矿物包裹体在升温过程中的变化

　白云鄂博矿床的流体包裹体研究~

流体包裹体研究一直与成矿作用的探讨紧密相连，是人们确定和推算成矿流体的性质和来源的可能途径之一。白云鄂博Nb-Fe-REE矿床的流体包裹体研究也一直受到众多学者的关注。
倪培等（2003）指出，白云鄂博的碳酸岩墙中包裹体类型有多子晶包裹体、两相水溶液包裹体、含三相包裹体和含子晶三相包裹体，岩相学和显微测温结果表明，这些包裹体与国外典型的碳酸岩中的包裹体具有很大程度的一致性，多子晶包裹体测试结果表明，其形成温度大体介于680～740℃之间。代表了碳酸岩中保存的较为典型的熔体-流体包裹体类型，反映了其岩浆成因特点。
范宏瑞等（Fan et al.，2004）研究了白云鄂博赋矿白云岩与海西花岗岩接触带矽卡岩中的流体包裹体，发现了富CH4的流体包裹体，并得出结论认为，形成矽卡岩的流体没有参与白云鄂博成矿的任一阶段。
Fan Hongrui等（2006）流体包裹体研究认为，白云鄂博REE-Nb-Fe矿化的流体主要是H2O-CO2-NaCl-（F-REE）体系，卤水包裹体与富CO2包裹体共存，具相似的均一温度，表明REE矿化中曾发生不混溶。原始H2O-CO2-NaCl流体的不混溶可能源于碳酸岩浆。稀土碳酸盐作为丰富的固相存在，表明原始成矿流体中的REE十分丰富。
Qin Chaojian等（2007）研究了白云鄂博赋矿白云岩和碳酸岩墙的流体包裹体，得出以下结论：①在都拉哈拉和尖山碳酸盐墙中发现熔体和熔体-流体包裹体，结合岩石的细粒结构及流体包裹体的富CO2、高均一温度等特征，提供了一个岩墙（脉）岩浆成因的直接证据。②宽沟背斜轴部和白云镇东的碳酸岩墙/脉，主要为粗粒结构，没有发现熔体包裹体，低CO2、低均一温度，高盐度，它们被鉴定为富碳酸盐热液形成。③矿体上、下盘的层状、透镜状赋矿白云岩，单相、纯液相包裹体及相当低的均一温度表明它们为沉积形成。④赋矿白云岩具有明显的层理和微层理构造，未发现熔体包裹体，而单相纯液相和含CO2多相包裹体共存，以及向着矿体方向流体包裹体的均一温度显示增加的趋势，这些特征表明沉积成因的白云岩叠加了流体交代。
笔者等共采集了以赋矿白云岩和含白云石、萤石、磷灰石、钠长石等的矿石为主的包裹体样品60多个，制成包裹体光薄片，然后在Olympus BH-2显微镜上观察包裹体的类型、发育状况等。结果发现可用于测试的流体包裹体样品不足一半，对24片包裹体薄片进行了显微测温，得到500多个温度数据。显微照相约100张。用激光拉曼光谱仪测定了19个单个包裹体的气液相成分。
值得一提的是本次研究有一片薄片中有细粒石英，其中发育有大量的流体包裹体，并出现CO2-CH4包裹体。样品系1997年10月25日采自主矿采坑中部的大理岩-玉髓-板岩互层中的玉髓层中。鉴于石英不可能在岩浆碳酸岩中出现，为免谬误，对主矿物进行了激光拉曼探针分析，确定为石英，而且其中的包裹体特征与其他矿物的特征相似，表明确实是与其他热液矿物同时形成的。事实上，玉髓层正是热水沉积成因的典型矿物。
一、流体包裹体样品及研究方法
（一）样品基本情况
表13-1列出了13个包裹体样品的产状、岩性及流体包裹体赋存矿物。样品分布范围较广，从白云鄂博最西端阿布达日附近的探槽、主矿坑到东矿矿坑，直到东矿之东，主要为白云岩和白云石矿石中的白云石、磷灰石和方解石，还有部分为萤石、菱镁矿。流体包裹体的发育状况也十分不一致，总体上，矿物颗粒细，流体包裹体发育较少且小，分布不均。

表13-1　白云鄂博矿床流体包裹体样品概况

（二）研究方法
将用于研究的样品制成包裹体光薄片，然后在Olympus BH-2显微镜上观察、鉴定不同矿物在不同阶段形成的包裹体，划分出包裹体的类型，圈出适合测温的包裹体。再将符合测温的包裹体片用酒精浸泡并清洗干净。测温主要工作在中国地质科学院矿产资源研究所包裹体实验研究中心完成。冷热台为Linkam 600型，可测温度范围为-180～600℃，冷冻数据和加热数据精度分别为±0.1℃和±2℃。冷冻测温时，利用液氮对包裹体降温，在温度下降过程中观察包裹体的变化，包裹体冷冻后，缓慢升温，观察三相点、冰点、水合物等，当温度接近相变点时，控制升温速度，使之小于1℃/min。根据所测的冰点温度查冰点与盐度的换算表（刘斌等，1999），得到流体包裹体的盐度值。进行均一温度测定主要分两种情况：气液两相包裹体，升温速度在10℃/min，在升温过程中观察气液两相的变化，当一相（通常是气相）接近消失时，将升温速度控制到1℃/min，以便准确记录均一温度；含CO2的多相包裹体，在降温、升温过程中观察气、液、固三相的变化，先测部分均一温度，控制升温速度，准确记录它们的消失温度，然后再测完全均一温度。对不同类型的单个包裹体激光拉曼光谱测定是在中国地质科学院矿产资源研究所包裹体实验室进行的。实验条件：Renishaw-2000型显微共焦激光拉曼光谱仪，光源为Spectra-Physics氩离子激光器，波长514nm，激光功率20mW。
二、流体包裹体的基本特征
（一）流体包裹体的分类
此次被测试的流体包裹体来自方解石、白云石、菱镁矿、磷灰石、钠长石、萤石和稀土矿物等（表13-2）。
赋矿白云岩（白云岩）中绝大多数为大颗粒方解石，少量磷灰石呈圆形、菱形或不规则小颗粒存在于方解石之间，磷灰石的边界较圆滑，其中的流体包裹体相对较大，直径4～15μm，有些大小可达12μm×15μm。方解石中包裹体较少，能够观察到的包裹体个体也较小，包裹体类型比较简单，为气液两相包裹体。从包裹体形态判断，它们为原生包裹体。包裹体以原生为主，也有次生和假次生包裹体，本研究中主要选择原生包裹体，由于包裹体小而少、碳酸盐的重影，给此类包裹体的观察和显微测温工作造成困难。菱镁矿中的流体包裹体与方解石类似，与主矿物共生的磷灰石中也发育包裹体，它们普遍含有CO2包裹体。萤石中的流体包裹体一般为长方形，气相比较小，个体5～10μm×12～20μm。
按照流体包裹体在室温下的气相百分数及相态特征，可以分为3类：①富液两相气液包裹体，由气、液两相组成，气相分数在10%～45%之间，包裹体直径3～15μm；②富气两相气液包裹体，由气、液两相组成，气相分数在50%～75%之间，包裹体直径5～20μm；③含CO2包裹体。另外，有个别的CO2包裹体中含有CH4，在此没有将它们单独分类。大多数样品中含有CO2包裹体和盐水包裹体。
（二）气液相流体包裹体的均一温度及盐度
对富液两相气液包裹体和富气两相气液包裹体进行了显微测温，结果如表13-2。从表中可以看出，白云鄂博东矿样品中的白云石、萤石和稀土矿物的流体包裹体的均一温度较低，范围较窄，平均值集中在126～171℃之间；冰点的变化不大，-0.5～-6.7℃，w（NaCleq）4.24%～10.11%。均一温度测试值显示褐铁矿的均一温度最低，范围最小，盐度也低，其次为萤石，白云石的均一温度范围也较小，为120～249℃，而盐度w（NaCleq）变化范围为0.88%～10.86%，主矿北西“碳酸岩墙”（实际系层状白云岩在断裂带中的马石）中方解石的流体包裹体情况与它们相似，均一温度、盐度均较低。主矿矿坑矿石中的钠长石的均一温度较高，平均值295℃，盐度较高，w（NaCleq）14.46%～20.82%，平均达到17.64%。矿区西端探槽中及矿坑外赋矿白云岩中的方解石、磷灰石的流体包裹体均一温度和盐度反而较高，均一温度240～280℃，盐度5.5%～12.2%，不同于QinChaojian等（2007）的结果。

表13-2　流体包裹体显微测温结果

流体包裹体均一温度和盐度的关系并非成简单的正相关关系，但从方解石、菱镁矿和磷灰石的均一温度变化范围较大，盐度w（NaCleq）2.8%～18.63%，变化范围大；钠长石的均一温度较高，盐度也高来看，均一温度与盐度还是有关的。
盐度以菱镁矿、钠长石中流体包裹体最高，方解石、萤石中较高，磷灰石中的流体包裹体盐度最低。
（三）CO2包裹体的测试结果
磷灰石、菱镁矿和褐铁矿中CO2的包裹体的初熔温度变化不大（表13-3），-56.7～-60.8℃，CO2笼合物的熔化温度5.4～9.5℃，盐度ω（NaCleq）1.03%～8.45%。纯CO2气-液均一为液相，密度变化范围为0.464～0.871g·cm-3，均一温度240～310℃。而在主矿坑中的大理岩-玉髓-板岩互层中的玉髓层内的细粒石英中也有大量的CO2包裹体，它们的初熔温度显示其中不仅有CO2，还可能有CH4。

表13-3　CO2包裹体的显微测试结果

注：包裹体的tm温度代表CO2水合物的消失温度，其盐度根据Collins PLF,1979计算.＊:CO2包裹体与绿色子晶伴随，子晶成分显示为羟硅硼钙石。
三、流体包裹体的激光拉曼探针成分
由于显微激光拉曼光谱是一种非破坏性测定物质分子成分的微观分析技术，以及近年来激光光源和信号处理技术的进步，使得显微激光拉曼光谱应用于流体包裹体研究变得更加广泛。本次用激光拉曼光谱仪测定了19个单个包裹体的气、液相成分。这里选择几个有代表性的流体包裹体显微照片（图13-1（a）～（f）和气、液相图谱（图13-2～图13-7）。一些流体包裹体由于不具有代表性或由于密度小、距表面远等原因，反应的气、液相成分信息被主矿物的强大信息掩盖了，在此就不列出了。

图13-1　流体包裹体显微照片

（a）白云鄂博最西端探槽03082406号样品磷灰石中包裹体；（b）白云鄂博最西端探槽03082407样品磷灰石中含CO2流体包裹体；（c）主矿坑03083118号样品，矿石菱镁矿中流体包裹体；（d）主矿坑中03083118样品，含硫化物粗晶白云岩中流体包裹体；（e）04082913样品：方解石中富液两相气液包裹体；（f）zl02516样品：主矿坑中部大理岩-玉髓-板岩互层中玉髓内石英中含CO2（1382cm-1、1120cm-1）、CH4（2915cm-1峰）流体包裹体
图13-1（a）和图13-2的0308246号样品流体包裹体来自白云鄂博最西端的白云岩中，寄主矿物为与白云石共生的磷灰石，液相成分以H2O和CO2（很强的1388cm-1峰和1285cm-1峰）为主，气相成分以CO2为主，含少量水。图13-1（b）和图13-3的0308247号样品距离0308246号样品只有几米，也是白云岩中的磷灰石流体包裹体，气、液相成分显示出强烈的1388cm-1峰和1285cm-1峰，表明含有CO2，基本不含水。

图13-2　白云鄂博最西端探槽0308246号样品中磷灰石内流体包裹体的激光拉曼图谱

（a）包裹体液相成分；（b）包裹体的气相成分（图13.3～7同）

图13-3　白云鄂博最西端探槽0308247样品中磷灰石内含CO2流体包裹体的激光拉曼图谱


图13-4　主矿坑03083118号矿石样品中菱镁矿内流体包裹体，液相中主要含水，气相中主要含CO2


图13-5　主矿坑03083118样品，含硫化物粗晶白云岩中流体包裹体，液相以水为主，气相含水和少量CO2

来自主矿坑矿石菱镁矿中的流体包裹体，液相中主要含水，气相中主要含CO2（图13-1（c）和图13-4，强烈的1388cm-1峰和1285峰cm-1未被主矿物峰掩盖）。
图13-1（d）和图13.5为主矿坑的含硫化物粗晶白云岩中的流体包裹体，拉曼光谱显示液相以水为主，气相成分显示较小的水峰，强烈的1388cm-1峰和1285cm-1峰，表明含有水和一些CO2。
图13-1（e）,03082420号样品：白云岩中磷灰石含CO2包裹体，可见LCO2和VCO2。磷灰石呈近圆形或菱形小颗粒分布与大颗粒方解石之间，方解石中的包裹体个体小，盐度及均一温度与磷灰石包裹体相似。由于激光拉曼光谱显示的主矿物峰较强，掩盖了气液相的成分峰，但在测温过程中能够确定包裹体为CO2包裹体（见表13-3）。
图13-1（f）和图13-6的流体包裹体来自白云鄂博主矿矿坑玉髓层中的石英，液相成分主要为水和CO2，气相成分显示出CO2（1382cm-1、1120cm-1）峰和CH4峰（2915cm-1峰），水峰很弱。

图13-6　z102516样品

主矿坑中部大理岩-玉髓-板岩互层中玉髓内石英中含CO2（1382cm-1、1120cm-1），CH4（2915cm-1峰）流体包裹体，液相中主要为水；主矿物为石英
四、讨论
本次流体包裹体的研究就是想对白云岩的成因进行了解，尽管满足测试的样品数量不足，覆盖面不够，但也能够从一个侧面提供白云鄂博白云岩成岩的可能途径。
与倪培等（2003）、Qin Chaojian等（2007）的主要测定对象为矿区碳酸盐脉（墙）不同，笔者等的主要测定对象是赋矿白云岩，唯一的一个“岩墙”样品是赋矿白云岩下盘断裂带中的马石，事实上应当与赋矿白云岩相同，包裹体实测结果也证实了这一点。
笔者们测定结果表明，白云石的流体包裹体的均一温度、盐度均较低、范围较窄，但均一温度明显高于Qin Chaojian等（2007）的80℃，但仍难以完全否定白云岩是海底沉积形成的结论，较高的温度可由成岩作用获得。然而，白云岩中磷灰石的流体包裹体均一温度240～280℃，盐度5.5%～12.2%；方解石、菱镁矿的均一温度变化范围较大，盐度w（NaCleq）2.8%～18.63%，变化范围大；萤石和稀土矿物的流体包裹体的均一温度较低，范围较窄，平均值集中在126～171℃之间；盐度w（NaCleq）4.24%～10.11%；钠长石的均一温度和盐度均较高。
另一点，笔者等的测试结果表明，在矿坑之外的样品的均一温度并不比现在两铁矿体采坑内的样品的均一温度低，即不支持Qin Chaojian等（2007）的“向着矿体方向流体包裹体的均一温度显示增加的趋势”的结论。其原因尚不能确认，也许统计样品尚不够多，究竟是何规律还难以确认。
从激光拉曼光谱成分分析可知，包裹体的主要成分均为CO2和H2O。唯独在石英中见到了明显的CH4（2915cm-1峰）。从上节可知，尽管石英中包裹体的均一温度稍高，但其盐度与其他矿物相当，与磷灰石、菱镁矿和褐铁矿中。所以，在成矿流体中曾经出现CH4。这些CH4的发现也许可以解开白云鄂博矿区的一个谜：在白云鄂博矿区氧化态的赤铁矿、重晶石在下，而磁铁矿、硫化物在上，这种氧化还原状态的反置可能正是由于CH4的带入，使早期的氧化态变成了晚期的还原态。然而，假象、半假象赤铁矿的存在却又说明，环境还可以从还原态再演变为氧化态。
五、结论和推论
（1）对富液两相气液包裹体和富气两相气液包裹体进行了显微测温，白云鄂博东矿样品中的白云石、萤石和稀土矿物的均一温度平均值集中在126～171℃；w（NaCleq）4.24%～10.11%。主矿矿坑矿石中的钠长石的均一温度平均值295℃，盐度w（NaCleq）14.46%～20.82%。矿区西端探槽中及矿坑外赋矿白云岩中的方解石、磷灰石的流体包裹体均一温度和盐度反而较高，均一温度240～280℃，盐度5.5%～12.2%。推论它们都是热水作用的产物。
（2）主矿北西“碳酸岩墙”（实际系层状白云岩在断裂带中的马石）中方解石的流体包裹体情况与层状白云岩相似，均一温度、盐度均较低，不同于具有霓长岩化的碳酸盐脉。表明本书关于马石的认识很可能是正确的。
（3）流体包裹体的盐度以菱镁矿、钠长石中的最高，方解石、萤石中的次之，磷灰石中的最低。

流体是热液矿床形成的必要条件，是成矿物质的主要载体，而流体包裹体作为被保留下来的成矿流体，是矿床学研究的重要对象。利用流体包裹体的研究可以揭示有关成矿流体的温度、压力、盐度、组成以及来源等有关流体活动的重要信息，从而了解成矿过程中的物质运移过程、物理化学条件的变化，探究矿床的成因、成矿物质来源及成矿演化。综合前人结果及本次项目组的工作，本次研究工作主要采集不同中段、不同矿脉的样品，磨制流体包裹体薄片，进行镜下观察和温度、成分测定，了解矿体深部流体特征，揭示金矿床形成过程中成矿流体的产生、运移、成矿物质卸载并富集成矿的机制。
一、样品的采集、制备和测试技术方法
本次研究在详细的野外地质工作基础上，分别采集了金厂沟梁15号脉、15-3号脉、15-4号脉、15-7号脉、15-9号脉、16号脉、28号脉、35号脉的含金硫化物-石英脉、早期钼矿化石英脉、对面沟铜钼矿化石英细脉以及二道沟2号脉等，包裹体样品均采自各个矿脉的井下采矿坑道。全部研究工作共磨制双面抛光的包裹体片28片。经过细致的显微镜下观察，可供显微测温的共计14片。其中金厂沟梁矿区含金石英脉共计8片，二道沟金矿区九中段2号脉1片，17-20号脉旁侧早期钼矿化石英脉2片，对面沟铜钼矿化石英细脉2片。
包裹体片的制备在河北廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成的。包裹体片的观察、照相和显微测温工作在中国地质科学院矿产资源研究所流体包裹体实验室完成，实验由陈伟十工程师完成，使用仪器为英国Linkam公司生产的THMSG600型冷热台，具体测试流程详见第三章相关内容。
二、流体包裹体岩相学特征
镜下观察发现，流体包裹体以数量多而个体小，形态不规则为特征，分布很不均匀，它们或沿石英脉生长愈合裂隙中呈定向排列，或孤立面状分布。包裹体个头一般较小，其长轴多集中在5 ～15μm之间，少数达59 μm；包裹体形态一般为椭圆形、多边形、米粒状、纺锤状、不规则状或负晶形。室温下包裹体主要为气液包裹体，气液体积比为10％～35％，纯液态和纯气态包裹体少见，偶见含有NaCl子晶的三相包裹体。根据包裹体相态特征，将原生包裹体分为气液两相包裹体（Ⅰ类）和含子晶三相包裹体（Ⅱ类）两类。
气液两相包裹体（Ⅰ类）在所有测试样品中比较发育，很常见，由气相（VH2O）和液相（LH2O）组成，气液比7％～45％，多数为10％～25％，个别样品可达50％，可见不同气液比的两相包裹体共存于一个视域（图4-18），包裹体大小多为5～10 μm。在升温过程中，该类包裹体都均一到液相。
含子晶多相包裹体（Ⅱ类）数量相对较少，主要在矿区南部对面沟铜钼矿石英包裹体中可见，与气液两相包裹体共存在一个视域范围内，包裹体大小5～10μm，个别大者可达20μm左右。其中气液包裹体气液比为10％～15％，含子晶包裹体中子矿物体积占包裹体体积的10％～15％，形体呈长条状、米粒状、不规则状和纺锤状等。少数包裹体在降温后升温过程中出现子矿物（图4-18）。

图4-18 金厂沟梁金矿床石英流体包裹体显微照片

三、显微测温结果
对金厂沟梁14件样品210个测点进行了测试，共测得218个均一温度值和10个子晶溶化温度值，其范围为190～424℃（表4-10），包裹体一般均一到液相，其中：
表4-10 金厂沟梁金矿床石英流体包裹体显微测温结果表


测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所。
金厂沟梁含金石英脉流体包裹体均一温度190～380℃，平均293.8℃，在均一温度直方图上主要集中在240～340℃之间（图4-19），盐度范围0.18％～8.81％NaCleq，平均盐度3.79％ NaCleq，从盐度直方图（图4-20）可以看出主要集中在0～0.5％NaCleq之间，3％～3.5％NaCleq和4％～5％NaCleq三个区间内，密度为0.58～0.90g/cm3，主要集中在0.65～0.85g/cm3之间，平均0.75g/cm3（图4-21）。其中二道沟金矿测了1片10个测点，均一温度在254～303℃之间，平均272.8℃，盐度范围1.74％～5.56％NaCleq，平均盐度3.93％NaCleq（表4-10），密度0.72～0.84g/cm3，平均0.79g/cm3。
早期钼矿化石英脉石英包裹体均一温度范围315～393℃，平均356℃，在均一温度直方图上分布在230～310℃和350～390℃两个区间内（图4-19），盐度范围1.74％～11.58％NaCleq，平均5.30％NaCleq，从直方图可以看出主要集中在6％～8％NaCleq和12％～14％NaCleq两个区间内（图4-20），密度为0.56～0.82g/cm3，主要集中在0.57～0.71g/cm3之间，平均0.66g/cm3（图4-21）。

图4-19 金厂沟梁金矿床流体包裹体均一温度直方图


图4-20 金厂沟梁金矿床流体包裹体盐度直方图

对面沟铜钼矿754中段含矿石英脉石英包裹体均一温度范围194～424℃，平均315℃，在均一温度直方图上温度集中在330～370℃范围内（图4-19），盐度5.41％～38.16％NaCleq，平均盐度23.44％ NaCleq，在直方图上主要集中在9％～17％NaCleq，21％～25％NaCleq和29％～33％NaCleq3个区间内（图4-20），可以看出铜钼矿石英脉流体盐度很高，密度投点比较分散，其中气液两相包裹体密度为0.76～1.00g/cm3，主要集中在0.85～0.93g/cm3之间，含子矿物包裹体，少数点落入食盐饱和线之外，密度集中在1.08～1.24g/cm3之间（图4-21），平均0.88 g/cm3。
四、流体压力估算
本次依据邵洁莲（1988）提出的经验公式计算其捕获压力及成矿深度，求得金厂沟梁金矿床成矿压力为（169.81～986.07）×105 Pa，平均705×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为1.70～9.86 km，平均7.05 km，静岩深度为0.63～3.65 km，平均2.61 km；二道沟金矿床成矿压力为（629.86～779.92）×105Pa，平均710×105Pa，换算成相应的深度，静水深度为6.30～7.80 km，平均7.10 km，静岩深度为2.33～2.89 km，平均2.63 km；钼矿化石英脉成矿压力为（865.99～1027.85）×105 Pa，平均943×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为8.66～10.28 km，平均9.43km，静岩深度为3.21～3.81 km，平均3.49 km；对面沟铜钼矿床成矿压力为（162.79～1189.42）×105 Pa，平均628×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为1.63～11.89 km，平均6.28 km，静岩深度为0.60～4.41 km，平均2.32 km。
孙丽娜等（1992）计算成矿流体的压力为55～109.95 MPa，平均为78.6 MPa，采用NaCl-H2O体系，根据密度-温度-压力关系图解近似获得的压力为80 MPa，本次计算平均为平均70.5 MPa，基本上与之接近。
总之，金厂沟梁含金石英脉石英流体包裹体均一温度范围为190℃～380℃，集中在240℃～340℃之间，平均293.8℃，盐度范围0.18％～8.81％NaCleq，集中在0～0.5％NaCleq，3％～3.5％NaCleq和4％～5％NaCleq三个区间内，平均3.79％ NaCleq，密度0.58～0.90 g/cm3，集中在0.65～0.85g/cm3之间，平均0.75g/cm3，成矿压力为（169.81～986.07）×105 Pa，平均705×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为1.70～9.86 km，平均7.05 km，静岩深度为0.63～3.65 km，平均2.61 km。
五、流体成分
（一）流体包裹体激光拉曼测试
包裹体片激光拉曼测试在中国地质科学院矿产资源研究所流体包裹体实验室完成。首先利用光学显微镜观察流体包裹体岩相学特征，划分包裹体类型和共生组合，并圈定包裹体较大且集中区域开展显微激光拉曼测试工作。流体包裹体激光拉曼测试是在徐文艺研究员的协助下由作者完成，使用仪器为英国Reinshaw公司生产的System-2000型显微共焦激光拉曼光谱仪，有关工作参数为：光源采用Ar＋激光器，波长为514.5 nm，激光功率为20 mW，光谱分辨率为1～2 cm-1，内置CCD探测器。
结果表明，除了石英的特征峰外，包裹体液相成分和气相成分均以H2O为主，未检测到其他挥发分（图4-22），可能是由于检测时所用激光功率较低的原因造成的。
（二）包裹体群体分析
包裹体群体成分分析是在中国地质科学院矿产资源所包裹体室完成，气体成分分析用日本岛津公司GC2010气相色谱仪和澳大利亚SGE公司热爆裂炉完成，液相成分用日本岛津公司HIC-6A型离子色谱仪完成，测试由实验室助理研究员杨丹完成。测试流程详见第三章相关内容。

图4-21 金厂沟梁金矿床流体包裹体均一温度-盐度-密度图解


图4-22 金厂沟梁金矿床流体包裹体拉曼光谱分析

金厂沟梁金矿床矿石的石英流体包裹体的气相和液相组成见表4-11，表4-12和4-13。从表4-11，表4-12可以看出，包裹体气相成分中均以H2O（71.27％～92.72 mol％）和CO2（4.30％～13.86mol％）为主，其次为N2，O2，含微量的CH4，C2H6，C2H2和C2 H4等。其中，H2O的含量在气相组分中占有绝对优势，H2O＋CO2含量都大于80 mol％。CO2/CH4特征值86.71～171.91，说明成矿期的环境处于弱氧化状态。CO2/H2O比值0.051～0.182，H2O说明成矿热液以水为主。R/O为包裹体气相组分还原参数，其大小指示还原性的相对强弱，比值为0.006～0.012，反映了成矿阶段偏氧化的状态。
表4-11 金厂沟梁金矿床流体包裹体的气相组成（mol％）及特征比值


注：R/O＝（C2H6＋CH4）/CO2。
表4-12 金厂沟梁金矿床流体包裹体的气相组成（μg/g）及特征比值


注：取样温度为100～500℃。
表4-13 金厂沟梁金矿床石英流体包裹体的液相组成（μg/g）及特征比值


注：取样温度为100～500℃。
从表4-13中可以看出，包裹体液相组分中阴离子以Cl-和 为主，Cl-为1.80～5.33μg/g， 在1.51～7.43 μg/g之间，含量变化较大， 比值在0.55～4.13之间，还有少量的 和F-，微量Br-；阳离子以Na＋，K＋和Ca2＋为主，Na＋为1.59～5.26μg/g，K＋为0.61～2.63μg/g，Ca2＋在10.58～25.57μg/g之间，含量变化大，K＋/Na＋为0.336～1.657，仅有一件样品比值＞1，总体表现为Na＋＞K＋，含少量Mg2＋，因此成矿流体应属于 型流体。说明Cl-在成矿中曾发挥重要作用，它可以与Au形成氯的配合物而迁移， 的存在说明当时流体可能为弱氧化状态。

一、富赤铁矿石中包裹体在升温过程中的变化特征

赤铁矿中包裹体升温是在LinkamTHMS600型热台上进行。热台放在红外显微镜的载物台上，把取下并清洗干净的包裹体薄片(无玻璃片)置于热台中央高温玻璃片上，用微调螺丝前后左右移动方式找到欲测包裹体。设置不同温度间隔的升温速率。加热和冷却只按相应键即可。照相时可以停止加热或冷却。先在红外显微镜的反光下选择铁矿物相对集中和表面干净、光洁处，然后在红外显微镜的透光下观察不透明矿物中的包裹体。在红外显微镜透光下，人的肉眼是看不到不透明矿物里的包裹体的，它们只能在电脑屏幕上显示。如果包裹体大，而且不透明矿物的透明度很好，观察矿物包裹体比较容易，犹如在普通光学显微镜下观察透明矿物中包裹体特征一样。但是在红外显微镜下，确认不透明矿物中包裹体的难度比在普通光学显微镜下鉴定透明矿物里包裹体大得多。因为不透明矿物表面的不洁之物和坑在电脑屏幕上形如包裹体，因此要在反光下仔细观察。识别真伪经验很重要。不透明矿物中包裹体真伪区别，在热台上升温观察即可辨认。如果是流体包裹体，在较低的均一温度下，包裹体气泡便会消失。如果是熔融包裹体，则其相态特征在700℃以下都无明显变化。

石碌矿区富铁矿石(ZSL6-5，ZSL6-27)中赤铁矿里的包裹体测温实验条件和它们在加热过程中相态特征变化分别列入表5-7和图5-17和图5-18。

表5-7 石碌富铁矿石赤铁矿中包裹体升温条件

从图5-17和图5-18中可以看出，赤铁矿确实含有包裹体，因为它们在升温过程中相态有变化(尽管图5-18中包裹体在升温过程中变化不明显)，表明它们是封闭在矿物里，而不是矿物表面的坑或黏在矿物表面的赃物。这两个包裹体在580℃恒温20min后没有均一化，很可能是熔融包裹体。因为该实验室没有1500热台，故不能在红外显微镜下获得包裹体高于600℃的相态变化信息。

图5-17 红外显微镜下富赤铁矿石ZSL6-5赤铁矿中包裹体相态在升温过程中变化特征图中32，100，…，580表示温度(℃)

图5-18 红外显微镜下富赤铁矿石ZSL6-27赤铁矿中包裹体相态在升温过程中变化特征图中32，203，…，580表示温度(℃);图(i)表示包裹体在580℃恒温20min后的情形

二、透明矿物包裹体在升温过程中变化特征

流体包裹体均一温度测定是在安放在Olympus普通光学显微镜载物台上的Linkam600型热台上完成。该装置与LinkamMDS600加热控制仪、Linkam LNP制冷仪、LinkamCI94包裹体位移控制仪及电脑连接，可以任意设置升温速率和在任一温度下恒温。可随时观察包裹体在升温过程中相态特征变化并对有明显变化的现象及时摄像，也可以在感兴趣的温度段设置低的升温或降温速率，以便采集到有意义的包裹体变化现象。

(一)透明矿物包裹体测温条件和测温结果

用于加热的包裹体一般特征、实验条件及测温结果表示在表5-8中。

表5-8 包裹体一般特征、实验条件和测温结果

根据表5-8的资料，富赤铁矿石中的石英和石榴子石既含流体包裹体，也含流体-熔融包裹体和熔融包裹体。石英中的流体-熔融包裹体比较多(其包裹体含量比熔融包裹体多)，石榴子石中的熔融包裹体和流体包裹体多得多。

(二)贫铁矿石石英中包裹体相态在升温过程中的变化特征

贫铁矿石样品SL-32石英中的包裹体(编号1，2，3和4)表示在图5-19中。图5-19显示，包裹体1在415.1℃变黑，但中央还有一小亮点;这个小亮点在501.2℃时全部消失。包裹体1和包裹体4在370.2℃时破裂，包裹体变暗并伸出一根管，随着温度升高，这些管越来越明显。包裹体2在408.4℃时爆裂，出现一根管。包裹体3的相态特征从324.5℃开始有明显变化，但到587℃还没有均一化，说明它的均一温度比较高，可能是熔融包裹体。在包裹体3的右下方的包裹体从501.2℃开始泄漏，有小管伸出。包裹体爆裂是因为其内部流体产生的蒸汽压较大所致。包裹体变暗和变黑也是这个原因引起，并不是包裹体均一化。此外，我们测得石英中几个孤立流体包裹体(L∶V=6∶1)的均一温度分别为145.8℃(4μm)、149.7℃(2μm)和208.1℃(1.5μm)，一个定向分布的流体包裹体均一温度为282.5℃(包裹体大小为4μm)。

根据所得资料可以认为，贫铁矿石石英中的包裹体类型较多，可分为流体包裹体、流体-熔融包裹体和熔融包裹体，其中流体-熔融包裹体和流体包裹体分布更加普遍。

图5-19 红外显微镜下贫铁矿矿石SL32石英中包裹体相态在升温过程中变化特征

(三)富赤铁矿石石英中包裹体相态在升温过程中的变化特征

富赤铁矿石样品ZSL6-5石英中包裹体相态变化特征见图5-20。由图5-20可发现，包裹体内部相态特征在升温过程中有明显的变化，但是升温到580℃后再恒温20min也没有均一化，说明该包裹体可能是流体-熔融包裹体。

(四)贫铁矿石石榴子石中包裹体相态在升温过程中的变化特征贫铁矿石样品SL32石榴子石包裹体在升温过程中的变化情况表示在图5-21中。从图5-21可以看出，液体包裹体(编号2)和流体-熔融包裹体(编号3)在457℃时爆裂，伸出管状体，而且包裹体变暗。在490℃时1号包裹体也泄漏，伸出管状体，包裹体变黑;从3号包裹体伸出的管状体增多。在570℃时，包裹体体相态特征是从包裹体泄漏处的物质变白，像是结晶体。

图5-20 红外显微镜下富赤铁矿石ZSL6-5石英中包裹体相态在升温过程中变化特征

(五)钴铜矿石透闪石中包裹体相态在升温过程中的变化特征

钴铜矿石样品F9-11透闪石中包裹体在升温过程中的变化特征展示于图5-22中。该图显示，包裹体1与本区大范围分布的条带状二透岩中定向排列的透闪石不同，它的分布不受方向性控制，且包裹体大(约26.2μm×4.6μm)。该事实表明，它们是新形成的透闪石。该包裹体在580℃时全部变黑，此温度应为包裹体1的均一温度。这给我们一个启示，二透岩在区域变质作用以后，还受到一次高温流体作用。

图5-21 红外显微镜下贫铁矿矿石SL-32样品石榴子石中包裹体相态变化特征

图5-22 红外显微镜下钴铜矿F9-11样品透闪石中包裹体相态在升温过程中变化特征

---

乳山市13994301973： 什么是包裹体?? - ？
夔例头孢： 包裹体(inclusion),原是矿物学中使用的一个术语,指矿物中由一相或多相物质组成的并与宿主矿物具有相的界限的封闭系统. 包裹体的物质来源可以是与宿主矿物无关的外来物质或是相同于宿主矿物的成岩、成矿介质.包裹体的成分多样,形状和大小各异,既有固相,也有液相和气相的,还有这三种相态的不同组合.包裹体含有成岩成矿的“母液”,因此它是研究地质作用的珍贵样品,能较客观地反映地质历史的原貌. 参考资料:http://baike.baidu.com/link?url=b5G8-BWG_HkZ1os5GjnTtFElXk8xjEF5-7MpTY_gdd3EFOFcLlpRPi56Rxq0SUWhJljwfs_eFFVq6fTiDdixNK

乳山市13994301973： 成岩阶段划分 - ？
夔例头孢： 成岩阶段是沉积岩在埋藏过程中,由埋深、地温、压力等因素的变化及其与地层水等流体共同作用,而形成的成岩演化期次.不同成岩期次中,发生的成岩变化、产生的成岩现象及影响次生孔隙发育的程度不同,藉此可以判断成岩演化程度与孔...

乳山市13994301973： 什么是包裹体?钻石有吗? - ？
夔例头孢： 包裹体是宝石矿物在生长过程中所捕获的,并包裹在晶体内的外来物质.这些物质的大小、形态不一,一般以固态、液态和气态等形式存在. 包裹体包括矿物内部的固相、液相和气相物质,带状结构(色带),双晶,断口和解理,与内部结构有关的表面特征. 包裹体按成因分为:原生、同生、次生.按相态分为:单相包裹体、两相包裹体、三相或多相包裹体. 钻石晶体内也含有包裹体.常见固态包裹体有石榴子石、铬透辉石. 仅供参考.

乳山市13994301973： 水晶为什么有棉絮和冰裂? - ？
夔例头孢： 天然水晶在漫长的生长过程中,由于其生长环境的不断变化,(比如地壳运动、地震等等),会造成其晶体内部形成裂纹状视觉上有花花的感觉. 水晶的常见瑕疵 ⒈隐裂纹 在透明的水晶中,隐裂纹呈亮晶晶的片状,有时还会有晕彩效应.这些...

乳山市13994301973： 包裹体是如何形成的? - ？
夔例头孢： 你好,矿物在不均匀结晶过程中,在晶体结构的某些缺陷部分或洞穴内,常有一些其它物质充填,这些物质被封锢在矿物中,就构成了矿物的包裹体.

乳山市13994301973： 发晶是水晶吗? - ？
夔例头孢： 是的 发晶是水晶的一种,因其中含有一些形态犹如发丝状的矿物包裹体而称为发晶. 发晶中的发丝形态各异,颜色多样,在光线的照射下活灵活现、变化多端、光彩夺目; 而发晶的“发”字具有“升”的意思,给予了人们无限的遐想和希望寄托; 加之发晶晶莹剔透、装饰性强、价格便宜, 常被加工成项链、手链、耳坠、胸坠、摆件等装饰品和工艺品, 深受广大消费者欢迎.

乳山市13994301973： 如何区别天然水晶还是人工水晶? - ？
夔例头孢： 天然水晶和人工水晶可以用用眼睛看、用舌舔、用光照、比硬度、用放大镜检查的方法来区别. 1、用眼睛看:天然水晶在形成过程到时候往往受环境影响总会有少量杂质,对着太阳观察时,就可以看到淡淡的均匀细小的横纹或柳絮状物质.而...

乳山市13994301973： 什么是宝石中的包裹体? - ？
夔例头孢： 宝石学中包裹体的概念分为广义和狭义两种.狭义概念的包裹体来源于矿物学,指宝石矿物中由一相或多相物质组成的并与主晶宝石矿物具有相的界限的封闭系统.包裹体的物质来源可以是与主晶矿物相同的成岩、成矿介质.包裹体的成分多样,形状和大小各异,既有固相,也有液相和气相.还有这三种相态的不同组合.广义概念的包裹体是在宝石中与主体宝石存在成分、结构、光性方位和物性差异的内含物,生长现象及与内部结构有关的表面特征等、统称为包裹体.通常包括了放大检查可见的宝石中的所有内部特征.

乳山市13994301973： 氢分压的测定方法 - ？
夔例头孢： 包裹体大小和形状不一.固、液和气态的都有,也有几种物态共存的.它既可形成於均一介质中(正常包裹体),也可形成於非均一介质中(异常包裹体).按它与主矿物形成的时间关系,可分为原生、假次生和次生包裹体;按其含有物的物理...

乳山市13994301973： 什么叫宝石的特性 - ？
夔例头孢： 宝石的基本特性 要想更深入更全面地知道什么是宝石,并进一步能够识别宝石,必须对宝石的主要特性有个较为全面的了解. 1.颜色 最先引起人们注意的就是宝石那五光十色、绚丽多姿的颜色.不同的宝石有不同的颜色,即使相同的颜色,在...