单个流体包裹体的傅里叶变换红外和喇曼显微光谱法分析

本文介绍了利用红外(IR)和喇曼显微光谱法分析半个流体包裹体的水和各种挥发性化合物的一些情况,讨论了这两种振动显微光谱法在物理原理、仪器设计、样品制备的技术要求、所获得的光谱信息和所达到的空间分辨率等方面的差别。对这两种分析方法提出的研究课题包括最小流体包裹体的大小、检测限、光谱的定量化和水的测定。喇曼显微光谱法的主要局限性是:(1)在聚焦激光束的照射下,样品有可能出现激光诱导加热和荧光,这种加热和荧光通常会对含烃流体包裹体的喇曼分析产生干扰;(2)不能对多相流体包裹体作总组分定量分析。IR法的潜在优点可以解决这两个问题。可是,由于采样几何形状和衍射的限制,IR显微光谱法对最小流体包裹体的大小(测量要求包裹体的横切面至少～200μm~2)、主矿物的种类和样品的制备,都有非常严格的要求。此外,包裹体的大小和/或密度过大,也不能对其进行分析,因为流体把IR辐射全吸收了。总之,可以得出结论,IR分析不是解决包裹体喇曼分析所遇到问题的灵丹妙药。用喇曼技术能够做到:(1)与IR显微技术相比,可鉴定和定量分析的包裹体的大小要小得多(≤3μm),即使是含水流体包裹体也行;(2)检测象H_2、O_2和N_2这样的同核化合物,它们都是非IR活性的物质;(3)快速鉴定矿物包裹体。     

坦科花岗质伟晶岩底板接触带的H_2O-CH_4-NaCl-CO_2包裹体:应用显微测温、激光喇曼光谱和气相色谱法测得的内部压力和成分

S.E.Manitoba应用显微测温法(MT)、激光喇曼光谱法(LRS)和气相色谱法(GC)研究了坦科(Tanco)花岗质伟晶岩底板接触带电气石和石英中的流体包裹体。含CH_4的水溶液包裹体产于底板角闪岩接触带的交代电气石中。用MT法获得的内压估算值低于用LRS获得的估算值(平均差=5.4±1.9MPa)。出现这一差别的原因可能是Th CH_4(V)的测定有误差,以及在Th CH_4(V)条件下CO_2优先进入了笼形化合物。LRS的压力估测值(12.5—18.4MPa)被认为是较正确的。根据该压力估测值得到的水相盐度高于用MT数据推算出的盐度:10—20 eq.wt％NaCl。GC全分析测得的这些包裹体的组成为:97.3 mol％H_2O,0.4mol％CO_2,250ppmC_2H_6,130ppmN_2,33ppmC_3H_8,11ppmC_2H_4,3ppmC_3H_6以及痕量C_4烃类。该组成大致类似于MT算得的组成(92％H_2O和8％CH_4,水相中溶解的7 eq.wt％NaCl和CH_4相中溶解的2 mol％CO_2),据估计,这是由于在电气石中以单一成因包裹体占优势的结果。但是在组成上仍存在两点差异:1)该流体由GC测得的CH_4/CO_2比值为5.33,明显低于由MT揭示的比值(49.0);2)与GC测得的H_2O含量98 mol％相比,由MT估算的H_2O含量为92mol％。GC的分析结果可能是由于受到电气石中次生包裹体的污染。但是,次生包裹体的含量低说明,它们不可能是造成这种偏?     

利用U-1000型激光喇曼探针测定流体包裹体气体成分的研究

本文报道了利用激光喇曼探针分析流体包裹体中H_2S、CO_2,CH_4气体的初步结果,讨论了包裹体内压与气体谱峰位置、定量分析气体成分等基本问题。结果表明,这种方法能够在不打开包裹体的情况下分析半个包裹体(>10μm)的气体成分,其检测限为1—2mol％,定量分析的误差小于5％。     

麻粒岩流体包裹体中的甲烷是氢扩散的产物吗?

麻粒岩变质级岩石的包裹体的大量研究表明,这类岩石中有富含CO_2的包裹体存在,它们似乎是在接近高峰变质期时被捕获的。据报道,这类包裹体中CO_2的最终熔化温度[Tm(CO_2)]常低于CO_2三相点温度(-56.6℃),有些甚至低于-60℃。这种冰点下降常归因于诸如CH_4这样的第二种挥发份的存在。CH_4的存在在某些情况下已为喇曼光谱或质谱分析所证实。CO_2的熔化温度接近于-56.6℃,常被认为是包裹体中含有“几乎纯的CO_2”的证据。然而,也可能存在大量的CH_4,不过它们似乎可使冰点略有降低。 对代表麻粒岩相变质作用条件的C-O-H流体化学形式的形成所作的计算表明,在石墨存在的情况下,CH_4在高峰变质流体中所占的比例很大,但它在富CO_2流体中绝不会成为主要化学形式。在大多数情况下CH_4的量实际上用显微测温法或光谱法是不能测出的。CO_2和CH_4只有在水溶液流体包裹体中才能成为主要化学形式。捕获后的化学形式在质量不变情况下转变为流体包裹体,并不能产生所报道的成分,除非在该包裹体中发生石墨沉淀。因此,所观测到的成分要求在捕获后由于出现成分丢失或获得而产生的成分变化。 通过假定向着温度轴呈凹形和凸形上升的假想的温度-压力曲线(分别为T-凹形和T-凸形曲线,我们从6kbar(1 kbar=100MPa)、800℃起模似了T、P     

半定量傅里叶变换红外显微分析的限度:钾石盐中合成烃类流体包裹体的证据

红外显微光谱测定法是一种用于单个荧光性烃类包裹体直接分析的重要方法。为了对这种方法进行标定,在大气压力和低于100℃的条件下在钾石盐晶体中合成了烷烃和苯包裹体。研究表明,合成的纯烷烃包裹体的红外光谱与同样组成的标准物的光谱不同。正烷烃和环已烷包裹体的光谱表现出明显的变形,以宽而平且具波状结构为其特征。这种光谱变形出现在C-H伸缩振动和弯曲振动红外谱段内,并影响到CH_2/CH_3峰的面积比值测量。而苯包裹体的C-H伸缩振动谱则不产生光谱变形。喇曼光谱表明,在捕获期间组成未曾变化。当烷烃在溶剂中被稀释时,所观察到的包裹体红外光谱变形现象消失。在纯烷烃标准中未观察到这种稀释效应。 用下式可估计烷基链的碳原子数X,该值位于纯正烷烃标准的值与合成包裹体的值之间: (面积[∑CH_2]/面积[∑CH_3]+0.1)/0.27相似文献   

复式橄榄岩捕虏体中的CO_2-CO流体包裹体:对上地幔氧逸度的意义

<正> 本文所研究的流体包裹体体,产于美国内华达州月坑火山区的复式捕虏体中。该捕虏体是一个被中长石-闪石岩脉切割的含闪石的异剥橄榄岩体。采用显微测温术和显微激光喇曼光谱法对该捕虏体这两个组成部分中单个流体包裹体的组成进行了测定。主岩(即异剥橄榄岩)中的流体成分几乎为纯CO_2(>99摩尔％),而岩脉中的流体其CO_2中则含8.5—12摩尔     

流体包裹体中笼形水合物引起的气体不均匀分配的理论和应用问题

在低温显微测温分析过程中,笼形水合物可能会形成于含水的、富气体的流体包裹体中。气体在笼形水合物和残留流体之间的不均匀分配,是温度、压力和总成分的函数。尤其是在含多成分气体的包裹体中,各种气体在笼形水合物中的选择性分配会强烈影响显微测温资料的解释。气体在残留流体中亏损(被笼形水合物吸收)的绝对程度,依赖于气体成分以及水和富气体流体的相对比例。笼形水合物体系中的平衡相关系可以模式化,以便作笼形水合物存在的校正。CO_2-CH_4-H_2O的定量模拟以及CO_2-N_2-H_2O、N_2-CH_4-H_2O和H_2S-CH_4-H_2O的研究,指示了气体不均匀分配的方向和程度以及笼形物的温度-压力-成分的稳定性。例如,在地质上合理的压力范围内,H_2S和CH_4在笼形水合物中的分配远比N_2强而在CO_2和CH_4之间,及在CO_2和N_2之间的分配方向则是温度、压力和成分的相对含量的函数。 单气体系和双气体体系之间的实验数据的对比以及John等(1985)的模式表明,该模式能正确地预测笼形化合物稳定性,因而对流体包裹体的研究很有用。     

CaCl_2-NaCl-H_2O体系中缺液相的含水流体包裹体和相平衡(摘要)

<正> 本文报道了布什维尔德杂岩石英中的一种新的含水流体包裹体类型的喇曼光谱和显微测温数据。这些与CaCl_2-NaCl-H_2O体系近似的包裹体具有特殊的意义,因为它们具有以下的特性:(1)这些包裹体在室温条件下不含有液相,但在高温下均一成含水液体;(2)在反应点温度+29℃发生初熔,而不是象与这个体系     

CO_2-CH_4与CO_2-N_2二元体系的等容相图:在流体包裹体研究中的应用

CO_2-CH_4-N_2包裹体在-180—+35℃范围的等容相变包括一些新描述的类型。所有的转变都可以分类为最初或最终的冰融、均一化、部分均一化、升华或亚稳均一化。以相变的顺序或相数区分,相系可以分为9类。相转变的多样性可用流体组成和摩尔体积的不同加以解释。相组合可用CO_2-CH_4和CO_2-N_2二元体系等容相图说明,该二元体系包括了对天然流体包裹体有影响的各种组分范围和摩尔体积。两个二元体系的(?)TX图的拓扑结构是不同的,并可解释两个体系的唯一的相性质,而这两个体系通常只能以其相行为来区别。这里讨论了等容相图(TX)和等温相图(vX)。利用显微热分析与喇曼探针分析资料可以从相图上确定摩尔体积。而CO_2-CH_4-N_2三元体系相图仅能半定量地估算其摩尔体积。     

围压对流体包裹体和玻璃包裹体均一温度的影响

用一种新的高压(达700MPa)、高温(达1400℃)显微热台来测量水热蚀变石英和浮岩透长石中压力对流体包裹体和玻璃包裹体均一温度的影响。在水热环境合成的石英中,在200—250℃和0.1—400MPa的范围内,压力对含水流体包裹体的影响为9℃/100MPa(1 kb)。压力对透长石捕获的流纹质玻璃包裹体的影响更大:在560—850℃和0.1—400MPa的范围内均一温度下降的速率高达70℃/100MPa。     

石盐中的流体包裹体分析

研究出了一种把微钴直接钴入石盐的流体包裹体中、提取包裹体中的流体、测定包襄体流体中的所有主要组分及一些次要组分的浓度的方法。可用于研究的流体包裹体的最小直径为约250μm。流体稀释后,用离子色谱法和库仑滴定法进行分析。主要的阳离子和阴离子浓度的分析误差约为4％。本包襄体流体分析方法的精度比目前普遍应用的分析方法的精度要高得多。这些分析是再现演化出蒸发盐卤水的海水的成分的良好开端,     

碳酸盐络合物在热液中搬运钨的流体包裹体证据

<正> 纽芬兰的格雷河钨矿勘探区和其他钨矿床的流体包裹体证据说明,Co_2是热液流体的一种重要组分。在高的流体压力下,从花岗岩熔体中释放出的流体富CO_2,而低压流休则富氯化物。钨矿床与这些富CO_2     

江西西华山钨矿床流体包裹体特征及成矿流体来源

本文对江西西华山钨矿床的石英流体包裹体进行了岩相学和显微测温分析,研究了石英流体包裹体的气、液相组分及碳、氢、氧同位素特征。结果表明,石英中流体包裹体十分发育,包裹体类型有NaCl-H2O(盐水)包裹体(Ⅰ)和CO2-H2O包裹体(Ⅱ),且以前者为主。包裹体均一温度在200℃～280℃,平均249.5℃;盐度为7.89%～13.95%,平均10.73%;成矿流体密度为0.628g/cm3～0.895g/cm3,平均0.795g/cm3,属低盐度低密度范畴;压力平均值为64.01MPa,对应的成矿深度平均值为6.45km。成矿热液气相成分以H2O为主,CO2含量低;液相成分阴阳离子浓度都很低,相对富钠和氯,流体离子类型大致呈Na+-K+-Cl--SO42-型。成矿流体基本来自岩浆水,部分可能有变质水的加入;流体中碳主要由岩浆水提供,少数由地幔源提供。     

用气相色谱法分析气液包裹体的气体

引言 矿物中气液包裹体的研究可使之测定特定地质时期中的压力、温度等某些物理参数,并且这也是了解这个特定时期中出现的溶液化学参数的唯一方法。 随着这种研究的进展,需要了解包裹体中组分的详细化学平衡情况,这是显而易见的。如果显微测温法、矿物压碎法、紫外萤光法等第一组方法可以得出定性和半定量的结果,那末,溶液的离子分析法或气体分析     

成矿流体及其演化的物理化学规律

<正> 成矿流体及其组分、物理化学特征和在空间、时间上的演化是成矿理论的核心问题之一。 脉石和金属矿物中流体包裹体的研究,结束了从间接证据出发对溶液和熔体的抽象讨论,代之以成矿介质的相态的直接观察,从而提供了大量的成矿过程中的化学组分、温度和压力的信息,提出了内生溶液运动途径及其空间、时间演化的独特的分析方法。     

用二次离子质谱仪(SIMS)对矿物中单个流体包裹体进行元素分析:太古宙中温热液金-石英脉中流体包裹体阳离子比的应用

使用CAMECA-4F型离子探针的SIMS方法已经达到这样的水平,即可定量分析预选的直径小至3μm、盐度稀达0.37mol％的单个流体包裹体的元素比。该方法首先由Nambu等(1977)进行过尝试,是在真空中用1.25keV的氧离子(O~-)束轰击寄主晶,来打开流体包裹体,因而对样品是破坏性的。在质谱仪中分析发射的二次离子,其强度与作靶用的包裹体中母体元素的浓度成正比。Na-mbu等(1977)分析冷冻包裹体,获得了包裹体中液体的K/Na比和Ca/Na比,其相对重现性(2σ/(?))分别为50—65％和80—200％。 对Na~+、K~+、Ca~+的二次离子生成量用总盐度为0.37—3.3 mol％,且K/Na、Ca/Na比为0.005—1.0的合成流体包裹体进行经验校正。由此得出,采自马尼托巴东南部比塞特的圣安东尼奥太古宙金矿床的石英中单个含金流体包裹体中的K/Na=0.036+0.04/-0.02,Ca/Na=0.034+0.07/-0.03。一次离子束的最佳空间控制允许打开单个包裹体,而不影响相邻的包裹体。此方法最为有效的应用是分析含多个世代流体包裹体的天然样品。     

改进的整合加和模型INFCIM及其应用于混合物毒性预测

目前,准确预测混合物毒性仍然面临着挑战, 为改进现有整合加和模型INFCIM,将该模型中“浓度=浓度+效应”形式修改为更加科学合理的“浓度=浓度+浓度”形式.利用分子电性距离矢量(MEDV)表征混合物组分的分子结构,以模糊数学中的隶属函数表征混合物组分的相似性和相异性,从而构建新的整合加和模型.利用6组六元混合物(共72个样本)验证模型的预测能力,结果表明,改进的模型能够准确预测无相互作用混合物毒性.在改进的模型中,利用多组混合物作为校正集,克服了INFCIM模型仅使用少量混合物数据作为校正集的缺点,使之更加可靠和具有代表性.     

流体包裹体同位素年代学与放射成因同位素研究评述

在矿床地球化学研究中,与一般全岩或单矿物同位素和放射成因同位素研究相比,流体包裹体中流体的同位素年代学和放射成因同位素研究对弄清成矿年代和矿源具有诸多优越性。一则流体包裹体大都无渗漏现象,即自形成起就保持封闭地球化学体系;二则可通过阶段加热爆裂法区分后期地质作用与早期地质作用结晶时的流体;从理论上说,凡含有包裹体的矿物,均可作为本方法研究的对象。笔者强调了进一步发展流体包裹体中同位素示踪和同位素计时研究的关键是选择有代表性的包裹体。     

塞浦路斯特罗多斯蛇绿岩上部深成岩系以卤水为主的热液系统在400—500℃条件下的演化

塞浦路斯持罗多斯(Troodos)蛇绿岩内新鲜绿帘石化斜长花岗岩石英中流体包裹体的显微测温分析结果表明,斜长花岗岩体内普遍存在着温度>400—500℃的富卤水流体(46—56 ep.wt％NaCl)。沿着已愈合的微裂隙分布的高盐度含Fe包裹体在温度400—500℃条件下通过石盐溶解而均一化。液相为主的低盐度(2—7wt％NaCl)次生流体包裹体在所研究的斜长花岗岩和辉长岩样品中到处可见。低盐度包裹体的未经校正的均一温度为200—400℃。 石英内高盐度流体或者显示了热液海水发生相分离,或者代表了在未校正的400—500℃温度下出容的岩浆热水相。卤水和汽相经迁移和分离进入靠近正在结晶的斜长花岗岩体边部的裂隙中,结果,富Fe卤水在深部热液系统的高温地段优先被捕获。 上部深成岩在200—400℃温度下产生破裂,使得海水渗透到裂隙内,并使斜长花岗岩普遍发生蚀变。与次生矿物的形成有关的水化反应和(或)相分离流体的混入使得流体的盐度比海水高一倍。     

古巴德利塔金矿床的矿物成分和成矿条件

查明了德利塔金矿床的成矿阶段、金属矿物的共生组分及其化学成分特征。通过研究流体包裹体、共生矿物化学成分和同位素组成,对矿石沉淀条件的结论提出了依据。