流体包裹体及应用

判别原生和次生包裹体要 格外小心
相比例估计
包裹体捕获后变化 – “卡脖子” Necking down “卡脖子”包裹 体群是指已形 成的包裹体， 在后来的重结 晶作用影响 下，被分离成 二个以上包裹 合成 NaNO3 晶体裂隙化后 体的总称。
的再愈合过程
捕获后变化 – 卡脖子-1
若一群次生包裹体 的“卡脖子”发生在 和 L-V 曲线相交 之前:
紫外荧光显微镜
流体包裹体基本假设
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捕获在包裹体内的物质为均匀相－均一体系; 包裹体的体积未发生变化－等容体系; 捕获后未发生物质的渗漏或逃逸－封闭体系;
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压力对流体的效应已知或可以忽略; 包裹体的形成原因可以确定; 包裹体的均一温度可以精确的测定。
地质温度计和地质压力计的基础
流体包裹体及应用
资料来源： 中国科学院地质与地球物理研究所 范宏瑞研究员讲义
Edwin Roedder (1919-2006)
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流体包裹体定义 流体包裹体岩相学 流体包裹体相体系 流体包裹体显微测温 流体包裹体分析 流体不混溶 流体包裹体在地质学中应用
什么是流体包裹体?
H2O-NaCl体系温度－组分图解
4类代表性NaCl-H2O包裹体 (1,2,3,4)由于其含盐度不同(10, 23.5, 25 and 27 wt% NaCl)在冷 冻过程中显示的相变有显著差别。
CO2 体系P-T相图
液相
液-气相线
临界点 等容线(g/cc)
气相
CO2 体系
CO2-H2O体系 相图
流体包裹体研究的步骤
野外 – 对最终结果解释影响极大 采集岩石(矿石)样品 室内挑选
采样
磨制两面光薄片(0.1-0.3mm)
显微镜下观察
素描
矿物共生组合及流体包裹体期次 测试 划分
测试 Thtot, ThCO2, Tm, 等
最常含有流体包裹体的10种矿物
石英 萤石 石盐
方解石
磷灰石
石榴石
闪锌矿
重晶石
流体包裹体被捕获的机理
枝蔓状快速生长
层状包裹体群
包裹体在生长螺旋 之间或生长螺旋中 心被捕获
晶面裂纹、晶体不 良生长形成包裹体
晶体部分溶(熔)解产生蚀 坑，晶体再生后被捕获
晶体结构单元亚平行 生长，捕获的包裹体
固体碎屑落在晶体 生长晶面上被捕获
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流体包裹体定义 流体包裹体岩相学 流体包裹体相体系 流体包裹体显微测温 流体包裹体分析 流体不混溶 流体包裹体在地质学中应用
通过获得CO2H2O包裹体部分、 完全均一温度及 均一方式，可以 获得体系的摩尔 体积及CO2摩尔 分数。
原生和次生流体包裹体形成动画效果
原生和次生流体包裹体形成动画效果
原生和次生流体包裹体形成动画效果
S P
P和S包裹体具有不同相比例
降温后气泡出现
包裹体世代关系
早
晚
复杂世代的流体包裹体
包裹体世代判别
原生包裹体和次生包裹体保存了 两种的形成主矿物的流体。原生 包裹体因捕获的是形成该主矿物 的母液，因此它的成分和热力学 参数，反映了矿物形成的化学环 境和物理化学条件的特点。而次 生包裹体是在主矿物形成之后， 捕获了与形成主矿物流体无关的 后期流体。因此，它只能反映主 矿物形成之后，经历过的化学环 境和物理化学条件。因为它们具 有不同的成因意义，如何正确区 分它们，在包裹题研究工作中是 非常重要的。
除液相或气相 外，含有各种 子矿物如NaCl, KCl, 赤铁矿, 方 解石等
有机包裹体
含有机质， 如甲烷、沥 青、高分子 碳氢化合物 等
含子矿物包裹体
熔融(岩浆)包裹体
由玻璃质+气 泡±流体组 成，有时见 少量结晶质
石油-水包裹体
气相
石油
紫外荧光显微镜
紫外荧光显微镜下含 石油包裹体的观察
单偏光显微镜
均一温度正确 盐度正确
降温 至 和 L-V 曲线相交
捕获后变化 – 卡脖子-2
若一群次生包裹体 的“卡脖子”恰好发 生在 和 L-V 曲线 相交之时: 均一温度不正确 盐度正确
“卡脖子”
温度降低
捕获后变化 – 卡脖子-3
若一群饱和溶液 包裹体的“卡脖子” 发生在和 L-V 曲 线相交之时: 均一温度不正确 盐度不正确
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。
气相 – H2O, CO2, CH4, N2, H2S 液相 - H2O, CO2, 石油
固相 – 石盐 (NaCl), 钾盐 (KCl)
赤铁矿, 硬石膏, 云母,
黄铜矿, 黄铁矿, 磁铁矿, 碳酸盐, … 硅酸盐玻璃 或 重结晶熔体
S
LHale Waihona Puke Baidu
V
S S
流体包裹体分类
液体包裹体
根据相态
在低于CO2临 界温度时可见 气体CO2、液 体CO2、和水 含CO2包裹体 溶液三相
液相占整个 包裹体体积 50%以上， 均一到液相
气体包裹体
气相占整个 包裹体体积 至少大于 50%以上， 均一到气相
“卡脖子”
温度降低
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流体包裹体定义 流体包裹体岩相学 流体包裹体相体系 流体包裹体显微测温 流体包裹体分析 流体不混溶 流体包裹体在地质学中应用
简单 H2O 体系相图
液相 冰 气相 T
简单水溶液体系温度－密度关系图
A B
C D
不同压力但都在 540℃下捕获的4类 包裹体(A,B, C, D)， 具有不同的均一方 式。 两类均一至液相， 一类均一至气相， 一类临界均一。
有时呈平行生成带分布； 次生 (S):主矿物形成之后沿矿物
裂隙进入的热液在重结晶过程中 被捕获，常沿愈合的裂隙分布 。
假次生 (PS): 矿物生产过程中，
由于某种原因，晶体发生破裂或 形成蚀坑，成矿母液进入其中， 经封存愈合形成的包裹体。由于 晶体的继续生长，这种包裹体分 布在晶体内部。沿愈合的裂隙分 布但不切穿整个晶体。
黄玉
锡石
流体包裹体大小?
>mm: 博物馆藏品
3~25μm: 典型显微测温范围 1.5 μm: H2O或CO2 包裹体测试最小尺寸 5 μm: H2O + CO2 包裹体测试最小尺寸
9mm 20 μ m
流体包裹体成因分类
原生 (P):与主矿物同时形
成，包裹的流体可代表主矿 物形成的流体和物理化学条 件。常为孤立状或束状分布，