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。     

根据显微测温结果确定混溶CO_2-H_2O包裹体的相体积

利用显微测温结果确定混溶CO_2-H_2O包裹体的成分和体积比是目前建立的一种新的图解法。假如仅知某一混溶CO_2-H_2O包裹体的四个变量中的两个变量,其他两个变量便可以从上述四个变量的关系图求得。利用该图解便可根据部分和总的均一温度测量结果推导出CO_2相的体积分数。反过来,如果有可靠的目测体积估算数据,该方法也可以用来确定某个在达到总体均一化之前发生爆裂的包裹体的理论均一温度。该图解法也可用于NaCl含量≤6wt％的混溶CO_2-H_2O包裹体。     

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     

加拿大魁北克省加斯佩区与花岗岩有关的马德莱娜铜矿床中流体的演化及其在成矿中的作用

魁北克马德莱娜铜矿床的容矿岩石为黑云母角页岩,与麦克杰里格尔花岗岩杂岩体相邻,由网脉状矿体组成,从中心向外呈现出斑铜矿-黄铜矿到黄铜矿-磁黄铁矿的分带现象。矿化早于接触变质主期,与黑云母、钙硅酸盐脉及其蚀变组合伴生。绿泥石-白云母蚀变及石英-碳酸盐脉晚于矿化。脉石英含有低、高盐度的含水包裹体、CO_2-CH_4含水包裹体及无水的流体包裹体。等容线投影图表明,矿床形成于400—600℃,1—2kbar。低的冰熔化温度、低共熔温度表明,某些含水包裹体含钙高。本文建立了以下流体演化模式,即高盐度的正岩浆流体与富含有机质的页岩反应形成富含CH_4和N_2的流体,导致黑云母蚀变。在局部地区,正岩浆流体与钙质层反应,释放出CO_2,使流体中钙质增加,因而导致钙硅酸盐蚀变。主要由地层水形成的低盐度流体,导致了绿泥石-白云母蚀变及石英-碳酸盐脉的形成。从矿化中心向外,水/岩比值降低,从而导致温度和(或)Cu/Fe比降低以及a_(H_2S)增加,这被用来解释硫化物矿物的分带现象。     

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     

含水包裹体均一温度的离散成因——沸腾或颈缩分离

一、引言本文拟介绍用显微测温法研究比利时东部一个老铅锌矿床方解石中流体包裹体。这些两相包裹体的均一温度(T_h)分布极为复杂。一方面测出的温度离散度很大(从30℃至300℃以上),另一方面存在着好几个峰。对同一个样品来说,气-液充填系数变化也很大。我们侧重研究了能导致气液比波动的两个现象:(1)成矿溶液的沸腾,可在不均匀体系中捕获任何比例的两相流体;(2)捕获流体之后包裹体的颈缩分离。     

超临界CO_2流体萃取生物基质中的铀

铀矿采冶和加工过程中引起的放射性环境污染的修复是环境治理的一个重要难题,新兴的植物修复技术在放射性环境修复中具有潜在的优势。该文实验研究了超临界CO_2流体萃取植物修复中所产生的富铀植物中的铀。利用正交实验,研究了螯合剂种类、压强、温度、时间对超临界CO_2流体萃取植物中铀的影响。结果表明以HNO_3-TBP作为螯合剂,超临界CO_2流体可以有效萃取植物中的铀,最佳工艺参数为压强20 MPa、温度50℃、萃取时间45 min,铀萃取率达到90.56%。超临界CO_2流体可望回收植物修复中所产生的富铀植物中的铀。     

矿物包裹体中H_2、CO、CH_4、CO_2、H_2O的气相色谱连续测定

<正> 气相色谱法测定矿物包裹体中 H_2、CO、CH_4、CO_2、H_2O,目前多采用两种以上的方法或一个附有两根色谱柱的切换系统才能完成。本文报道了只用一根1米长的 TDX-01色谱柱,氩气为载体,热导池检测,用0.2—0.5克样品在半小时内就可同时完成包裹体中上述组份的提取、分离和测定。     

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。     

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地质封存项目环境监测评估体系初步研究

作为中国第一个较大规模的CO_2咸水层封存项目,中国神华煤制油深部咸水层二氧化碳地质封存示范项目(以下简称"神华CO_2封存项目")的封存安全性是评价该项目成功与否的重要标志。为了解释封存项目的安全性,该项目采用了包括Vertical Seismic Profile(VSP)地震监测等地下、地表与地上空间内的各种监测手段。但目前得到的监测数据零乱分散,缺乏系统科学的归纳与解释。基于该项目采用的监测手段,开发了包括地下、地表与地上空间的多维度CO_2地质封存过程中的环境监测评估体系。采用该体系对某时典型监测数据进行评估的结果表明,该封存项目属于非常安全的状态,没有发现CO_2泄漏风险。     

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?     

CO_2流体相在紫苏花岗岩形成中的作用

紫苏花岗岩是产在麻拉岩相地体中的一种含有紫苏辉石的特殊花岗岩。与一般花岗岩相比较，它的形成条件除具有高温（750～1000℃）、中高压（（6～12）×108Pa）外，更重要的是具有贫H2O富CO2流体相的特征。紫苏花岗岩矿物中大量的贫H2O富CO2高温液态包裹体的存在肯定了这一事实。五相体系Mg2SiO4－KAlSiO4－SiO2－H2O-CO2中富SiO2部分的部分熔融实验表明，在高温条件下，（750°～1200℃），其高CO2／H2O比值的体系在低压下（＜3×108Pa）熔出的熔体成分类似于一般花岗岩成分；高压下（（8～15）×108Pa），则熔出类似紫苏花岗岩成分的熔体。该体系在富CO2流体时，当温度超过1000℃，压力大于15×108Pa也熔出类似紫苏花岗岩的熔体。     

美国能源部支援封闭CO_2的研究

要防止地球温暖化,就必须把释放到大气中的CO_2浓度降低到5.10×10~(-4)mg/L,并使它稳定。要做到这一点,就必须削减含碳量,把CO_2的年释放量降低到70亿t止。削减     

CO_2置换增产煤层气室内实验研究

注入二氧化碳开采煤层气技术(ECBM)既可以提高煤层气采收率,又可以封存二氧化碳,减少温室效应,因此对CO_2置换CH_4采出率和影响因素的研究已成为当下热点。文章通过在同一围压下,不同注入压力条件下注CO_2置换CH_4试验,研究注入压力对CO_2置换效果的影响。研究表明:随着注入压力的增加,煤层对CO_2和CH_4的吸附量增加,混合气体总吸附量也随之增大;由于CO_2气体在煤表面吸附位的激励竞争上优于CH_4,使得CH_4的解吸量随着压力升高而增大;随着压力的增加,CH_4的产出率和置换比都呈下降趋势,压力与两者的关系呈负相关,表明在一定范围内,低注入压力状态下的CH_4产出率更好,低压状态下的置换效果更好。     

应用固体探针质谱法测定流体包裹体气体成分及气体成分在矿化过程研究中的应用

四极质谱仪能直接插入电离室的固体探针已用于流体包裹体的气相成分分析。这种探针可容纳一个能被连续加热或用可变的加热速率从30—750℃逐步加热的固体样品,爆裂的气体直接释放到光谱仪信号源中,因而可减少污染。分析应用了一个单离子监测模式程序,这种程序可以分别地检测预选的26种气体,而且可应用这种方法分析Pg级的气体。应用面积求积仪检测并分别分析包裹体的每一个单一爆裂,计算机程序自动地查出背景值以上的基线。对于单一爆裂或不同温度区间的全部爆裂以及总区间之和,都计算了气体比值。应用常规岩相学和显微测温分析测定不同世代的包裹体及其爆裂温度,然后把含有典型流体包裹体或作分析靶的包裹体的两面抛光薄片的细片切下来,送到固体探针内并适当加热。 已分析的主要气体化学形式有CO_2、CO-N_2(未区分)、H_2O、H_2S和几乎所有的轻烃类,还分析了不同主矿物,如石英、萤石、重晶石和硫化物中的流体包裹体。这种方法最重要的优点是,分析结果能与特定的包裹体类型相对应,因为只需要少量的样品,可使其从两面抛光的薄片上容易选择特定区域。另一个优点是,能够使石英的包裹体中存在的气相和与石英共生的硫化物中包裹体的气相相对应,因此可确认或否认这两种矿物捕获了相似的流体。正在进行的大部分试     

用C-O-H-N体系中的高密度挥发物校正激光喇曼显微探针

已有三种在C-O-H-N体系中产生高密度挥发物标样的方法,供激光喇曼显微探针(LRM)校正之用,这三种方法是:合成流体包裹体法、密封熔融石英管法和高压腔法。欲定量解释混合挥发性流体包裹体的喇曼光谱,需要知道每种化学形式对压力和组分敏感的喇曼散射效率或定量因子,因此,必须对已知组分和压力的挥发物混合物的这些参数进行校正。 合成流体包裹体有两个优点:一是包裹体能方便地用于辅助的显微热台法(MT)研究,二是其大小和光学性质类似于天然样品。缺点是不易生成无H_2O的挥发性混合物,生成的包襄体组分也不稳定,不易得到包裹体的准确组分和密度,且实验步骤复杂。 密封熔融石英管法的主要优点是简便,缺点是难以预测复杂挥发性组分的准确成分,仅能估计密度,不能进行辅助的MT法研究。 高压腔法的优点是能产生特定已知组分的挥发性混合物,对压力容易改变和监测。缺点是不能进行辅助的MT测定,装置庞大。在这三种校正LRM的方法中,高压腔法对控制样品的组分和总压力最为方便可靠 我们用高压腔法得到的初步数据有:(1)等摩尔CH_4-N_2混合物中CH_4和N_2的喇曼定量因子之比值;(2)在压力达69MPa时混合物中CH_4和纯CH_4的v_1谱峰位置。这些数据已成功地用于德卢斯(Duluch)杂岩的天然包裹体,从而获得了它们的组分和总压?     

实验室生长的NaCl-H_2O、NaCl-KCl-H_2O、NaCl-MgCl_2-H_2O和NaCl-CaCl_2-H_2O体系的石盐晶体中流体包裹体的熔化性质(摘要)

<正> 石盐晶体中的含水流体包裹体的化学成分,可以根据冰、水石盐和钾石盐的观测熔化性质来加以精确测定。在实验室生长的石盐晶体(NaCl-H_2O、NaCl-KCl-H_2O、NaCl-MgCl_2-H_2O和NaCl-CaCl_2-H_2O体系)中观测到的一些流体包裹体的熔化性质,与预测的稳定平衡关系不一致。在NaCl-H_2O和NaCl-KCl-H_2O     

澳大利亚新南威尔士梅杰克里克矿床的一个泥盆纪浅成热液金矿床

梅杰克里克金矿田的矿化脉主要由石英和碳酸盐脉组成,伴有Au,Au-Ag碲化物和贱金属硫化物,围岩为硅化、绢云母化岩墙或布雷德伍德花岗岩体的花岗闪长岩。流体包裹体研究揭示,沉淀作用是在350～380℃温度范围内由低盐度流体发生的。重要的Au-Ag碲化物矿化作用发生于155℃温度时。矿物沉淀是由于初始富CO_2含水流体中液相CO_2的分离造成的。所观察到的泥质蚀变是沸腾带上酸淋滤作用的结果。矿化作用属于浅成热液性质,可能是在热液对流体系存在时形成的。我们推断,毗邻的埃顿-亚尔瓦尔裂谷带中具有形成类似的浅成热液金矿床的条件。     

西班牙罗达尔基拉金矿床与两个相邻的浅成热液金矿床的流体特征的对比

正在开采的罗达尔基拉金矿床以及废弃的特里温福和玛丽亚·何塞法金矿山位于西班牙东南部阿尔梅里亚以东约40km的卡沃-德加塔山火山区内。罗达尔基拉的金矿化主要受破火山口构造控制,而特里温福和玛丽亚·何塞法的脉构造则未受到这种控制。特里温福和玛丽亚·何塞法的围岩蚀变的特征是泥质蚀变(伊利石/绢云母、高岭石)。在特里温福,金矿化脉构造周围的蚀变分带为前进泥质蚀变(多孔石英、明矾石、叶蜡石、迪开石)到泥质蚀变到区域性发育的绿磐岩化。对所有这三个矿山的包裹体研究均表明,金是在170—250℃温度下从低盐度流体(2—5eq.wt% NaCl)中沉淀的。然而,罗达尔基拉的热液体系是由次生流体源供给的。高盐度的含石盐和(或)钾石盐、富液相和以蒸气相为主的含CO_2流体包裹体被认为是岩浆成因的。深部的高硫化作用矿石矿物组合(铜蓝、硫砷铜矿、砷黝铜矿)和部分前进泥质蚀变可能与这些流体有关。因此,使罗达尔基拉金矿床归属于酸式硫酸盐或高硫化型浅成热液金矿床的这些特征的一部分,源于代表斑岩环境是典型的岩浆成因流体,而所有这三个地点的金矿化与可能是海洋成因的低盐度流体有关。