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1、个人收集整理 勿做商业用途流体包裹体文献综述游智敏地球科学与资源学院 011070 班）摘要： 流体包裹体是研究矿物中和岩石中的古流体， 通过利用现代热力学原理， 可以恢复流 体捕获时的物理化学条件，如温度、压力,密度，成分，组分逸度等。对它们的研究可以定性和定量分析流体参与下的各种地质作用,尤其是成矿作用。对流体包裹体的正式研究始于1858 年国外学者 Sorby 对包裹体地质温度计原理和方法提出 ,它的发展经历了漫长的过程， 可以分为五个阶段。 国内流体包裹体起步晚， 在流体包裹体理论研究方面与国际先进水平存 在差距。此文还总结了水盐体系 ,CO2 H2O 体系这两个主要类型的流体包裹体盐
2、度测算的测 温方法 ,与数据计算公式表格。关键词：流体包裹体研究进展盐度计算NaCI H2O体系C02体系0 引言地质体中的流体包裹体多是微米级的观察和研究对象。 流体包裹体与微量元素， 同位素， 微粒矿物等都是微体、微区、和微量物质，但对他们的分析研究、 其成果进展等却极大地丰 富了宏观地球科学， 带来了重要信息，开拓了新的思路， 延展了研究领域。 对流体包裹体定 性和定量分析可解释地壳乃至地幔中流体参与下的各种地质作用过程， 它已广泛应用于矿床 学、构造地质学、壳幔作用、油气勘探、研究演化、变质学等地学领域。1、流体包裹体的定义和研究内容流体包裹体是研究存在于矿物和岩石包裹体中的古流体，
3、通过对其进行定性和定量分析 可解释地壳乃至地幔中的流体参与下的各种地质过程。 矿物在生长过程中所圈闭的流体保存 了当时地质环境的各种地质地球化学信息（ P、T、pH、X、W 等） ,是相关地质过程的密码。 流体包裹体分析已广泛应用于矿床学、构造地质学、壳幔演化、地壳尺度上流体迁移、石油勘探以及岩浆岩系统演化过程等地质领域 .研究流体包裹体是研究包裹体各种性质及其相互 关系、为成岩成矿过程提供物理化学和热力学条件数据、 探讨地质作用地球化学和演化历史， 并服务于找矿勘探。流体包裹体的研究内容包括：（1）研究矿物中包裹体的成因、 恢复地质环境 .现今所见的矿物和岩石大多数都是从不同成 分和性质的流
4、体或熔体中结晶出来的， 它们在结晶过程中以流体包裹体形势捕获了成岩成矿 时的介质。矿物中捕获的包裹体是迄今保留下来的最完整最直接的原始流体或熔体的样本， 研究其形成机理和捕获后所经的变化 ,可以区分包裹体的成因，获得包裹体所代表的当时的 地质环境。（ 2）研究包裹体的成分和物相的变化、获取地质过程中的物理化学参数，包括成岩成 矿流体的温度、压力、密度、成分（盐度和稳定同位素组成），pH、Eh、黏度和成岩成矿年龄等参数 .（3）研究不同地质环境中包裹体，了解成岩成矿流体的性质。（ 4）指示找矿勘探。通过流体包裹体研究来阐明矿床的成因和演化、建立成矿模式， 利用所测定的数据来圈定热晕、蒸发晕和盐晕
5、，这将有助于知道找矿勘探工作。2、流体包裹体的研究史即国外研究状况流体包裹体研究在地球科学发展史上有着重要的地位和意义，它的发展经历了漫长而曲折的过程，大致可以分为以下五个阶段。第一阶段：萌芽阶段我国对流体包裹体早有认识， 梦溪笔谈描述了水晶中的包裹体， 本草纲目中记 载了用皮壳状孔雀石中的流体包裹体治眼病的方法。 国际上 ，Boyly 在 1672年、 Davy 在 1822 年、 Brewster 等在 1823 年先后发现和观察到了包裹体。 特别是英国学者在 1858 年观察到石 英（水晶）、黄玉和绿柱石中存在不少包裹体，并提出包裹体可以得出当时的温度和压力 .第二阶段：包裹体的测温阶段
6、（ 1858-1953 ）自 1858 年 Sorby 提出包裹体地质温度计原理和方法后，包裹体进入测温阶段。各种自 制的显微热台也相继问世， 为测温提供了可能。 另一个重要的进展爆裂法的发明， 它由 Smith 提出，其学生Scort在1948年设计完成，爆裂法测温使得测定不透明矿物中包裹体温度成为 可能。 Newhouse 在 1932 对密西西比河谷型铅锌矿床进行了包裹体测温 ，确定了该矿床是热 液型而不是沉积型，引起了地质界对流体包裹体的关注。第三阶段：成矿流体阶段（19531976）该阶段出版了一系列有关包裹体理论研究的著作 ，Emakov ， Roedder 在他们的著作中共 同强
7、调了流体包裹体是作为成矿流体而保存下来的，通过对它的研究可以得出其成矿流体的物理化学性质 （压力、温度、密度、成分和pH 等 ），这样把包裹体研究从单纯的测温发展到成矿流体研究的阶段 .1968 年 Roedder 和 Skinner 合作证明包裹体捕获之后没有泄露和外来物 质的加入。1970年Roedder叙述说了压碎包裹体测成分的方法。苏联学者Jlyptor、Haymos等提出了等容线法。 摩尔分数法等， 用来测定成矿时的压力 .该时期还开始了对包裹体pH 测定，同位素的分析。 1960 年召开的国际地质大会上，成立了国际成矿流体包裹体委员会， 简称 COFFI ， 1968 年起， CO
8、FFI 开始出版“包裹体研究”论文集， 由 Roedder 负责编辑。第四阶段：包裹体地球化学阶段（ 1976-1984 年）该阶段它趋于完善 ，流体包裹体研究成为地球化学研究的分支学科 .该阶段包裹体的成果 较多包括以下这些方面。 熔融包裹体被发现， 并应用到火成岩研究中。 运用包裹体研究方法 ， 大量开展矿床研究工作，解决不少矿床成因问题，提出了很多矿床的成矿模式，例如斑岩型，MVT 型，矽卡岩型， 热液脉型矿床 .提出了包裹体不混溶理论，对研究热液演化过程也有了一定的了解。 开始了用包裹体方法寻找热液盲矿。 先进的技术应用到包裹体的研究中， 例如种 子活化法，激光拉曼法，离子探针，离子色
9、谱法等.出版了不少专著 ，有 Crawford 和 Hollister在 1981 年主编的Fluid inclusion : Application to Petrology和 Roedder在 1984 年编写的Fluid inclusion .第五阶段 :综合研究阶段 （1985 年至今）Roeddnar（1984 ）撰写的 Fluid Inclusion 一书系统地总结了西方自 1958 年以来的成果， 该书的出版使流体包裹体的研究逐渐普及起来，发表的论文也多起来，据统计，从 1985 年 到 2003 年这一阶段，在矿床学重要期刊 Economic Geology 上发表的包裹体方面
10、的文 章从 1985 年地 9。5增加到 2003 年的 27%。该时期涌现了许多著名的流体包裹体学者， 有 Hall , D.L、S.M。 Sterner、R。J。Bodnar、S。P. Becker、 P. L. F。 Collins、Chou, l-Ming 等，他 们提出了许多有关计算流体包裹体参数经验公式， 使流体包裹体热力学参数的测定与计算更 趋精确完善，并开始用计算机知识来处理数据 ,在成岩成矿模式研究方面取得了很大的进展 . 该时期流体包裹体研究的重点有 :人工合成流体包裹体与 PVTX 属性 ;流体包裹体成分的定性 与定量分析 ;利用 Rb-Sr 、Sm-Nd 等方法测定流体
11、捕获的年代，合成矿年代；利用流体包裹 体寻找石油。3、国内的研究现状我国的包裹体研究是从 20 世纪 60 年代开始的。 1977 年我国召开第一次矿物包裹体和 成岩成矿学术会议。 1977 年，中科院出版了矿物中包裹体及其地质上的应用，何知礼在1982 年著包裹体矿物学 ,李召麟 ,1988 年著实验地球化学 ，卢焕章， 1990 著包裹体 地球化学 ,2004 年著流体包裹体 1,刘斌、 沈昆， 1999年著流体包裹体热力学 2和流 体包裹体热力学参数软件及算例有关流体包裹体的论文也发了很多，尤其是矿床方面的， 油气包裹体，国内也有研究。李胜荣教授在 1991 年，对矿床不同部位的流体包裹
12、体的分布 特征进行了分析进行了研究，指出了金矿床石英流体包裹体找矿特征标型3。但是我国流体包裹体的研究， 与国际上仍有差距， 主要体现在对包裹体基础理论、 变质岩和沉积岩中的包 裹体、计算机处理软件的开发等方面。4、包裹体研究的理论基础流体分布在各种地质环境中 ,流体在应力作用下发生流动 ,并且与周围介质处于相对平衡 状态， 地壳中对地质作用重要的流体有： 地幔流体；海水，在沉积岩的空隙中至今仍可能保 存古海水；卤水，也叫地层水或建造水，存在于地层中，海底或者油田中；地热水，沿板块 边界或构造线附近分布， 有许多金属矿物和非金属矿物的形成； 岩浆热液， 由岩浆分异出来 的流体 ;雨水和地下水
13、,大气降水扩到地表后进入地下或存于湖泊、河流和蓄水层中；岩浆， 它不仅是一种流体，还由于其热量和能量能驱动许多地质作用发生；变质流体,是变质作用中形成的，包括变质作用是加入的流体和变质脱水时释放的流体； 油气藏中的油气和油田水。矿物包裹体是成岩成矿流体 （气液流体或硅酸盐熔融体） 在矿物结晶生长过程中， 被包 裹在矿物晶格缺陷或窝穴中的、 至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着相的界限的哪一部分 物质。 其中流体是指包裹体捕获时主矿物周围的流体介质， 如果捕获时是过饱和溶液， 冷却 后出现子晶。主矿物与包裹体几乎同时形成。主矿物晶面晶棱等产生缺陷,为流体的圈闭提供条件，包裹体捕获后，便不受外来物质
14、的影响.我们认为包裹体中的流体是一个独立的地球化学体系，这要求，一是均一的，包裹体形成是捕获的流体是均匀的；二是封闭的，包裹 体形成后没有物质的进出；最后，等容体系，包裹体的体积没有发生变化。包裹体分为原生、次生、和假次生包裹体。原生包裹体是与主矿物同时形成的，其中包裹的流体可以代表主矿物形成时的流体和物理化学条件。次生包裹体，是在主矿物形成之后沿着主矿物裂隙计入的热液和重结晶过程中捕获的包裹体，其中的流体与形成主矿物的流体不同在原生包裹体中有一种貌似次生的包裹体，这种包裹体是在矿物形成，晶体发生破裂， 形成蚀坑，成矿母液进入其中。由于晶体继续生长，愈合形成包裹体由于岩裂隙分布，或穿透多层晶带
15、，固有次生包裹体的特征，但他们捕获的流体是原生的，同样具有恢复矿物形成时的物理化学条件的作用。5、流体包裹体盐度的测定与计算流体包裹的体盐度是重要的热力学参数，他是计算捕获压力，密度的一个不可缺少的指数。盐度在这里指的是流体包裹体的盐度是NaCI的质量百分含量，由于一般流体包裹体溶质的主要成分是NaCI,KCI,CaCI等其他成分很少，且对他们的研究程度不够，所以我们流体 包裹体盐度等效为 NaCI的质量百分含量。5。1、水盐体系流体包裹体盐度的计算水盐体系流体包裹体的盐度 ，对于不同的盐度范围，要求测出不同对应的温度，并用相 应的公式和表格来换算成盐度根据NaCI H2O体系盐度温度相图，测算流体包裹体的盐度分为盐度范围为 023。2wt%, 23。2-26。3wt%，和26。3wt%三种情况。0080-1PH+L-2000E I 4HHIIH + H11亠-i_SL 1 1102030405060708090100Salinity (wt %)图 1 NaCI H2O 体系盐度与温度相图(据 Hallet al.1988 , Bodnar et aI. 1989.)水盐体系的流体包裹体盐度小于23.2 %时，NaCI的含量是由冰点温度确定的。当含盐
