矿床地球化学流体包裹

1什么是流体包裹体1什么是流体包裹体今尚在主矿物中封存并与主矿物有着相的界限的那H2O,CO2CH4,N2H2O,CO2石赤铁矿,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 Jayanta流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的《矿床地球化学》授课矿床地球化学基本问题(12月2日流体包裹体及在矿床学中的应用(12月9日实验地球化学在矿床学中的应用(12月11日热液中成矿元素的迁移与沉淀(12月16日微量元素在矿床学中的应用(12月18日稳定同位素在矿床学中的应用(12月23日放射性同位素年代学在矿床学中的应用(12月25日10.主要类型矿床成矿过程26日)矿床地球化主讲人中国科学院地质与地球物理2流体包裹体基本假2流体包裹体基本假流体包裹体分 根据相液体包裹在低于CO临气体CO、液含CO2包裹体溶液三气体包裹 包裹体体 KCl赤铁矿含子矿物包裹 解石熔融(岩浆)包裹流体包裹体被捕获的机晶体部分溶(熔)解产生流体包裹体被捕获的机晶体部分溶(熔)解产生生长，捕获的生长晶面上被坑，晶体再生后被捕3流体包裹体成因原生(P):与主矿物同时形成，次生(S):主矿物形成之后沿矿分布；假次生(PS):流体包裹体大>mm:3~25μm:1.5μm:H2O或CO25μm:H2O+CO2 最常含有流体包裹体的10种矿石 萤 石方解石磷 石榴闪锌 重晶 锡流体包裹体研究的步采野外–对最终结果解释影响采集岩石(矿石)室内挑 素显微下镜下观次划 测测ThtotThCO2Tm流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的包裹体在生长螺枝蔓状快速生晶面裂纹、晶体良生长形成包裹4流体包裹体世代关早晚流体包裹4流体包裹体世代关早晚流体包裹体世代关P和S包裹体具有不同相原生和次生流体包裹体形成动画SP原生和次生流体包裹体形成动画效原生和次生流体包裹体形成动画5捕获后变化–卡脖子-5捕获后变化–卡脖子-发生在和L-V曲“卡脖捕获后变化–卡脖子-在和L-V曲线相降温至和L-V包裹体捕获后变化卡脖子相比例估相比例估包裹体世6CO2体系P-T相液-气相6CO2体系P-T相液-气相 液临界等容线气CO2体H2O-NaCl体系温度－组分23.5,25and27wt%NaCl)在冷简单水溶液体系温度－密度关系 H2O体系相液气T流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的捕获后卡脖子-L-V曲线“卡脖7流体包裹体测7流体包裹体测包裹体显微测试中常用符Thtot–ThCO2L-V等部分均一温度，常用于含CO2包裹体.(表明均一至何种状态ThCO2L-V(L))Tm–Te–Td–Tt–流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的CO2-CH4体系CO2-CH4包CO2冰 CO2冰熔化温CO2-CH4相CO2-H2O体相通过获得CO2-H2O式可以获得体系的摩尔体积及CO28L=V曲线前进 气0 8L=V曲线前进 气0 液温度下降时,包裹体将沿一等容线前进直至和V 气0 液 气0 Tt 液液气0 均一法的基本着等容线演化，一直到两相界面的位置，如果原来捕获的是大于临界密度的流体， Th→体流体，则气体在流体中将凝聚出一个液相，形成具有一个大气泡的两相包裹体。将具有气液包裹体的光薄片放在热台上 Th→ HO体系相 流体包裹体测试仪器－冷LinkamTHMS冷热台(英国9如果捕获压力Pt已知或能估计获得就可以(Tt) 气0 9如果捕获压力Pt已知或能估计获得就可以(Tt) 气0 Tt 液继续升温包裹体沿原先的等容线前 气0 液Th所在的等容线即为包裹体原先降温时 气0 液达到均一温度(Th) 气0 液V/L曲线前进, 气0 液 气0 液CO2气 CO2液相含CO2包裹体部分完全均 气0 液Th和Tt间差值即为压力 气0 液均一温度(Th): 均一温度(Th): 冷冻法测定包裹体盐度的基本原冷冻法是研究包裹体流体体系成分和盐度的基本方法之一。它是将包裹体样品放置在冷台上通过改变温度，观察包裹体中发生的相变，再与已知流体体系的实验相图进行对比，来NaC冷冻法测定包裹体盐度的基本原冷冻法是研究包裹体流体体系成分和盐度的基本方法之一。它是将包裹体样品放置在冷台上通过改变温度，观察包裹体中发生的相变，再与已知流体体系的实验相图进行对比，来NaCl-H2H2O-NaCl体包裹体中出现石盐子矿物表明气盐度很高(>26黄铜 石子矿物TemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperatureTemperature-6oC发生最后一块冰晶熔化消失，L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ -6oC发生最后一块冰晶熔化消失，L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ 镜下显示为包裹体中气泡被“解锁”L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ 10wt.%水溶液包裹体冷冻至0oC之下，由L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ L+ Ice+L+ +L+ Ice+NaCl.2HO+ -过冷却后包裹体冷 冷冻实验测冰点(盐度)冷冻实验－冰点(盐度流体包裹体冷冻法冰点与盐度关系冷冻实流体包裹体冷冻法冰点与盐度关系冷冻实最后一块冰熔化－冰点 H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过盐度的测试－H2O-CO2-NaCl盐度t为笼合物熔化温盐度的测H2O-CO2-NaCl包裹冷冻笼合物形 -30to-40水结 -40to-60CO冷冻固 -90to-110加温CO冰熔 -60to-56.6HO冰熔 由含盐度而笼合物熔 -10to+10CO部分均 由密度决CO水合物:CO5·H盐度的测定其它含盐溶液冰点的相变与NaCl-H2O体系类似NaClwt初熔温度 - -10.7 -49.8 -33.6NaCl- -22.9NaCl- -52.0NaCl- -35.0盐度的测H2O-NaCl(<23.2wt%盐度(wtNaCleq)0.001.78T0.0442TT最后一块冰消失温度(-21.2℃<T<0(>23.2,<26.3wt%根据水石盐的最终熔化温度，在相应图解曲线上求出NaCl的浓过饱和体系(>26.3wt%盐度(wt%NaCleq26.2420.4928T1.42T0.223T+0.04129T+0.006295T–0.001967T+0.0001112TTNaCl晶体熔化温H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过-CO2冰熔化 -120H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过-H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl(9%)H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl(9%)H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过CO2部分均一 -120H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过30C笼合物熔化 -120H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过H2O-CO2-NaCl包裹体冷冻实验实际过-流体包裹体数据类型与计流体包裹体数据类型与计算机数据处流体包裹体数据处理与流体包裹体数据处理与流体包裹体数据处理与流体包裹体数据处理与包裹体爆激光拉曼光谱流体包裹体中激光拉曼光谱流体包裹体中气CO2,CH4,N2H2S,C2H6,SO2,CO,H2,O2,等激光拉曼光谱仪－单个包裹体非破环性拉曼效分子振动:矿CO2,N2,CH4,NaCa2激光拉曼光谱拉曼气液相成 气相成分－四极杆质谱：气相成分（H2O、CO2、CH4C2H6、N2、O2、H2S、He、Ar）及包裹体水含 离子成分－液相色谱和电感耦合等离子（ICP）质谱Na,K,Ca,Mg,F,Cl,SO42-,流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的扫描电镜与能谱仪－固相熔扫描电镜与能谱仪－固相熔融包裹体中成分玻璃质G云母 Q石英M寄主矿物:绿柱石激光拉曼光谱熔融包裹组H2O激光拉曼光谱流体包裹体中固子矿物偶然捕获相赤铁矿,金红石,石墨,含碳激光拉曼光谱SO2-,CO2-,HSO-,HCO-,HS- HSOSO激光拉曼光谱125137流体包裹体中气下一步:显微测首先冷冻1下一步:显微测首先冷冻1不混溶包裹体群的显微镜下特成分不范围内。ImmiscibilityintheH2O-CO2-NaClsystemproducesahigh-salinity,CO2-pooraqueousphaseinequilibriumwithaverylowsalinityH2O-CO2phase“不混溶流体不混溶–两个性质成分不同的流体分离－常过程减压和/降沸腾–过程减压和/加退变质沸腾–过程减压和/降流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-MS)分析－单个包裹体破环性方美国VirginiaTech大学流体包裹体实验(造山带型脉状H2O-CO2-NaCl±CH4均一温(造山带型脉状H2O-CO2-NaCl±CH4均一温度低盐度(<8wt%晚期有大气水据Bierleinet火山热液块状硫化物(VMS)均一温度斑岩型Cu-Mo(-Au)均一温度高盐度，0~70wt% 据Williams-JonesandHeinrich, 临界状态包裹 典型矿床均一温度－盐流体流体包裹体岩流体包裹体相流体包裹体显流体流体典型矿床中的沉积岩和油气盆地研究中的流体包沉积岩和油气盆地研究中的流体包变质岩石学研究中的流体包裹接触(热)退变质作用和流体-岩石相互作退变质P-T轨迹和变质岩区隆起地幔岩石学研究中的流体包裹包裹体内微量气相组分_上地幔氧化态信息流体包裹体温度和压力_捕获或再平衡温度和压力条件研究领域：拓岩浆岩岩石学研究中的熔融共存的出溶流体的近似(和部分)密西西比河谷型(MVT)Pb-ZnLAICP-MS分析闪锌矿密西西比河谷型(MVT)Pb-Zn 石 10范围为wt%NaCl)，但极少含贱金属油田卤水流体包裹含油卤流体包裹体常典型矿床流体流体包裹体常典型矿床流体卢焕章,范宏瑞,倪培,等.2004.流体包裹体.科学出版社,487ppAndersonT,FrezzottiML,BurkeEAJ(eds.).2001.FluidInclusions:SamsonI,AndersonA,MarshallD.2003.FluidInclusions:AnalysisandInterpretation.MineralogicalAssociationofCanada,Short32.GoldsteinRH,ReynoldsTJ,1994.Systematicsoffluidinclusionsindiageneticminerals,SEMShortCourse31.SEPM.SocietyforSedimentaryGeology,Tulsa,199pp.ShepherdTJ,RankinAH,AldertonDHM.1985.APracticalGuidetoFluidInclusionStudies.BlackieandSon,Glasgow,239pp.RoedderE.1984.Flu