物(D— daughter mineral)
2)气+液→加温→气体变大,液体变小→液体消失→均一为气相(等容线下部)。
有机酸的脱酸反应会涉及CO2、CH4等气体,直接影响到成矿体系的Eh条件。
主要研究成岩成矿的年龄。
们的任务,就是通过我们的工作,找出成 富气相(vapor-rich)的(气液)包裹体和富液相(liquid-rich)的(气液)包裹体。
会形成水石盐(NaCl·2H2O),据其熔点,求盐度。
矿的规律性(根本原因的外部表现的集 1℃(纯二氧化碳的均一温度为31.
• 一个矿床的形成,归纳起来主要有两大方
面的控制条件:地质条件(地层、构造、
流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用
流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用摘要:流体包裹体是指在矿物晶体中包裹着的微小流体包裹体,其包含了形成矿床的重要信息,如成矿物质来源、物质输运途径、成矿环境等。
因此,研究流体包裹体对于理解矿床形成过程、找矿预测和矿产资源评价具有重要意义。
关键词:流体包裹体;研究进展;矿床学;应用引言流体包裹体研究是地球化学和矿床学领域的重要内容之一。
流体包裹体是岩石中由挤压在晶体内部的液体或气体组成的微小空泡,它们记录了地质历史过程中的流体性质和成矿环境条件。
本文将介绍流体包裹体研究的进展,并探讨其在矿床学中的应用。
1流体包裹体的形成机制流体包裹体的形成主要经历了三个关键过程:胶结、充填和固化。
(1)胶结过程:当地质体中的岩浆或热液冷却到一定温度时,其中的挥发性物质(液体或气体)会发生相互作用,形成微小的空隙或裂隙。
这些空隙或裂隙就是流体包裹体的初步形成,其中的流体被困在其中。
(2)充填过程:在胶结过程之后,流体包裹体会进一步发育和充填。
这一过程通常伴随着岩石中的晶体生长和矿物沉淀。
充填流体的组成和性质可以因岩石种类和矿床类型而异,可能包含有价值的矿物或矿物形成的前体。
(3)固化过程:充填过程完成后,流体包裹体会被周围的矿物和岩石牢固地固化起来,形成一个稳定的包裹体。
这种包裹体可由均匀的液体相(单相包裹体)或由液体相和气体相组成(二相包裹体)。
2流体包裹体研究方法2.1流体包裹体采集和制备流体包裹体的采集需要小心且精确的操作,以减少外部污染和失去流体包裹体。
常用的采集方法有两种:取样钻孔和岩芯采集、切片法。
(1)取样钻孔和岩芯采集:这是一种常见的流体包裹体采集方法。
通过岩石钻探或岩芯采集设备,在目标岩石或矿脉中定点采集岩石样品。
在采集过程中,需要注意避免污染和失去包裹体,保持样品的原始性和完整性。
(2)切片法:这种方法适用于流体包裹体较为丰富和明显的岩石。
将岩石样品切割成薄片,通常厚度为10-30微米,以提供透射显微镜的观察。
第三章 流体包裹体研究
对于非均一流体(即流体组分、相态、密度有所不同)被矿物 捕获后形成的不混溶流体包裹体则常被用于捕获压力的研究。 观测中应注意区分包裹体的类型和成因以便对测定的包裹体 均一温度进行解释与校正。
测定结果的处理
测定结果的处理
测定结果的处理
测定结果的处理
流体包裹体的研究——成分研究
包裹体的成分代表了包裹体形成时流体的原始组成,反映了 成矿时的物理化学条件。
激光拉曼(Raman)光谱仪
由激发光源、共焦显微镜、CCD探测器及配套控制软件 组成。 主要仪器性能指标: (1)激发波长:514.5nm,空冷。 (2)光谱范围:50-9000cm-1,可连续扫描,无接谱。 (3)光谱分辨率:2cm-1。 (4)空间分辨率:在X50倍镜头下,横向分辨率小于 1μm,纵向好于4μm。 (6)光谱重复性:+0.2cm-1。
流体包裹体的研究——成分研究
当前对流体包裹体成分研究的方法较多,但都有局限性。 这主要表现在:
(1) 样品制备过程中可能造成的污染; (2) 各种分析方法本身的精度和准确度的局限性; (3) 测试过程中可能引起的包裹体成分的变化。
因此,在成分分析过程中应尽可能结合其它资料对
测试结果进行综合分析对比。
流体包裹体分类 — 根据相态
包体测量方法与手段?
破坏性:固体—扫描电镜、X射线衍射仪; 气体—气相色谱仪、质谱仪; 液体—原子吸收光谱、中子活化、等离子质谱等 非破坏性:显微镜、红外显微镜、冷热台、拉曼光谱仪等。 最主要的是学会观察在不同温度下的各种相变化,并把各 种观察测量结果用最直观的方式表达出来。
初熔温度和冰点温度也是流体包裹体温度测定的 重要内容,它们是确定包裹体体系成分的重要参 数。
流体包裹体研究方法与成因解析
流体包裹体研究方法与成因解析引言:在地球的深处,存在着许多神秘的奥秘,而其中一个颇具研究价值的课题就是流体包裹体。
流体包裹体作为一种地质体矿石中常见的微小空腔,其内部包含各种流体物质,是地质学家研究地质演化和资源勘探的重要依据。
本文将探讨流体包裹体研究的方法与成因解析,带领读者一窥这个神秘世界。
一、流体包裹体的相关知识流体包裹体是一种常见的地质学结构,其形成和发展与岩石中的流体(如水、气体、矿物等)密切相关。
流体包裹体的研究不仅可以揭示地层形成的过程,还可以为矿产资源的勘探提供指导。
二、流体包裹体的采集与制备为了研究流体包裹体的特性和成因,地质学家需要采集矿石样品并制备出适合研究的薄片。
采集矿石样品时需要注意保持其原貌,避免样品受到外界干扰。
而制备薄片则需要经过一系列的物理和化学处理,以便观察流体包裹体的内部结构和成分。
三、流体包裹体的观察与分析观察和分析是流体包裹体研究的核心环节。
地质学家通过显微镜等工具观察流体包裹体的形态、大小和颜色等特征,进而推断包裹体背后的成因和演化历史。
同时,还可以利用拉曼光谱、激光剥蚀等高精度技术对流体包裹体的成分进行分析,从而了解地质过程中的物质转化和演变。
四、流体包裹体的成因解析流体包裹体的成因复杂多样,可以分为两大类:原生流体包裹体和次生流体包裹体。
原生流体包裹体是在岩石形成过程中就被包裹在其中的,可以揭示地壳形成和变质过程的信息。
而次生流体包裹体则是在岩石形成后受到后期地质作用的影响,包括岩浆侵入、热液蚀变等,可以揭示地质资源形成的机制。
五、流体包裹体研究的意义和前景流体包裹体研究是地质学的重要领域之一,可以为勘探矿产资源、解析地球演化历史提供宝贵的信息。
通过对流体包裹体的研究,地质学家能够深入了解地壳内部的各种流体体系的演化特征,揭示地质过程中流体—岩石相互作用的规律。
同时,随着科技的进步,新的研究方法和技术不断涌现,流体包裹体领域的研究也将更加深入和广泛。
地质温压计-流体包裹体全文
对包裹体进行岩相学和测温研究的过程
1.利用岩相学确定包裹体的捕获时间和所 研究的地质事件之间的联系
2.确定包裹体捕获后的变化,如颈缩、爆 裂
(4)含子矿物法
这类包裹体在常温下被加热时有3种均一方式: ①子矿物先消失,然后气泡消失,Tm <Th(石盐溶解温度< 气一液均一温度)(A); ②子矿物和气泡同时消失,Tm=Th (B) ; ③气泡先消失,然后子矿物消失,Tm>Th(C)。
流体包裹体研究者使用根据含石盐包裹体测试获得的显微热 温数据估算包裹体的组成和形成的温度、压力。
(2)沸腾流体法
当矿床具有热液沸腾证据时,如同浅成热液矿床那样,矿 石的沉淀必定发生在地表之下约2km深度范围内。沸腾作 用发育的压力一般为30-120MPa,相当于1-4km上覆岩 层静岩压力的深度。纯水临界点的温度为374C、压力 22.1MPa ,据沸腾曲线相当于3.5km的深度,大于该深度 流体很难发生沸腾。流体盐度增高,沸腾深度减小,流体
3.利用包裹体测温确定流体所属的化学体 系
4.利用包裹体所属的化学体系PVTX实验数 据对测试数据进行解释,确定流体压力
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3、流体包裹体
3.1 什么是流体包裹体
成岩成矿流体(含气液的流体或硅酸盐熔融体) 在矿物结晶生长过程中,被包裹在矿物晶格缺陷 、空穴、晶格空位、位错及微裂隙之中、而且至 今尚在主矿物中完好封存并与主矿物有着明显相 界限的独立封闭流体体系。
方法
(6)熔融包裹体压力计法
流体包裹体及其在含油气盆地研究中应用
摘要流体包裹体及其在含油气盆地研究中应用流体包裹体是成矿成岩流体(含气液的流体或硅酸盐熔融体)在矿物结晶过程中,被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中的、至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着明显的相边界的那一部分物质。
矿物包裹体的形成贯穿在整个地质作用过程中。
它记录并保存地质作用不同阶段的物理-化学特征包括温度、压力、PH、EH、化学组成、矿化度、同位组成、热动力条件等。
油气运移过程中形成的流体包裹体,往往产自于碳酸盐岩和碎屑岩中的方解石脉、石英脉、石英次生加大边、石英颗粒裂缝愈合处或与其同期形成的萤石、硬石膏等自生矿物中,特别是被包裹在晶格缺陷或窝穴内的那部分由有机的液体、气体组成的包裹体,称为有机包裹体,它们是油气运移聚集过程的直接标志。
流体包裹体作为一个独立的地球化学体系,可以反映成矿时的流体性质(包括温度、压力、pH值等),作为流体活动的唯一原始样品和直接标志,正日益受到国内外地质学家的高度重视。
有机包裹体研究在盆地演化史分析、恢复盆地古地温、分析断裂构造、研究油气运移通道、确定油气运移成藏期次、确定油气演化程度和形成阶段、确定油气勘探深度和预测远景区以及油气源对比等领域取得了明显的进展,已成为生油盆地研究的重要手段之一。
流体包裹体的均一温度、冰点和成分是目前研究流体包裹体最为关心的内容,特别是在油气勘探方面。
包裹体的均一温度反映的是包裹体形成时的温度,对于油气包裹体而言也就是油气充注时的温度,因此利用包裹体的均一温度可以研究成藏期次及充注时间。
包裹体的冰点可以用于研究流体的盐度,从而恢复古环境。
包裹体的成分还可以直接反映流体的组分。
一、流体包裹体的分类流体包裹体可根据组成的不同分为七个亚类:1)、纯液体包裹体。
在室温下为单相液体包裹体,纯液体包裹体通常是从均匀流体中捕获的,形成温度一般较低(图1);2)、纯气体包裹体。
在室温下为单相气体包裹体,一般是在火山喷气、气成条件或沸腾条件下形成的;3)、液体包裹体。
流体包裹体实验
红宝石中的金红石针
棕色蓝宝石
内容
包裹体概念与研究历史 研究用途 包裹体分类 包裹体研究内容与方法 包裹体研究包裹体在Fra bibliotek藏地球化学中的
应用
三、流体包裹体分类
(1)根据矿物捕获流体的种类分为从均匀流体中捕 获的包裹体和从非均匀流体中捕获的包裹体两类; (2)根据成因分为原生包裹体、次生包裹体、假次 生包裹体以及变质作用形成的变生包裹体四类;
3. 等容体系。包裹体形成后,体积基本恒定 不变,保持等容体系的特点,因而可以利用 各种与之有关的物理化学相图。
第十六届全国包裹体及地质流体学术研讨会,南昌, 2010.10
1.热液成矿系统中的流体包裹体; 2.岩浆过程中的流体作用; 3、变质过程中的流体作用; 4.沉积、油气成藏过程中的流体作用; 5.构造运动与流体作用; 6.流体包裹体分析实验新技术、新方法
(3) 根据包裹体的物理相态可以分为固体包裹体、 热水溶液包裹体和熔融包裹体三类。热水溶液包裹体 可以进一步分为纯液相包裹体、纯气相包裹体、富液 相包裹体、富气相包裹体、含子矿物的多相包裹体、 含液体CO2包裹体和有机包裹体7大类,而熔融包裹 体还可以分为非晶质熔融包裹体、晶质熔融包裹体和 熔融-溶液包裹体3类。
9、对于含子矿物多相包裹体,要注意区分捕虏矿物 与子矿物,鉴定子矿物的种类。第一,检查某一世代 的各种不同粒度包裹体中相的比例是否基本稳定,因 为捕获的有稳定液/固比例的捕虏矿物的可能性很小; 其次捕虏矿物与它们的主包裹体相比,往往异常地大。 一般来说,地质样品中单个的包裹体内只能有一种矿 物发育成一个晶体,出现最普遍的是强碱性卤化物, 特别是NaCl和KCl。从光学性质来看,二者都是均质 体,并具有典型的立方体晶形,而其它盐类矿物都是 非均质体,呈板状、板条状、针状或纤维状。
流体包裹体——精选推荐
流体包裹体流体包裹体激光拉曼光谱分析原理、⽅法、存在的问题及未来研究⽅向激光拉曼光谱技术应⽤于流体包裹体已有30多年的历史,由于该技术可以实现对单个包裹体⾮破坏性分析,并可定量获取包裹体中成分含量,因⽽受到⼴⼤流体包裹体研究者的青睐。
尽管国内外已有⼤量关于流体包裹体激光拉曼光谱分析的研究⽂章和数据报道,但⽬前仍有⼀些研究者和分析测试⼈员对数据的准确性和可靠性不够了解,甚⾄在发表⽂章报道时出现错误的解释。
笔者等根据多年的实验分析和研究经历,介绍了激光拉曼光谱技术分析的基本原理和⽅法,并提出⼏个有关流体包裹体激光拉曼光谱分析的关键问题与⼴⼤同⾏探讨,同时指出了该技术今后的研究和发展⽅向。
1流体包裹体激光拉曼光谱分析技术研究历史回顾Rosasco等(1975)最早发表了天然流体包裹体的拉曼分析结果,接下来是Rosasco和Roedder(1979)及Dhamelincourt等(1979)⼈的报道,随后Beny等(1982)和Touray等(1985)分别发表了关于流体系统和拉曼光谱分析⽅法更全⾯的研究成果。
这些报道不仅指出了这种新⽅法在流体包裹体分析的可能性,也为⽤有效截⾯积进⾏流体包裹体定量分析指明了道路。
Schr¨otter和Kl¨ocner(1979)的⽂章对流体组成的截⾯积进⾏了讨论,尽管地球科学的拉曼分析⼯作者经历了10多年才完全理解它的内容,但这篇⽂章却是显微拉曼光谱技术发展历程上的⼀个重⼤突破(Dubessy等,1999)。
最初将拉曼光谱仪应⽤于流体包裹体是Pasteris等(1986)以及Burke和Lustenhouwer(1987)。
Wopenka 和Pasteris(1986,1987)、Seitz等(1987),特别是Pasteris等(1988)系统地讨论了仪器的局限性和最优分析条件。
在流体包裹体显微拉曼光谱定量分析技术尝试初期最具有纪念意义的⼯作是Kerkhof(1988)关于CO2—CH4—N2体系的研究,同时也包括Dubessy等(1989)的评述,这篇评述包括讨论和对C—O—H—N—S 流体分析的必要校正。
讲课3-流体地质学-第三章
流体包裹体的定义
物相变化
是指矿物形成和改造期间,以流体相的形式(溶液相 包裹体壁上的重 结晶和再溶解 和熔体相)捕获在矿物生长的各种缺陷中,至今尚在
收缩 裹体体积不变 主矿物中封存并与主矿物有着相的界限的那一部分物
可逆过程,包
一相变多相
化学变化
质。
子矿物的形成
FI捕获后的变化 形状变化
纯H2O包裹体的相变过程
• 具有等容线 4 的包裹体——富液 相FI
捕获后自然相变过程:L-LG-SLGSG 实验室加热时相变过程:SG-SLGLG-L • 具有等容线5的包裹体——具临界摩 尔体积FI
加热时相变过程:SG-SLG-LG-SCF
(超临界流体) • 具有等容线6的包裹体——富气相FI 加热时相变过程:SG-SLG-LG-G
三个应用前提——“等容等组分无物质交换” 不可逆过程,
体积变化
伸展变形物理变化来自“卡脖子”现象渗漏和部分裂开
爆裂
包裹体体积改 变
流体包裹体的分类
捕获物相状态分类
正常包裹体
成因分类 物相分类
熔融包裹体 (硅酸盐包裹体) G+V
过渡型包裹体 (熔—流包裹体) G+V+L
异常包裹体
纯气相包裹体 V 纯液相包裹体 L
原生包裹体 次生包裹体 假次生包裹体
含液态二氧化碳 的三相包裹体 LH2O+LCO2+VCO
2
气-液包裹体 L+V
纯二氧化碳 包裹体 含子矿物的 多相包裹体 L+V+S1+S2 有机质包裹体
第三章 流体包裹体的相平衡
Chapter 3 Phase equilibrium of fluid inclusion
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• (6)固相硅酸盐熔融时对温度的反应不敏 感,固—气平衡需要很长时间,固此, 加温速度要慢(5℃/min)—般从500℃开始 要进行阶段恒温,每次间隔50℃,恒温 4h—8h,在接近均一温度前,温度上升 间隔尽可能缩小,恒温时间应尽可能延 长。
二、爆裂法
(一)热声爆裂仪 该仪器由隔音箱、电炉、密封爆裂装置、 数字温度计和脉冲记数器五部分组成。 (二)爆裂温度的确定与校正 在温度大于均一温度后、包裹体才会爆 裂。因此爆裂温度常大于均一温度,接 近成矿温度上限。
四 石盐子矿物的溶化 • 含石盐包裹体的均一方式有三种 (1)石盐在气泡消失之前溶化 (TsNaCl<Th); (2)石盐与气泡同时消失(TsNaCl=Th); (3)石盐在气泡消失之后溶化(Th <TsNaCl)。
五 CO2和H2O-- CO2流体包裹体测压 • 在已知CO2摩尔百分数和均一温度的条件 下,可以通过H2O、CO2体系的P-X相图 求取均一时的压力,即最小捕获压力。
第三节 包裹体样品的选择和制备
• 一 样品的选择 • 采集样品之前,应搞清楚脉体的先后关系,详 细编号。水平,垂向上特定脉体等距离采样。 • 最好的样品是透明、半透明结晶好的脉石矿物, 或脉体外侧蚀变矿物。 • 火成岩最好选择Q 中—高级变质岩—Q 长英质 脉体。 沉积岩成岩作用—脉体、晶洞、晶腺 和结核中保存的矿物。
布隆
布隆金石英重晶石脉型矿床
• 赋矿地层上泥 盆统衣木干他 乌组,一套紫红 色、灰绿色薄 层粉砂岩,砂 岩.克兹尔塔格 组为一套砖红 色砂岩、粉砂 岩局部夹砂砾 岩、页岩, • 断裂发育 • 岩浆岩活动微 弱 • 发育石英大脉、 重晶石大脉、 石英重晶石复 脉 • 金矿体只产于 石英重晶石脉 中,
• (2)气泡开始聚集时的温度为始熔温度,而 消失时的温度为均一化温度,对于后者汇聚成 大气泡时的温度则为均一化温度。 • (3)在介质密度较大的熔熔包裹体中常出现气体 扩散现象。 • (4)在某些包裹体中,尤其在单相熔融包裹体中、 表面上看不出有气体存在.整个包裹体显得十 分干净透明。
第六节 组分和盐度的估测方法
金矿脉(石英重晶石复脉)
• 围岩蚀 变主要 有硅化、 黄铁矿 化、碳 酸盐化、 绢云母 化、绿 泥石化、
5.熔融包裹体的均一化作用 固相与流体相(气相、液相)之间的均 一化比流体包裹体中相的均一化要困难 得多,这不仅体现均一要在较高温度 600℃-1400℃)条件下实现,而且均一 的进程非常缓慢,一般要24小时或几天。
6.注意事项 • (1)为了获得高精度的均一温度,加热速 度不要太快,尤其在接近相转变温度时 更应该如此。 • (2)加热过程中,气/液比值通常平稳地 逐渐变化,气泡大小的突然增加或减小 是包裹体已经泄漏的表现。 • (3)为了获得精确的均一温度,对气体包 裹体进行均一作用时,最好选择尾端被 液体充填的包裹体,以便液体的消失可 以清楚地观察到。
二 流体等容线+独立的地质温度计
这是上述方法的一个发展,该法使用一个单独 估算的捕获温度来确定源于Th点等容线上的一 特定位置。
三 等容线相交
等容线相交的方法是为那些捕获了不混溶流 体的两类包裹体设计的、若在薄片中发现了 两种同时捕获的不混溶的流体包裹体,且这 两种流体等容线的斜率不同、在一张P-T图 上能发生相交,可根据该两种包裹体的均一 温度求出真实的捕获压力和温度。
(一)液体+固体 (二)液体+液体 (三)液体+气体 P82 图3-1
可以是沸腾的结果
二 捕获后的变化
(一)收缩 流体收缩 (二)不混溶 (三)再结晶作用 温度降低溶解度降低- 重结晶 (四)子矿物 (五)亚稳定性 (六)颈缩(卡脖子) (七)体积变化 (八)渗漏
三 成因分类与状态分类
(一)成因分类 原生 次生假次生三类。 原生成因的标志 次生成因的标志 (二)状态和成因分类 表3-1(P88 充填度F) 状态和成因分类 追溯成岩成矿作用和恢复形 成环境P90。
(三)温度测定
1.准备工作 卸下和洗净的两面光薄片必须分割成 小片后才适合于放入测温台上,这主要 是由于测温台样品室太小的缘故。 分割片的大小视样品室大小而定,分 割部位取决于待测包裹体在样品上的位 置。当把样品放入测温台后,接下来是 用长焦距镜头找到待测包裹体,然后仔 细检查热台及其配套设备是否处于正常 工作状态。
• 重晶石、方解石容易解裂,发生泄露或 卡脖子,研究时需要小心。
二
研究历史和现状
19世纪中期 探索阶段 1933年以前 1933年 密西西比河谷型铅锌矿床中闪锌 矿测温115oC~135 oC。 解决了成因问题 进入实用时期 国内 20世纪60-70年代进展快 80年代长足 的发展
三 研究目的和意义
获得成岩成矿的可靠信息 可测T、 P、C、D (密度)、盐度 、同位 素组成 pH Eh粘度 年龄等。 找矿勘探
第二节 包裹体的成因与分类
• 一般认为只有符合均匀体系,封闭 体系和等容体系这三个基本条件的 包裹体才能提供有价值的信息。
•
•
一
均匀捕获和不均匀捕获
•
通常认为包裹体是从均匀介质中捕获 的。如果天然矿物中固相,液相,气 相之间比例稳定,则为均匀捕获。 在单个矿物中,有时会看到一群包裹 体,具有可变的相比例,则为不均匀 捕获。有下列几种情况:
一、冷冻法 (一)H2O-NaCl
• 冷冻→回温→最后一个冰晶融化的温度 (冰点)→盐度 • 利用冰点确定盐度仅仅适用于含小于 NaCl 23.3%Wt的包体。23.3→26.3%的溶 液,固相为水石盐NaCl.2H2O,根据水石 盐的消失温度求盐度。大于26.3%的溶液 子晶消失的温度→确定温度。图3—21 (P119)。
• •
爆裂温度的确定与校正 α 石英→β 石英 573℃。取拐点对应 的温度作为爆裂温度与地质情况吻合。 采用统一的石英标样利用拐点温度进 行校正。
(三)实验条件及注意事项
(1)样品粒级对爆裂温度的影响,视样品的结 晶度及纯度不同而不同。 (2)样品重量基本上对爆裂温度没有影响 微晶石英的爆裂温度比共生矿物的均一温度高 100℃。 萤石的Th与爆裂温度比较吻合。 粗晶石英的爆裂温度比Th要高 不同矿物的爆裂温度与Th的差值不同 干扰大
三 淬火法
是测定熔融包体均一温度的基本方法,加 热达到预置温度和恒温时间后→瞬时落 入水中→快速冷却把包体变化固定下来。 (一)LGHC-1型高温淬火炉 操作方便,控温、控时自动化.一次能 同时测定多个样品,测温效率高,最高 使用温度1250℃。
(二)熔融包裹体的均一化现象和温度测定 • 气体的变化包括:气体消失、扩散聚集 和新生气泡等。 • (1)气体发生消失的现象主要见于介质密 度较小的两相熔熔包裹体中,在升温过 程中气泡开始缩小时的温度为包裹体的 初熔温度,气泡消失时的温度为其均一 化温度。
二 子矿物溶解法
• 在含子矿物的多相包裹体中,流体的盐度是通
过NaCl子晶的溶解温度(Ts NaCl)确定的。
三 密度测定
密度、盐度和温度之间存在一定的关系。最小 二乘法拟合的多项方积。将测得的均一化温度 和盐度数据代入就可求出密度(RHO)
第七节 压力的估算
• 在任意给定温度和成分的条件下,液体能保持 的最低压力等于它的蒸汽压。测压方法 • 一 均一状态下流体的蒸汽压力 模拟NaCl-H2O体系 根据流体的组成选用适当体系的P—T图解是至 关重要的问题,如包裹体的盐度很低,接近于 纯水。则应在H2O的P—T图上求压力,同理, 若为纯CO2包裹体,则应在CO2体系的P-T上求 解压力。
2.液/气包裹体的均一化作用
3.含子矿物多相包裹体的均一化作用
在含子矿物的多相包裹体中,常见子矿物往往 是石盐(NaC1)或(和)钾盐(KCl)。对于一个只含 有石盐晶体和气体的NaCl饱和水溶液包裹体来 说。加热过程中,熔化的最初标志是石盐立方 体棱角的稍微变圆,随着熔化的进行,石盐失 去了它的立方体形态,变得较小,
(二) H2O-NaCl-CO2
• 该类包裹体冷冻中至少可发育五个相(水 溶液、冰、气体水化物、固体CO2、富 CO2液体和富CO2气体)。 • 对于这种包裹体,在冷冻过程中,笼形 物首先形成,然后依次发生水溶液相冻 结和非水溶液相冻结。在回温过程中、 变化相反,固体CO2首先熔化,然后冰熔 化、笼形物熔化和液体/气体CO2均一化。
三、包裹体特征的记录和描述
(一)充填度(F)和气体百分数(N) (二)颜色 (三)形状 (四)大小 (五)数量 (六)分布 (七)包裹体定位和记录格式
第五节 温度的测定方法
一、均一法 (一)热台和冷台两用台 1. T1350型高温热台 2.Linkam TH600型冷热台 3.Chaixmeca 台 (二)温度校正
第三章 流体包裹体研究方法 第一节 概述
• 一 一般特征 流体包裹体的概念-指矿物生长过 程中,因晶体发生缺陷而捕获的至 今在矿物中存在并处于封闭状态的 成矿介质(成矿溶液或岩浆流体), 是成岩成矿流体或熔体的样品。
• 矿物中的包裹体多数小于0.1mm, 一般 2µ m~20µ m. • 常用来研究的矿物有10种左右:石英、萤 石、石盐、方解石、磷灰石、白云母、 闪锌矿、重晶石、黄玉、锡石、锆石等。
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二 颗粒载法的制备 筛选样品,测温,观测用。 制备方法P91。 三 抛光片的制备 两面抛光 高度抛光 厚度0.2㎜—0.5㎜。 切晶体中P平行C轴。 • 抛光法制备工艺程序 切片、粗磨、细磨、抛光、粘片、另一面
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四 显微测温样品的制备 把抛光片从载玻璃上卸下,破碎成小片。 五 爆裂法测温样品的制备 破碎 筛分和提纯-单矿物(0.2㎜—0.5 ㎜粒级)1g-3g。 • 六 成分分析样品的制备 • 0.2mm-0.5㎜ 10克
第四节 包裹体的显微镜下观察与鉴定
一 放大倍数与观察技巧 • 通常放大250倍,有时400-500倍,也可用100或 低于100倍,详细观察内部细节,获得清晰图 象。 二 包裹体中相的识别 • 正确鉴定包裹体在于对包裹体常见特征的了解 和掌握。包裹体常见的相态特点: