流體包裹體測(cè)試技術(shù)

1、第七章流體包裹體分析測(cè)試,（FLUID INCLUSIONS）,參 考 書(shū) 目,何知禮，1982，包體礦物學(xué)，地質(zhì)出版社Roedder, 1984, Fluid Inclusions, Mineralogy Society (有中譯本）Shepherd, Rankin, & Alderton, et al., 1985, A Pratical Guide to Fluid Inclusion Studies, Cha

2、pman and Hall (有中譯本）劉斌，朱思林，沈崑，2000，流體包裹體熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算軟件及算例盧煥章，范宏瑞，倪培，張文淮，等，2004，流體包裹體，科學(xué)出版社,流體包裹體FLUID INCLUSIONS,,A、流體包裹體顯微鏡巖相學(xué)研究,流體包裹體的鏡下識(shí)別流體包裹體的鏡下特征的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)流體包裹體的不同物理相態(tài)掌握流體包裹體的物相分類和成因分類,二、基本原理,1. 均勻體系。包裹體形成時(shí)，被捕獲的流體

3、是均勻體系，即主礦物是在均勻體系中生長(zhǎng)的。2. 封閉體系。充填（滯留）在晶體缺陷中的流體為主礦物封閉，形成獨(dú)立的封閉體系，沒(méi)有外來(lái)物質(zhì)的加入和內(nèi)部物質(zhì)的逸出。3. 等容體系。包裹體形成后，體積基本恒定不變，保持等容體系的特點(diǎn)，因而可以利用各種與之有關(guān)的物理化學(xué)相圖。,三、流體包裹體分類,（1）根據(jù)礦物捕獲流體的種類分為從均勻流體中捕獲的包裹體和從非均勻流體中捕獲的包裹體兩類；（2）根據(jù)成因分為原生包裹體、次生包裹體、假次生包裹體

4、以及變質(zhì)作用形成的變生包裹體四類；（3） 根據(jù)包裹體的物理相態(tài)可以分為固體包裹體、熱水溶液包裹體和熔融包裹體三類。熱水溶液包裹體可以進(jìn)一步分為純液相包裹體、純氣相包裹體、富液相包裹體、富氣相包裹體、含子礦物的多相包裹體、含液體CO2包裹體和有機(jī)包裹體7大類，而熔融包裹體還可以分為非晶質(zhì)熔融包裹體、晶質(zhì)熔融包裹體和熔融－溶液包裹體3類。,流體包裹體分類 — 根據(jù)相態(tài),四、儀器、試劑和實(shí)驗(yàn)材料,Leica或Olympus偏光顯微鏡數(shù)臺(tái)，配

5、備有10倍雙目目鏡和4倍、10倍、20倍、50倍和63倍物鏡。需要配備10套用于進(jìn)行包裹體測(cè)試的流體包裹體樣品，包括各類礦床的石英、方解石、螢石、石榴子石等礦物以及磨制好的薄片。準(zhǔn)備統(tǒng)一規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙。,五、流體包裹體顯微巖相學(xué)研究,1、將雙面拋光薄片放在顯微鏡載物臺(tái)上，先將鏡頭提到較高高度，然后徐徐降低直至眼睛所見(jiàn)的薄片中物體景象清晰為止。選擇潔凈透明度好且結(jié)晶程度好的晶粒觀察,最好選擇無(wú)色或淺色晶粒。如果在一個(gè)視域中找不到理

6、想的,可以換個(gè)視域再找。2、遵循從低倍到高倍鏡下觀察的順序,先用低－中倍（×10）物鏡掃描，多發(fā)現(xiàn)主礦物顆粒中具有有一定方向,有規(guī)律排列或呈條帶狀的小黑點(diǎn)，小于10μm的包裹體通常呈小的暗色斑點(diǎn)成群或枝蔓狀出現(xiàn)，然后轉(zhuǎn)換成較高倍數(shù)的物鏡進(jìn)行詳細(xì)觀察。3、將流體包裹體與礦物包體、以及與粘片樹(shù)脂中的空氣泡相區(qū)別。,4、對(duì)于要作進(jìn)一步研究的包裹體一定要定位、編號(hào)。要記錄其周?chē)俗⒛康臉?biāo)志（如解理、裂隙、雜質(zhì)等的特征）與該包裹體

7、的相對(duì)位置，以便用時(shí)易于找到。5、流體包裹體鏡下特征的觀察。主要內(nèi)容有：包裹體的形狀、大小和顏色；數(shù)量、產(chǎn)狀及分布特征；相態(tài)、成分、充填度；各類包裹體的識(shí)別等。6、繪制鏡下流體包裹體的素描圖，測(cè)量和估算流體包裹體的體積，描述和記錄流體包裹體的鏡下特征，估算流體包裹體的充填度。7、對(duì)于熱水溶液兩相包裹體，要根據(jù)包裹體中液相所占體積與包裹體總體積的百分比來(lái)確定包裹體的充填度。,8、對(duì)于含CO2包裹體，CO2常與氣體水溶液形成三相包裹體

8、，這要根據(jù)潤(rùn)濕特征進(jìn)行判斷。水溶液潤(rùn)濕性最大，所以常與包裹體壁直接接觸，并充填所有凹穴和不規(guī)則處。三相包裹體中液相CO2總是位于水溶液中，呈半環(huán)狀或圓環(huán)狀包圍氣泡。包裹體中物相的潤(rùn)濕先后順序依次為：水溶液、液體CO2、氣體。,9、對(duì)于含子礦物多相包裹體，要注意區(qū)分捕虜?shù)V物與子礦物，鑒定子礦物的種類。第一，檢查某一世代的各種不同粒度包裹體中相的比例是否基本穩(wěn)定，因?yàn)椴东@的有穩(wěn)定液/固比例的捕虜?shù)V物的可能性很??；其次捕虜?shù)V物與它們的主包

9、裹體相比，往往異常地大。一般來(lái)說(shuō)，地質(zhì)樣品中單個(gè)的包裹體內(nèi)只能有一種礦物發(fā)育成一個(gè)晶體，出現(xiàn)最普遍的是強(qiáng)堿性鹵化物，特別是NaCl和KCl。從光學(xué)性質(zhì)來(lái)看，二者都是均質(zhì)體，并具有典型的立方體晶形，而其它鹽類礦物都是非均質(zhì)體，呈板狀、板條狀、針狀或纖維狀。,六、注意事項(xiàng),1、先升高鏡頭，將薄片放在載物臺(tái)后，然后徐徐下降鏡頭，注意不要速度太快，以免損壞薄片。2、先裝上低倍物鏡，如（×4或×10），在視域中找到目標(biāo)后，

10、瀏覽流體包裹體的分布及數(shù)量，然后再換更大倍數(shù)的鏡頭。在換裝鏡頭時(shí)，要小心翼翼，避免鏡頭磕碰。3、如果目鏡或物鏡鏡頭不清晰，不要用手或其它工具搽拭，應(yīng)用專用的鏡頭紙或?qū)Ｓ明淦げ胧?。由于包裹體很小，在顯微鏡視域中不僅應(yīng)水平移動(dòng)薄片，以看清片子中的包裹體，而且應(yīng)上下移動(dòng)鏡筒，也會(huì)在不同的深度上發(fā)現(xiàn)包裹體。要注意的是，上下移動(dòng)鏡筒時(shí)要清楚移動(dòng)的方向，避免在向下移動(dòng)時(shí)使鏡頭接觸和壓壞載物臺(tái)上的薄片。,4、學(xué)會(huì)用顯微鏡的測(cè)微尺測(cè)定包裹體的大小，用

11、目估和與經(jīng)計(jì)算作出的標(biāo)準(zhǔn)圖形對(duì)比得出相應(yīng)的充填度數(shù)值。5、要充分描述樣品中的包裹體。除了對(duì)包裹體類型、形狀、大小及豐度進(jìn)行描述外，還要認(rèn)真觀察包裹體的成因判據(jù)，確定原生、假次生和次生包裹體。觀察子礦物的光學(xué)特征、液相CO2和有機(jī)相的識(shí)別依據(jù)、包裹體出現(xiàn)的不同相和相體積的相對(duì)比值，這些是估算包裹體組成、密度、近似均一溫度和進(jìn)一步鑒定這些包裹體相的基礎(chǔ)。當(dāng)樣品中存在多組或多世代包裹體時(shí)，用手繪素描草圖是非常必要的。,七、數(shù)據(jù)記錄與處理,用

12、記錄本或?qū)Ｓ帽砀裼涗浕蚶L制流體包裹體鏡下的特征。記錄內(nèi)容為：樣品名稱，樣號(hào)，包裹體的形狀（規(guī)則與不規(guī)則，是否是負(fù)晶形等）、大?。ㄒ驭蘭為單位）和顏色；數(shù)量、產(chǎn)狀及分布特征（以確定流體包裹體的類型）；相態(tài)、成分、充填度。制作及填寫(xiě)流體包裹體鏡下特征與均一溫記錄表。,九、思考題,1. 試述流體包裹體測(cè)溫研究的三個(gè)理論假設(shè)。2. 負(fù)晶形包裹體的涵義是什么？3. 何謂包裹體的充填度？,B、流體包裹體冷凍法測(cè)鹽度,掌握流體包裹體冷凍法測(cè)溫

13、的基本原理掌握冷凍法測(cè)溫和通過(guò)冰點(diǎn)測(cè)定流體鹽度的技術(shù)對(duì)于H2O-CO2-NaCl多相包裹體，學(xué)習(xí)使用籠形物均一溫度測(cè)定鹽度的技術(shù),,,二、冷凍法基本原理,冷凍法指在包裹體冷卻到室溫以下時(shí)觀察液相向固相轉(zhuǎn)變（即固化）過(guò)程?；驹硎峭ㄟ^(guò)在冷臺(tái)上改變溫度，觀察包裹體所發(fā)生的相變過(guò)程，并與已知體系實(shí)驗(yàn)相圖對(duì)比，測(cè)定包裹體中流體所屬體系和流體成分。由于冷凍時(shí)，流體包裹體具有亞穩(wěn)定特點(diǎn)，只能在比預(yù)計(jì)（理論值）低的多的溫度下才形成新相。過(guò)冷卻

14、現(xiàn)象的存在，就使冷凍過(guò)程中的相變溫度不具實(shí)際意義。因此冷凍法一般采取迅速冷凍包裹體，然后再以一種控制的速度使溫度上升，全部相轉(zhuǎn)變過(guò)程的研究和相變溫度的測(cè)定都是在致冷后回溫→溶解的過(guò)程中進(jìn)行的。,FIG.4-2. Vapor-saturated phase relations in the NaCl-H2O system. I = ice; L = liquid; HH = hydrohalite; H = halite; P = p

15、eritectic(包晶反應(yīng)點(diǎn)) (0.1°C, 26.3 wt.% NaCl); E = eutectic (-21.2°C, 23.2 wt.% NaCl). The halite solubility curve extends from the peritectic to the NaCl triple point (801°C).,Vapor-saturated phase relation

16、s in the NaCl- H2O system at low temperatures(Bodnar,2003). I=ice; L=liquid; HH=hydrohalite; H= halite; P=peritectic (0.1°C, 26.3wt.%NaCl); E=eutectic (-21.2°C, 23.2wt.%NaCl).,三、 儀器和試劑,Linkam TH600冷熱兩用臺(tái)，使用溫度范圍

17、：－180～600℃。以及與之配套顯微鏡及溫度測(cè)量?jī)x器等。液氮5瓶，培養(yǎng)皿30個(gè)，丙酮和酒精各5瓶。磨制好的流體包裹體兩面拋光薄片，從玻璃載玻片上脫離分成多個(gè)小片(直徑<20mm)。準(zhǔn)備同一規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙。,四、 測(cè)鹽度步驟,1. 冷凍臺(tái)的校正冷凍臺(tái)校準(zhǔn)是測(cè)溫分析一個(gè)重要步驟。主要原因是溫度探測(cè)器必然離開(kāi)被測(cè)定包裹體一定距離，所測(cè)溫度可能比包裹體相變溫度高或低。此外臺(tái)體工作溫度與室溫差別也是構(gòu)成誤差的主要原因。校正的步

18、驟是選擇標(biāo)準(zhǔn)熔點(diǎn)試劑，通過(guò)測(cè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試劑的冰點(diǎn)，繪制校正曲線圖。將測(cè)定的溫度同這條曲線相對(duì)照，就可以估計(jì)真實(shí)溫度。,2. 冷凍參數(shù)的測(cè)定,(1) H2O-NaCl體系包裹體① 0～23.3wB%NaCleq.包裹體的冷凍測(cè)試。a) 冷卻包裹體直到溶液凍結(jié)。冷凍時(shí)，理論上包裹體應(yīng)在-10℃形成冰，然后繼續(xù)結(jié)晶直到-20.8℃。隨后剩余液體轉(zhuǎn)變?yōu)镹aCl·2H2O（水石鹽），包裹體完全凍結(jié)。實(shí)際上由于亞穩(wěn)定直到約-90℃才產(chǎn)生

19、固結(jié)作用。而且由液體到固體的轉(zhuǎn)變瞬時(shí)發(fā)生，有時(shí)肉眼難以識(shí)別，僅見(jiàn)氣泡突然消失或變形，凝固體是透明的，多少有些斑點(diǎn)或呈棕褐色。,(1) H2O-NaCl體系包裹體b) 始熔溫度（低共結(jié)點(diǎn)）TFM的測(cè)定加熱回溫過(guò)程中，包裹體沿著同一軌跡返回，達(dá)到t2（-20.8℃）NaCl-H2O體系低共結(jié)點(diǎn)溫度時(shí)，水石鹽熔化，出現(xiàn)液相。這一方面使光線容易透過(guò)，另一方面液體濕潤(rùn)了NaCl·2H2O和冰晶表面使它們變的光滑，又增加了透明度，總

20、得效應(yīng)是在一瞬間整個(gè)包裹體腔變亮。由于產(chǎn)生的液體量少，始熔可能是難于或者實(shí)際上常常是不可能識(shí)別的，通常根據(jù)包裹體呈現(xiàn)出完全粒狀化外貌識(shí)別，此時(shí)的溫度為始熔溫度（TFM）--相當(dāng)于低共結(jié)點(diǎn)溫度。,(1) H2O-NaCl體系包裹體c) 冰點(diǎn)的測(cè)定和鹽度的確定在t2點(diǎn)，水石鹽熔化，剩下冰＋液體，隨著溫度上升，冰不斷熔化，直到t1處（-10℃）最后冰晶熔化為止，這時(shí)的溫度就是冰點(diǎn)的溫度（TM）。如果在此期間溫度在幾分鐘內(nèi)保持不變，較小的

21、晶體就會(huì)消失并逐漸形成單個(gè)的大晶體，并以圓形或小板狀的晶體為特征。由于冰的晶體折射率比液體低，所以低突起顯著。但是在鹽度非常低的情況下，折射率的對(duì)比度減弱，致使最后冰晶消失溫度難以記錄。,低鹽度包裹體冷凍法測(cè)溫主要相變的顯微照片,這些相變發(fā)生在螢石中的一個(gè)含15wB%NaCl 當(dāng)量的兩相水溶液（液+氣）包裹體中，是在冷凍/加熱過(guò)程中觀察到的。包裹體長(zhǎng)度約30μm。,冷凍后：(a)+20℃的水溶液+氣泡，在-90℃(t3)時(shí)，氣泡突然消

22、失并發(fā)生凝固作用；加熱后：(b) -78℃包裹體呈現(xiàn)出玻璃狀的有細(xì)微小斑點(diǎn)的外貌，并且在底部的右側(cè)角落可以看到氣泡的輪廓；(c) –20.8℃(t2)初熔溫度(共結(jié)溫度)TFM，包裹體變暗并且成為完全粒狀的； (d) -19℃：進(jìn)一步熔化產(chǎn)生大量低突起顯著的小的圓形冰晶體；氣泡被冰弄的模糊不清。,注意: 因?yàn)橐后w的折射率與主礦物螢石的折射率相似，所以包裹體壁變?yōu)椴豢梢?jiàn)的，而冰的晶體卻形成了圓齒狀的邊界；(e) -15℃：有效

23、的熔化留下三塊冰晶和突出的氣泡。注意：這時(shí)液體的折射率比螢石低因而包裹體壁重新變?yōu)榭梢?jiàn)的；(f)-12℃；(g)-10.5℃：?jiǎn)蝹€(gè)的微小的冰晶體附于氣泡上；(h)-10℃(t1)最終的冰熔化溫度(TM)。,(1) H2O-NaCl體系包裹體通常，對(duì)于以含NaCl水溶液為主的包裹體，可以通過(guò)查閱H2O-NaCl冰的熔化曲線確定其鹽度。也可以根據(jù)所測(cè)得的冰點(diǎn)溫度從NaCl-H2O體系的冰點(diǎn)－鹽度數(shù)據(jù)查的鹽度近似值。根據(jù)Potter等

24、（1978）提出的公式可以計(jì)算溶液的鹽度： wB＝0.00+1.76985θ-4.2384×10-2θ2+5.2778×10-4θ3式中wB為溶液中的NaCl質(zhì)量百分?jǐn)?shù)wB%，θ為冰點(diǎn)下降溫度℃，計(jì)算得到的NaCl-H2O體系冰點(diǎn)－鹽度數(shù)據(jù)。當(dāng)冰點(diǎn)確定之后，也可以從該表查到相當(dāng)于NaCl鹽度的近似值。,(1) H2O-NaCl體系包裹體② 23.3～26.3wB%NaCl包裹體的鹽度測(cè)試。如含25wBNaC

25、leq.包裹體的性狀與包裹體A相似，在過(guò)冷卻狀態(tài)下凍結(jié)，在重新加熱過(guò)程中，液體首先在共結(jié)溫度-20.8℃形成，這時(shí)冰熔化，剩下水石鹽＋液體。始熔后形成的水石鹽一般呈細(xì)粒狀并呈大量微小晶體出現(xiàn)，由于水石鹽晶體折射率高，以高突起為特征。與冰不同，它是慢慢地聚結(jié)成一個(gè)單個(gè)晶體。隨著溫度的升高，水石鹽繼續(xù)熔化，在-7℃最終熔化。該點(diǎn)為T(mén)FM。根據(jù)NaCl·2H2O晶體的熔化溫度TFM，在水石鹽熔化曲線上求出NaCl的濃度。,氣液包裹體

26、在冷凍時(shí)的情況,(2) H2O-NaCl-CO2體系包裹體,大多數(shù)包裹體歸入此類。H2O-NaCl-CO2類型適用于在室溫下含有顯著數(shù)量的液體CO2和水溶液相的包裹體。對(duì)CO2來(lái)說(shuō)，液體CO2可能在冷凍之后才出現(xiàn)。這些包裹體最難分析。因?yàn)槔鋬鲋兄辽倏梢援a(chǎn)生5個(gè)相：水溶液、冰、氣體水合物、固體CO2 、富CO2液體的富CO2氣體。在室溫下，水溶液流體和富CO2相是完全不混溶的，而且表現(xiàn)出似乎它們是分離的H2O-NaCl和CO2的包裹體。

27、但是在冷凍后，由于氣體水合物或者稱之為“籠形物”的形成，各相之間有強(qiáng)烈的相互作用。這些氣體水合物固定了大量氣體和水，從而干擾了剩余水溶液和非水溶液成分的特點(diǎn)。,相變過(guò)程：18℃時(shí)包裹體含有水溶液、CO2液體和CO2氣體的典型三相形式。冷凍過(guò)程中氣泡不斷擴(kuò)大直到-28℃水溶液相似乎凍結(jié)為止，同時(shí)，固體在液體CO2相的中心形成放射狀結(jié)構(gòu)。這是由于籠形物形成所致?；\形物是無(wú)色、均質(zhì)物，特別難以觀察。除了液體CO2/水溶液界面的輕微彎曲和CO2

28、含量減少以外，這個(gè)轉(zhuǎn)變是很容易被漏掉的。在進(jìn)一步冷卻過(guò)程中，水溶液相在-48℃時(shí)經(jīng)歷第二次凍結(jié)，這時(shí)固化作用很容易看到。水溶液相變成半透明，而且圍繞氣泡的籠形物表層也破裂并形成一種扭曲的橢圓形態(tài)。最后在-102℃時(shí)CO2相凍結(jié)，形成一個(gè)半月形的白色固體CO2物質(zhì)和較暗的CO2蒸氣泡。此時(shí)包裹體中含有固體CO2、CO2氣體、籠形物和冰（注意：上述溫度值應(yīng)用于這種特殊的包裹體且由于過(guò)冷卻而代表了亞穩(wěn)定的相轉(zhuǎn)變）。,(2) H2O-NaCl-

29、CO2體系包裹體,加熱過(guò)程中，在-57.0℃，出現(xiàn)最初的液體CO2，而且液相繼續(xù)形成直到-56.7℃(TmCO2)時(shí)CO2完全熔化。在-1.5℃時(shí)最后冰晶熔化(Tm)，氣泡顯然仍是扭曲的，并且由一種看不到的固相（籠形物）固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。?9℃時(shí)籠形物溶解(TmClath)，同時(shí)伴隨著液體CO2的出現(xiàn)富CO2的氣泡此時(shí)變成完整的圓形，周?chē)且后wCO2。在進(jìn)一步加熱過(guò)程中CO2在+30.1℃(ThCO2)時(shí)均一成液體狀態(tài)。在這種樣品中

30、可以測(cè)定四個(gè)數(shù)據(jù)：TmCO2 Tm，TmClath，和ThCO2。在正常冷凍過(guò)程中，只有溶解在水溶液相中的CO2受到籠形化作用，在液體CO2/水溶液界面上才會(huì)形成籠形物，并且起到一種物理障的作用。但是，如果剛好在籠形物形成溫度以下把溫度固定幾個(gè)小時(shí)，這時(shí)CO2和H2O之間的反應(yīng)就會(huì)趨于完全?；\形物例外地在水溶液相中形成明顯的板狀晶體，但是通常其折光率是那樣接近流體，以致這些晶體總是看不見(jiàn)。,(2) H2O-NaCl-CO2體系包裹體,

31、實(shí)驗(yàn)資料表明，固體CO2熔化的區(qū)間是實(shí)際存在的，但所用的TmCO2 和ThCO2值與純CO2無(wú)顯著區(qū)別。說(shuō)明使用TmCO2-ThCO2圖解是可行的。但是在籠形物形成作用中，水從水溶液相中移出，這樣就增加了剩余溶液的鹽度。因此冰的最終熔化溫度(Tm)異常低，也就不能作出正確的鹽度估計(jì)。作為一種可供選擇的方案，可以使用籠形物熔化溫度來(lái)測(cè)定鹽度。當(dāng)NaCl存在時(shí)，CO2水合物的熔化溫度(TmClath)向H2O-NaCl-CO2共結(jié)點(diǎn)方向

32、下降，下降幅度與鹽的數(shù)量成正比。這樣最終的籠形物熔化溫度就是水溶液相鹽度的函數(shù)（注意：只有當(dāng)籠形物與CO2和CO2氣體處于平衡時(shí)，這個(gè)方法才有效。,在典型的冷凍/加熱循環(huán)過(guò)程中H2O-NaCl-CO2包裹體內(nèi)發(fā)生的各種相變,冷凍時(shí)：(a) -28℃，籠形化(第一次凍結(jié))，包裹體含有水溶液、CO2 氣體、CO2 液體和CO2 籠形物；(b) -48℃，水溶液凍結(jié)(第二次凍結(jié))，包裹體含有冰、CO2 氣體、CO2 液體和CO2 籠形物，液

33、體CO2 在-102℃凝固，此時(shí)包裹體含有冰、籠形物、固體CO2 和氣體CO2。加熱時(shí)：(c) -74℃固體CO2 以一個(gè)明亮的非晶質(zhì)體出現(xiàn)在氣泡拐角處，剩余部分為CO2 氣體。(d) -57℃，固體CO2 初熔，固體CO2 呈圓形粒狀出現(xiàn)在液體CO2 中，在接近-56.7℃時(shí)，完全熔化(TmCO2)。(e) –2.0℃，冰開(kāi)始熔化，釋放出的水與剩余液態(tài)CO2 反應(yīng)更多籠形物；(f) +4.3℃~+4.5℃時(shí)，冰最終熔化(Tm)

34、；(g) +9.5℃，籠形物最終熔化，釋放出來(lái)的CO2 圍繞氣泡存在；(h) +30.1℃，CO2 相均一成液態(tài)(ThCO2)。,五、注意事項(xiàng),(1) 對(duì)于NaCl-H2O體系，冷凍法適用于鹽度0~23.3wt%稀溶液的測(cè)定，當(dāng)鹽度高于23.3wt%時(shí)，溶液的鹽度就不能根據(jù)冰點(diǎn)來(lái)測(cè)定了。因此，NaCl-H2O體系的冰點(diǎn)最低不會(huì)低于-21.2℃，即相當(dāng)于鹽度為23.3wt%時(shí)的冰點(diǎn)。低于鹽度為23.3~26.3wt%NaCl的溶液，可

35、以通過(guò)回溫時(shí)見(jiàn)到的淡黃色的NaCl?2H2O八面體晶體，該晶體與水并存，隨著溫度升高逐漸熔化而消失，根據(jù)消失溫度通過(guò)相圖投影法可以確定鹽度。也可以根據(jù)劉斌和沈昆(1999)提出的公式計(jì)算鹽度：S＝26.20522＋0.117622?t＋1.245512×10-3?t2＋1.0525154.2384×10-4?t3式中：S為鹽度；t為NaCl?2H2O晶體的熔化溫度(℃)。也可以通過(guò)查表得出鹽度(劉斌，沈昆，19

36、99)。,(2) 地質(zhì)上所觀察到的鹽水包裹體是非常復(fù)雜的水溶液體系，NaCl可能是其中的最主要溶質(zhì)。在進(jìn)行實(shí)際流體包裹體冰點(diǎn)測(cè)定時(shí)，往往不能單獨(dú)獲得每一種溶質(zhì)造成的冰點(diǎn)下降值，只能測(cè)定所有溶質(zhì)聯(lián)合的冰點(diǎn)下降。所以冷凍法所獲得的的鹽度實(shí)際上是多組分溶質(zhì)的綜合結(jié)果，以相當(dāng)于NaCl的濃度表示。(3)地質(zhì)樣品內(nèi)鹽水溶液包裹體中流體除了NaCl-H2O體系以外，常見(jiàn)的還有KCl-H2O、NaCl-KCl-H2O以及NaCl-CaCl2-H2O

37、、NaCl-MgCl2-H2O、Na2CO3-H2O、NaHCO3-H2O、 NaCl-Na2CO3-H2O、Na2CO3-NaHCO3-H2O等體系。如果根據(jù)其它性質(zhì)能夠確定流體包裹體中是以Na2Cl-H2O體系以外的組分為主時(shí)，則應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的體系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定其鹽度。,六、思考題,試述冷凍法測(cè)溫的基本原理。對(duì)于鹽度為23.3~26.3wt%NaCl的包裹體，應(yīng)如何測(cè)定鹽度？如何測(cè)定H2O-NaCl-CO2體系包裹體的鹽度？為什么

38、？,流體包裹體均一法測(cè)試均一溫度的技術(shù)流體包裹體均一法測(cè)試鹽度的技術(shù)流體包裹體均一法測(cè)試CO2-H2O包裹體部分均一溫度的技術(shù),C、流體包裹體均一法測(cè)溫,均一法是流體包裹體測(cè)溫的基本方法。礦物形成時(shí)所捕獲的流體呈均勻的單一相，充滿了整個(gè)包裹體腔，隨著溫度、壓力的下降，包裹體中流體收縮系數(shù)和主礦物的收縮系數(shù)不同，從而產(chǎn)生了氣泡。同時(shí)，某些流體可能發(fā)生不混溶作用，變成兩種互不相互不相溶的液體，或者在此溫度壓力下降過(guò)程中由于溶解度的降

39、低，部分溶質(zhì)過(guò)飽和，進(jìn)而形成子礦物晶體。因此室溫下多數(shù)包裹體為多相體系。在室溫下，用人工的方法將包裹體加熱，隨著溫度的升高（同時(shí)內(nèi)壓增大），相態(tài)將發(fā)生變化，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，多相消失，變成了原來(lái)的單相流體。均勻時(shí)相轉(zhuǎn)變瞬間的溫度稱之為均一溫度。這一溫度經(jīng)過(guò)壓力校正后可以得出近似的礦物形成溫度（捕獲溫度）。,均一法原理,三、 儀器和試劑,1、Linkam TH600冷熱兩用臺(tái)，使用溫度范圍：－180～600℃，以及與之配套的顯微鏡及溫度測(cè)

40、量?jī)x器等。培養(yǎng)皿30個(gè)，丙酮和酒精各5瓶。磨制好的流體包裹體兩面拋光薄片，已經(jīng)從玻璃載玻片上脫離分成多個(gè)小片(直徑<20mm)。準(zhǔn)備同一規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙。,四、 測(cè)溫步驟,1. 包裹體的選擇（1）包裹體要有代表性。要確定主成礦期或成礦階段和生成順序。然后多觀察幾個(gè)視域，對(duì)所選包裹體作記號(hào)和編號(hào)，確定包裹體類型。每類包裹體測(cè)10～15個(gè)數(shù)據(jù)，使它們有一定的代表性。（2）主礦物選擇。石英中包裹體最發(fā)育，因此，多選石英作為主

41、礦物。其它透明礦物如黃玉、螢石、石膏、方解石、輝石等都可作為測(cè)溫分析的主礦物，多數(shù)金屬礦物在顯微鏡下看不到包裹體，半透明金屬礦物如閃鋅礦、辰砂甚至鉻鐵礦等，在拋光程度好的情況下也能找到包裹體。觀察時(shí)應(yīng)選未經(jīng)風(fēng)化、潔凈和透明度、結(jié)晶程度均好的晶粒進(jìn)行觀察和測(cè)試。,2. 均一溫度測(cè)定方法均一法測(cè)溫前，現(xiàn)制作包裹體均一溫度記錄表格（實(shí)驗(yàn)一）。均一溫度一欄中還可以將子礦物均一溫度、CO2部分均一溫度等列入。如果是用冷熱兩用臺(tái)測(cè)同一包裹體，則需

42、測(cè)定和記錄均一和冷凍（冰點(diǎn)）溫度對(duì)。,3、均一溫度測(cè)試步驟,① 根據(jù)工作目的，選擇欲測(cè)包裹體。對(duì)同一類型的包裹體宜選擇具一定外形的、體積相對(duì)較大、腔壁較薄、相界線清楚的包裹體進(jìn)行測(cè)定。② 將欲測(cè)包裹體按類型進(jìn)行描述記錄和照相，并按原生、次生、液體、氣體和多相包裹體等依次觀察測(cè)定和記錄。對(duì)多相包裹體要進(jìn)行單獨(dú)詳細(xì)記錄，尤其注意子礦物的光學(xué)特征、子礦物的熔解溫度、變化特征及多相包裹體的最后均一溫度。 ③ 打開(kāi)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和保護(hù)氣裝置，

43、升溫、觀察、記錄相態(tài)變化及均一途徑和均一溫度。要反復(fù)觀察各相消失溫度，準(zhǔn)確地測(cè)定均一溫度值。,4、不同類型包裹體溫度參數(shù)的測(cè)定,(1) 兩相（L＋V）水溶液包裹體L＋V→L，通過(guò)氣泡消失均一成液體的方式。如果知道了均一溫度和流體成分（鹽度），可以計(jì)算整體的密度。L＋V→V，富氣包裹體或氣相體積占50％～60％以上（充填度＝0.5～0.6）的包裹體。通過(guò)液相消失而均一成氣體。加熱過(guò)程中氣泡逐漸擴(kuò)大，直到充滿整個(gè)包裹體空間。要測(cè)定均一溫

44、度（Th），需要準(zhǔn)確辨認(rèn)充滿包裹體的瞬間。由于暗淡氣泡會(huì)迅速地與暗淡包裹體邊緣匯合，準(zhǔn)確辨認(rèn)這一瞬間較困難，所有對(duì)均一成氣體的包裹體Th值測(cè)定易造成誤差。臨界均一，顯示出臨界均一化的包裹體。根據(jù)液體與氣體之間彎月面逐漸消失觀察。與接近臨界點(diǎn)的成分和密度吻合。,(2) 含子礦物包裹體的均一室溫下當(dāng)含子礦物多相包裹體加熱時(shí)，易溶鹽子礦物開(kāi)始溶解。溶解速率與它們?cè)谝合嘀械娜芙舛扔嘘P(guān)，鉀鹽（KCl）子礦物比相同質(zhì)量石鹽（NaCl）子礦物溶解

45、溫度要低。對(duì)飽和NaCl-H2O體系來(lái)說(shuō)，石鹽子礦物最終熔化溫度Tm(NaCl)直接與溶液鹽度（wB%NaCl）成正比。出現(xiàn)不止一種子礦物時(shí)，應(yīng)參考合適的混合鹽類體系。首先必須正確鑒定子礦物，其次是了解混合鹽體系中各類礦物溶解度，記錄每種鹽類子礦物溶解溫度。含NaCl子礦物包裹體在加熱時(shí)出現(xiàn)三種均一方式。① 氣體先消失，而后通過(guò)石鹽消失而均一。② 石鹽先消失最后通過(guò)氣體消失而均一。③ 石鹽的溶解和氣體的消失是同時(shí)發(fā)生的。Tm(NaCl

46、)=Th­=t3。具有這種習(xí)性的包裹體被認(rèn)為是在沸騰的流體中形成的。,FIG.4-5. Solubility of NaCl in water under Vaporsaturated conditions calculated using the FORTRAN program SALTY (Bodnar et al., 1989),FIG.4-6. Series of photomicrographs depictin

47、g the three different modes of homogenization possible for halite-bearing fluid inclusions. All inclusions have a salinity of 40 wt.% NaCl, and the scale bar represents 25 micrometers for each Inclusion(Bodnar, 1994)

48、.,氣液兩相包裹體均一,(A)(a)+20℃；(b)+83℃；(c)+106℃，Th；(B)直徑約30μm 的包裹體：(a)+20℃；(b)+221℃；(c)+244℃，Th；(C)長(zhǎng)約70μm 的包裹體：(a)+259℃；(b)+296℃；(c)+301℃，Th。氣泡自始至終保持清晰。,均一成氣態(tài)(L+V→V)的富氣包裹體測(cè)定,自始至終可以觀察到氣泡逐漸擴(kuò)大進(jìn)入液體末端至均一化完成的情況。包裹體(a)和(b)的長(zhǎng)分別為5μm

49、和10μm。,,石英中含石鹽包裹體經(jīng)石鹽消失而最終均一(Th<TSnaCl)的一套照片,包裹體直徑約50μm(a)+20℃：含有一個(gè)完整的立方體石鹽子礦物的三相(L+V+S)包裹體；(b)+100℃：立方體的棱角稍微變圓；(c)+150℃：立方體進(jìn)一步變圓；(d)+200℃：石鹽和氣泡的大小顯著減?。?e)+250℃：進(jìn)一步減小(石鹽稍微模糊不清)；(f)+287℃：氣體接近均一；(g)+298℃：氣泡消失(Th)；石

50、鹽很小很圓；(h)+312℃：為最終石鹽熔化溫度(TSNaCl),(3) H2O-CO2包裹體的均一加熱H2O－CO2包裹體的目的是測(cè)定兩相變成混溶時(shí)的溫度（即均一溫度）。為了計(jì)算該類包裹體的總密度和總CO2含量，必須測(cè)定和觀察以下內(nèi)容：① CO2相的部分均一溫度（THCO2）；② 富CO2相和富水相的體積比率（肉眼估計(jì)）； ③ 水相的含鹽量；④ 完全均一溫度（ThTOT）。由于很多H2O-CO2包裹體在均一前常常爆裂，所以凍結(jié)測(cè)定

51、必須首先進(jìn)行。爆裂作用的溫度要記錄。,五、注意事項(xiàng),(1) 兩相水溶液包裹體均一溫度測(cè)定要注意以下問(wèn)題： ① 在接近最終液體－氣體均勻時(shí)，加熱速度必須降到每分鐘幾度。這樣會(huì)使測(cè)定精度達(dá)到1℃。 ② 注意包裹體是否泄漏。加熱過(guò)程中，氣/液比值通常是平穩(wěn)并有規(guī)律地變化。如果氣泡大小突然增大或減小，都是包裹體已經(jīng)泄漏的證據(jù)。同樣氣泡連續(xù)減小，然后在最后消失之前幾十度內(nèi)保持不變，暗示包裹體部分泄漏后又自動(dòng)愈合。③ 氣泡變的很小時(shí)常進(jìn)入包裹體壁

52、的陰暗帶而從視域中消失，為檢查均一是否發(fā)生，溫度必須快降10～20℃，如果低于Th氣泡會(huì)再現(xiàn)，高于Th，包裹體將是過(guò)熱，并沒(méi)有任何氣泡出現(xiàn)。④ 選擇富氣包裹體測(cè)溫時(shí)，最好選擇具有小尾端被液體充填或者是很扁的包裹體，以便在氣泡擴(kuò)大時(shí)能清楚觀察到均一的過(guò)程。,(2) 對(duì)于含石鹽子礦物包裹體均一溫度的測(cè)定要注意以下問(wèn)題： ① 加熱速度的選擇取決于所研究的子礦物的溶解度。就NaCl、KCl、NaHCO3和Fe的氯化物而言，在接近熔點(diǎn)時(shí)采用1

53、℃/min的速度。因較低的加熱速度可以提高精度。對(duì)于不易熔的子礦物溶解作用要延續(xù)幾天或幾周，因此未提出最佳的加熱速度。② 均一后，包裹體常顯出強(qiáng)烈的過(guò)冷卻現(xiàn)象。甚至低于NaCl溶解溫度135℃才重新成核。③ 當(dāng)石鹽晶體熔化時(shí)，在液相中出現(xiàn)石鹽晶體被年輪環(huán)狀所圍繞（因?yàn)檎凵渎实牟町悾?，表明存在一個(gè)不平衡狀態(tài)，即NaCl溶解增加的速度超過(guò)了NaCl從固相中擴(kuò)散的速度，這一不平衡通常是由于過(guò)高的加熱速度引起的。若不調(diào)整加熱速度，就會(huì)造成NaC