流体包裹体常识PPT课件.ppt

流体包裹体研究入门 资环系曾南石联系电话04 47 51 2020 3 18 1 什么是流体包裹体 实例 2 在矿物结晶生长过程中 充填 并被封闭在矿物的微细小洞 裂隙或粒间的一种或多种相态物质 液体 气体或固体 什么是流体包裹体 定义 3 矿物包裹体的形成贯穿在整个地质作用过程 它记录并保存地质作用不同阶段的物理 化学特征 温度 压力 PH Eh 化学组成 矿化度 同位素组成 热动力条件等等 可以利用矿物包裹体研究所取得的资料阐明成矿 成岩 物理 化学条件 探讨矿床成因 成矿模式 使矿床研究从定性描述向定量测定和计算成为可能 研究流体包裹体的意义 4 流体包裹体研究的历史 流体包裹体研究的发展经历大致可以分为以下五个阶段 第一阶段 萌芽阶段 公元10世纪至1858年 第二阶段 包裹体测温阶段 1858 1953年 第三阶段 成矿流体研究阶段 1953 1976年 第四阶段 包裹体地球化学阶段 1976 1984年 第五阶段 综合研究发展阶段 1985年至今 5 什么是流体包裹体 定义 充填 并被封闭在矿物的微细小洞 裂隙或粒间的一种或多种相态物质 液体 气体或固体 能直接反映被捕获时的流体特征 T P C 6 什么是流体包裹体 定义 充填 并被封闭在矿物的微细小洞 裂隙或粒间的一种或多种相态物质 液体 气体或固体 能直接反映被捕获时的流体特征 T P C 7 1 流体包裹体的成分能够代表其形成时主体流体的成分 事实上 由于存在界面层效应 任何给定的流体包裹体的成分都不可能与它从中捕获的主体流体成分相同 然而 对目前的包裹体研究而言 这种差别小得没有任何意义 其成分可以代表主体流体的组成 2 流体包裹体的物理化学条件 性质与主矿物结晶生长时的相 3 流体包裹体与其寄主矿物之间不发生任何物质的交换或其它化学反应 4 流体包裹体作为一封闭体系 在其形成时及形成后不存在物质的流入或溢出 什么是流体包裹体 定义 8 包体的类型 液相包体 气相包体 多相包体 玻璃包体 固相包体 9 熔融包体 玻璃包体 包体中气泡不随温度变化而变化 温度除非升至熔点 10 包体的形成 它 11 P 原生包体 S 次生包体 PS 假次生包体 包体的成因分类 12 次生包体的形成机理 13 卡脖子现象 14 各类包体 15 各类包体 16 17 18 19 20 包体的大小 能用来解决什么问题 mm 可放在博物馆里 3 20 m 可用于温度测量的典型大小 1 5 m 可用于H2OorCO2包体测量的底线 5 m 可用于H2O CO2包体测量的底线测量形成流体的温度 压力 成分及密度 爆裂法 是指在实验室中将样品加热而使包裹体爆裂得到温度 当矿物中的流体包裹体小而且含有机物质时 多用爆裂法 均一法则相对复杂一些 爆裂法测温和均一法测温都有其优缺点 21 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 22 流体包裹体的研究 1 脉石矿物 石英 萤石 方解石等 和半透明金属矿物 闪锌矿等 流体包裹体均一温度 冷冻温度 含盐度 的精确测定 利用包裹体低温相态变化温度确定包裹体成分 2 岩浆岩中熔融包裹体均一化温度的精确测定 3 流体包裹体岩相学观察 照相 23 流体包裹体的研究 显微观测 通过显微观测研究流体包裹体与成岩作用关系及包裹体的成因 原生 次生 假次生 是一切工作的基础 在偏光显微镜下可以对流体包裹体进行特征及类型的研究 包括颜色 折光率 形态 大小 类型 相组分 数量 分布等 显微荧光技术也是研究流体包裹体的有效方法 一方面它可以准确鉴别有机包裹体 另一方面还能揭示有机包裹体的成分 24 运用流体包裹体确定古温度 是通过测定包裹体中流体的均一温度和等容线 即在密度恒定条件下的压力和温度关系曲线 来完成的 据Roedder的研究 流体包裹体均一法测温的原理和条件是包裹体所捕获的流体为单一均匀相 而且流体的包腔在封闭后体系不变 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 它们是确定包裹体含盐体系成分的重要参数 流体包裹体的研究 温度测定 25 流体包裹体的研究 压力研究 要准确地测算包裹体捕获时的流体压力 难度很大 需要知道捕获流体相的组成及p V T X体系特征 一般对于均一流体可采用已知捕获温度的等容线法求得流体捕获压力 而对处于沸腾状态的流体其压力就等于该流体沸腾时的蒸汽压 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 26 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 流体包裹体的成分测试方法分为三大类 破坏性群体包裹体的成分分析 如色谱质谱 等离子质谱等 破坏性单个包裹体成分分析 如激光消融等离子质谱等 非破坏性单个包裹体成分分析 如红外 激光拉曼光谱等 分析测试内容包括流体包裹体的气体 液体 固体有机和无机组成及 D 13C 18O分析 此外 通过显微测温对流体包裹体盐度的测试也是一种有效的方法 27 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 28 样品制备 29 Linkam冷 热台 英国Linkam公司的THMSG600冷 热台及偏光显微镜和Q500MC图象处理系统 由透射偏光显微镜 冷热台及配套使用的计算机 照相机 摄像机 液氮罐 水冷系统组成的实验平台 可直接观察在加温或冷冻过程中包裹体相态的连续变化 显微冷 热台的温度控制范围为 196 600 冷冻 加热速率从0 01 分钟 130 分钟 高温热台的最高加热温度可至1500 30 USGS型气流冷 热台 美国USGS冷 热台 加热时 使用空气气流对冷 热台不断冷却 加热 当温度超过500 时 使用氮气冷却 温度范围 196 700 样品最大视域直径1cm 31 液态包体加热 32 汽液两相包体加热变化趋势 33 汽液两相包体冷却变化过程 34 冷凝二氧化碳包体溶化过程 35 包体冷凝 加热变化过程 36 二氧化碳包体加热 冷却过程 37 测温结果记录 38 测定结果的处理 39 测定结果的处理 40 测定结果的处理 41 测定结果的处理 42 测定结果的处理 43 激光拉曼光谱仪 44 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1 m 纵向好于4 m 6 光谱重复性 0 2cm 1 45 在地学研究领域的主要应用 1 对岩石中微小的特征矿物 如超高压岩石中的柯石英等 进行鉴定并研究矿物的成分与结构 2 对岩浆熔体玻璃相分子网络聚合结构进行测定 研究岩浆在上地幔和地壳中的部分熔融与分离分异作用 3 研究矿物中气相 液相和固相包裹体的组成 确定矿床成矿时