1、 成绩组成：成绩组成： 平时成绩占平时成绩占40%：出勤课堂纪律出勤课堂纪律 特别提醒：特别提醒： 缺缺 3 次出勤，次出勤，不得参加期末考试和补考不得参加期末考试和补考。 期末考试占期末考试占60% 第一章第一章 绪绪 论论 第一节第一节 引言引言 n1 1、现代科学技术进步最具代表性的六大高新技术、现代科学技术进步最具代表性的六大高新技术 群：群：信息、新材料、新能源、生物、海洋和空间信息、新材料、新能源、生物、海洋和空间 技术群技术群，都离不开现代分析测试技术。，都离不开现代分析测试技术。 n2 2、地球科学的进步伴随着现代分析测试技术的进、地球科学的进步伴随着现代分析测试技术的进 步而
2、发展：研究手段从步而发展：研究手段从宏观宏观到到微观微观，1616世纪世纪光学光学 显微镜显微镜问世，问世，1919世纪世纪4040年代开始，年代开始，偏光显微镜偏光显微镜成成 为地质学和矿物学家手中的强大武器，使岩石学、为地质学和矿物学家手中的强大武器，使岩石学、 矿物学乃至整个地学领域面貌焕然一新，光性矿矿物学乃至整个地学领域面貌焕然一新，光性矿 物学应运而生。但光学显微镜最高分辨率约为物学应运而生。但光学显微镜最高分辨率约为 200nm200nm（15001500倍倍），显然，对探索微观世界是），显然，对探索微观世界是 不够的。不够的。 http:/ 深度深度30 m 廉价廉价(100-
3、120元元/点点) 准确准确(能满足大多数地质上的定年需要能满足大多数地质上的定年需要) 快速快速(5-8分钟分钟/点点),同步检测分析结果同步检测分析结果 投入少投入少 但是但是, LA- ICP-MS分析数据的精度低于分析数据的精度低于TIMS 和和SHRIMP, 更重要的缺陷是它无法准确测定更重要的缺陷是它无法准确测定 204Pb, 因为此峰被 因为此峰被Ar气中普遍存在的气中普遍存在的Hg(202Hg)干干 扰了扰了. 这样就无法按传统的方法对测得的这样就无法按传统的方法对测得的Pb同位同位 素进行普通素进行普通Pb的校正的校正. 数据选择数据选择 n常规LA-ICPMS测试结果 n数
4、据取舍： Xu et al.，2012. Lithos SHRIMP和和LA-ICPMS定年结果对比定年结果对比 中国地质大学（武汉）中国地质大学（武汉）LA-ICP-MS Thank You！ 内容提纲内容提纲 一一 概况概况 二二 包裹体的分类包裹体的分类 三三 包裹体的研究方法包裹体的研究方法 在室温下，流体包裹体由一相、二相甚至多相物质组在室温下，流体包裹体由一相、二相甚至多相物质组 成。成。 l 流体包裹体是在主矿物结晶生长过程中被捕获在晶流体包裹体是在主矿物结晶生长过程中被捕获在晶 体缺陷之中的，流体充填或滞留在晶体缺陷中以后，体缺陷之中的，流体充填或滞留在晶体缺陷中以后， 又立即
5、为继续生长的主矿物所封闭，因此包裹体基又立即为继续生长的主矿物所封闭，因此包裹体基 本上不受外来物质的影响，也基本上没有物质泄漏本上不受外来物质的影响，也基本上没有物质泄漏 出来，体积基本不变，出来，体积基本不变，因此流体包裹体是原始成岩、因此流体包裹体是原始成岩、 成矿溶液或岩浆熔融体的代表。成矿溶液或岩浆熔融体的代表。 l 目前不仅可以对包裹体群体进行分析测试，而且可目前不仅可以对包裹体群体进行分析测试，而且可 以对单个包裹体进行系统研究和测定，并取得高精以对单个包裹体进行系统研究和测定，并取得高精 度数据才可以对包裹体所给出的资料进行各种数学度数据才可以对包裹体所给出的资料进行各种数学
6、处理和物理化学的理论解释，为认识复杂的地质作处理和物理化学的理论解释，为认识复杂的地质作 用提供极为重要的定性和定量证据。用提供极为重要的定性和定量证据。 1.2 1.2 包裹体的形成机理包裹体的形成机理 l 在任何种类的流体介质中，矿物结晶生长或重结晶在任何种类的流体介质中，矿物结晶生长或重结晶 时，由于矿物晶体的不规则生长。必然会产生各种时，由于矿物晶体的不规则生长。必然会产生各种 晶体缺陷，少量介质流体贯入这些缺陷之中。并被晶体缺陷，少量介质流体贯入这些缺陷之中。并被 封存形成流体包裹体。封存形成流体包裹体。 1.2 1.2 包裹体的形成机理包裹体的形成机理 l 世界上完美无缺的理想晶体
7、在自然界未曾见到，即世界上完美无缺的理想晶体在自然界未曾见到，即 使在最严格的实验条件下，也不可能产生。使在最严格的实验条件下，也不可能产生。 l 任何一种干扰完整晶体生长的作用，都可造成晶体任何一种干扰完整晶体生长的作用，都可造成晶体 缺陷的产生，从而导致包裹体的形成。缺陷的产生，从而导致包裹体的形成。 1.3 1.3 包裹体的研究意义包裹体的研究意义 l 流体包裹体研究已进入到岩石学的各个领域，流体包裹体研究已进入到岩石学的各个领域，形成形成 了包裹体岩石学方向了包裹体岩石学方向 l 包裹体研究解决了不少矿床学研究的一些重要问题，包裹体研究解决了不少矿床学研究的一些重要问题， 提出了许多成
8、矿模式提出了许多成矿模式 l 现代分析测试方法和技术的引进，使流体包裹体研现代分析测试方法和技术的引进，使流体包裹体研 究更为精确究更为精确, ,流体包裹体的理论研究亦取得了新的进流体包裹体的理论研究亦取得了新的进 展展, ,利用流体包裹体资料利用流体包裹体资料进行找矿和矿体深部预测进行找矿和矿体深部预测 二 包裹体的分类 l包裹体分类包裹体分类是包裹体研究中的一个重要内是包裹体研究中的一个重要内 容，也是对包裹体认识由简单到复杂、由容，也是对包裹体认识由简单到复杂、由 表及里的过程：表及里的过程： （1 1）包裹体的基本分类）包裹体的基本分类 （2 2）包裹体的成因分类）包裹体的成因分类 （
9、3 3）包裹体物理相态分类）包裹体物理相态分类 （1 1）包裹体的基本分类包裹体的基本分类 l 包裹体的基本分类：根据包裹体的基本分类：根据捕获时捕获时流体的性质分类区流体的性质分类区 分包裹体是分包裹体是均匀流体还是非均匀流体均匀流体还是非均匀流体是包裹体分类是包裹体分类 的首要问题。的首要问题。 l 大部分包裹体最初捕获的是均匀流体，但有些包裹大部分包裹体最初捕获的是均匀流体，但有些包裹 体是在非均匀流体中形成的。为此，首先要对他们体是在非均匀流体中形成的。为此，首先要对他们 加以区分：加以区分： 正常包裹体：从均匀流体中形成的包裹体正常包裹体：从均匀流体中形成的包裹体 异常包裹体：从非均
10、匀流体中形成的包裹体异常包裹体：从非均匀流体中形成的包裹体 l均匀流体中形成的包裹体均匀流体中形成的包裹体 这类包裹体在包裹体中占的数量很大，这类包裹体在包裹体中占的数量很大， 是研究的重点。是研究的重点。均匀流体中形成的包裹体及均匀流体中形成的包裹体及 其和晶体生长的关系以及晶体缺陷产生的原其和晶体生长的关系以及晶体缺陷产生的原 因等在前已经阐述因等在前已经阐述 。 l不均匀流体中形成的包裹体不均匀流体中形成的包裹体 过去认为包裹体一般都是从均匀流体中过去认为包裹体一般都是从均匀流体中 形成的，但多年来包裹体研究的资料表明许形成的，但多年来包裹体研究的资料表明许 多多包裹体并非都是从均匀体系
11、中形成。包裹体并非都是从均匀体系中形成。包裹包裹 体形成时捕获的非均匀流体主要有下列几类：体形成时捕获的非均匀流体主要有下列几类： 这两类包裹体的区分对解释地质现象有决定作用，这两类包裹体的区分对解释地质现象有决定作用， 为此必须首先将这两类包裹体分开，然后再区分其为此必须首先将这两类包裹体分开，然后再区分其 成因和室温下物理相态也就是说，包裹体研究时：成因和室温下物理相态也就是说，包裹体研究时： 第一：先辨别包裹体是第一：先辨别包裹体是“正常正常 ” ”还是还是“异常异常” 的；的； 第二：分别将两类包裹体进一步分类第二：分别将两类包裹体进一步分类 1)1)由液相由液相+ +蒸汽相蒸汽相 (
12、L+V) (L+V)非均匀体系形成非均匀体系形成 这种非均匀体系较为常见，它们或是由于压力的这种非均匀体系较为常见，它们或是由于压力的 突然释放，或是因为温度的变化，或是因为流体的突然释放，或是因为温度的变化，或是因为流体的 浓度改变，使原始均匀的流体产生沸腾浓度改变，使原始均匀的流体产生沸腾 ( (或泡腾或泡腾) )形形 成不均匀的多相体系。在这种条件下形成的包裹体成不均匀的多相体系。在这种条件下形成的包裹体 往往种类复杂，它们常包括下面几类不同的包裹体：往往种类复杂，它们常包括下面几类不同的包裹体： 气体的低密度包裹体；气体的低密度包裹体； 液体的高密度包裹体；液体的高密度包裹体； 有时尚
13、可出现含盐类子矿物的多相包裹体。有时尚可出现含盐类子矿物的多相包裹体。 此外、还可能存在充填度介质和之间的一系此外、还可能存在充填度介质和之间的一系 列包裹体，称之为沸腾包裹体群列包裹体，称之为沸腾包裹体群. . 2）由液相十固相（）由液相十固相（LS）非均匀体系形成）非均匀体系形成 l 这是由于矿物在充满晶体或固体质点的流体中生长，当这是由于矿物在充满晶体或固体质点的流体中生长，当 这种流体被封存在晶体缺陷中时，就形成了液体或液体这种流体被封存在晶体缺陷中时，就形成了液体或液体 十固体以及几乎全为固体相的十固体以及几乎全为固体相的“异常包裹体异常包裹体”系列。系列。这这 时常被误认为是含子矿
14、物的包裹体，时常被误认为是含子矿物的包裹体，它们与含子矿物的它们与含子矿物的 包裹体有如下几点区别包裹体有如下几点区别： 固体质点或小的晶体固体质点或小的晶体加热后一般不能溶解加热后一般不能溶解，甚至包裹，甚至包裹 体均一直至爆裂后也体均一直至爆裂后也不出现溶解现象不出现溶解现象； 固体质点或小晶体在包裹体中的存在纯属偶然现象，固体质点或小晶体在包裹体中的存在纯属偶然现象， 因此因此出现的机率较低，相比率也不稳定。出现的机率较低，相比率也不稳定。 而而含子矿物的包裹体含子矿物的包裹体是在同一条件下捕获均匀流体形是在同一条件下捕获均匀流体形 成，由于成，由于温度压力下降，溶解度降低，某些组分过饱
15、和温度压力下降，溶解度降低，某些组分过饱和 而形成，因此而形成，因此在包裹体中普遍存在，相比率也相近。在包裹体中普遍存在，相比率也相近。 3）由两种不混溶液体（）由两种不混溶液体（L1L2）形成）形成 l 这是指由两种完全不混溶（如油和水），或两种部这是指由两种完全不混溶（如油和水），或两种部 分不混溶的流体（如水和分不混溶的流体（如水和CO2）所形成的包裹体。）所形成的包裹体。 在密西西比河谷型PbZn矿床研究中发现，萤石晶 体中存在油气和盐水溶液不混溶的流体包裹体群， 表明PbZn成矿流体在通过密西西比盆地时和油田 水混和。从而造成了PbZn矿沉淀。 l 在火成作用中，许多不混溶作用都是通
16、过包裹体研在火成作用中，许多不混溶作用都是通过包裹体研 究发现和认识的。岩浆熔融体在演化过程中存在多究发现和认识的。岩浆熔融体在演化过程中存在多 种液相十液相不混溶流体相种液相十液相不混溶流体相。 熔浆的不混溶体系熔浆的不混溶体系 l 熔融体演化的早期，可能形成硅酸盐熔融体演化的早期，可能形成硅酸盐+ +硫化物熔浆的不硫化物熔浆的不 混溶体系混溶体系( (岩浆熔离），还可能产生气水热液从岩浆中岩浆熔离），还可能产生气水热液从岩浆中 分离出来，并与硅酸盐熔融体共存。分离出来，并与硅酸盐熔融体共存。 l 这种由气水热液到硅酸盐系列包裹体的存在为硅酸盐熔这种由气水热液到硅酸盐系列包裹体的存在为硅酸盐
17、熔 融体分异出气水热液提供了直接证据，也为认识岩浆演融体分异出气水热液提供了直接证据，也为认识岩浆演 化和不混溶分离等物理化学作用提供了重要的资料。化和不混溶分离等物理化学作用提供了重要的资料。 （2 2）包裹体的包裹体的成因成因分类分类 l成因分类成因分类：是按照同一矿物中包裹体形成的：是按照同一矿物中包裹体形成的 先后及其与母液的成因联系而划分先后及其与母液的成因联系而划分 原生包裹体原生包裹体 次生包裹体次生包裹体 假次生包裹体假次生包裹体 变生包裹体变生包裹体 原生包裹体原生包裹体 l 是主矿物形成时成矿流体的代表。是主矿物形成时成矿流体的代表。 l 所有原生包裹体，不论它们捕获的是何
18、种流体（均所有原生包裹体，不论它们捕获的是何种流体（均 匀的或不均匀的）都是在主矿物结晶或重结晶过程匀的或不均匀的）都是在主矿物结晶或重结晶过程 中形成的。它们与主矿物同时形成，它们所含的溶中形成的。它们与主矿物同时形成，它们所含的溶 液就是形成主矿物的成矿流体，因此它们是主矿物液就是形成主矿物的成矿流体，因此它们是主矿物 形成时成矿流体的代表。形成时成矿流体的代表。 l 原生包裹体代表了晶体生长过程中的原生包裹体代表了晶体生长过程中的“偶然事件偶然事件”， 因此在主矿物晶体中因此在主矿物晶体中随机分布。随机分布。 l 原生包裹体也常原生包裹体也常沿晶体生长面分布沿晶体生长面分布，矿物晶出可延
19、矿物晶出可延 续较长一段时间，因此从晶体内部到外部，不同部续较长一段时间，因此从晶体内部到外部，不同部 位的原生包裹体可能有不同的均一温度和形成温度位的原生包裹体可能有不同的均一温度和形成温度。 次生包裹体次生包裹体 l 次生包裹体是主矿物形成以后由后期构造热事件形次生包裹体是主矿物形成以后由后期构造热事件形 成的。成的。主矿物由于受后期构造应力作用产生裂隙和主矿物由于受后期构造应力作用产生裂隙和 孔隙，后期热液进入这些裂隙和孔隙否并且使主矿孔隙，后期热液进入这些裂隙和孔隙否并且使主矿 物产生部分溶解，进而又重新结晶。物产生部分溶解，进而又重新结晶。 l 在此过程中捕获后期热液而形成的包裹体，
20、称为次在此过程中捕获后期热液而形成的包裹体，称为次 生包裹体。生包裹体。 l 它们常它们常沿切穿主矿物的裂隙分布沿切穿主矿物的裂隙分布它们所代表的是后它们所代表的是后 期进入主矿物的流体。研究次生包裹体可以查明主期进入主矿物的流体。研究次生包裹体可以查明主 矿物形成后有关地质事件的次序和后期构造事件的矿物形成后有关地质事件的次序和后期构造事件的 物理化学条件等问题。物理化学条件等问题。 假次生包裹体假次生包裹体 l 这是一种特殊的原生包裹体类型。当晶体在生长过这是一种特殊的原生包裹体类型。当晶体在生长过 程中受到应力作用而产生裂隙，生长晶体的介质就程中受到应力作用而产生裂隙，生长晶体的介质就
21、会进入裂隙并被继续生长的晶体封存形成包裹体。会进入裂隙并被继续生长的晶体封存形成包裹体。 这些包裹体这些包裹体沿愈合裂隙分布沿愈合裂隙分布，具有次生包裹体空间，具有次生包裹体空间 分布的特征，但是这种裂隙只局限在晶体内部，分布的特征，但是这种裂隙只局限在晶体内部，并并 不切割矿物晶体颗粒不切割矿物晶体颗粒。这类包裹体称为假次生包裹这类包裹体称为假次生包裹 体，体，所含的成矿流体与原生包裹体一致，都是形成所含的成矿流体与原生包裹体一致，都是形成 主矿物流体的一部分，但空间展布上具次生包裹体主矿物流体的一部分，但空间展布上具次生包裹体 的特点。的特点。 l 它们是它们是真原生假次生真原生假次生包裹
22、体。包裹体。 变生包裹体变生包裹体 l 这是指变质作用过程中新形成的矿物或重结晶矿物这是指变质作用过程中新形成的矿物或重结晶矿物 中捕获变质流体形成的包裹体。中捕获变质流体形成的包裹体。 l 国内对这类包裹体研究尚少，近年来国外在这方面国内对这类包裹体研究尚少，近年来国外在这方面 取得了较多研究成果。取得了较多研究成果。 l 它们基本符合上述原生包裹体的特征，只是由于变它们基本符合上述原生包裹体的特征，只是由于变 质作用中矿物生长、变形和重结晶往往持续时间长，质作用中矿物生长、变形和重结晶往往持续时间长， 可以从变质高峰期持续到退化变质时期多而所处的可以从变质高峰期持续到退化变质时期多而所处的
23、 地质环境、物理化学条件不可能保持不变，所以它地质环境、物理化学条件不可能保持不变，所以它 们应们应是一种特殊的原生包裹体。是一种特殊的原生包裹体。 l 研究这类包裹体的各种性质可以了解变质作用的研究这类包裹体的各种性质可以了解变质作用的 演化和物化条件。演化和物化条件。 （3 3）包裹体物理相态分类包裹体物理相态分类 在前面包裹体分类基础上，根据室温下包裹体中出现的在前面包裹体分类基础上，根据室温下包裹体中出现的 物相种类，包裹体进一步划分为：物相种类，包裹体进一步划分为： l 固体包裹体（固体包裹体（Solid Inclusion） l 热热 水水 溶溶 液液 包包 裹裹 体体 （ hyd
24、rothermal solutioninclusion） 1)纯液相包裹体纯液相包裹体 (L) 2)纯气相包裹体纯气相包裹体(G) 3)富液相包裹体富液相包裹体(Liquid-rich inclusion) 4)富气相包裹体富气相包裹体 (gas-rich inclusion) 5)含子矿物的多相包裹体含子矿物的多相包裹体 (daughter mineral) 6)含液体含液体CO2(LCO2)包裹体包裹体 7)有机包裹体有机包裹体 l 熔融包裹体熔融包裹体 (melt inclusion) 矿物包裹体分类表矿物包裹体分类表 三 包裹体的研究方法 l包裹体研究的主要途径之一就是通过显微包裹体研
25、究的主要途径之一就是通过显微 热台、冷台热台、冷台等方法来改变温度条件，观察等方法来改变温度条件，观察 流体包裹体由此所发生的各种相变化，流体包裹体由此所发生的各种相变化，确确 定作为一个热力学体系的流体包裹体内的定作为一个热力学体系的流体包裹体内的 化学组成、相平衡关系，以获得其中（化学组成、相平衡关系，以获得其中（p-p- T-V-xT-V-x）之间的各种数据来解释所捕获流体）之间的各种数据来解释所捕获流体 的物理化学性质及其地质含义。的物理化学性质及其地质含义。 从热力学角度来看，包裹体应该满足下面三个从热力学角度来看，包裹体应该满足下面三个 热力学前提热力学前提 (限定限定)： 1.均
26、匀体系：均匀体系：指包裹体形成时，被捕获在单个指包裹体形成时，被捕获在单个 包裹体内的物质为均匀相包裹体内的物质为均匀相:即虽然相邻的二个即虽然相邻的二个 包裹体内化学组成可能不同，但在每一个包包裹体内化学组成可能不同，但在每一个包 裹体内物质的状态是均匀的一相裹体内物质的状态是均匀的一相 。 2.体系封闭：体系封闭：指包裹体形成后，不再有物质与指包裹体形成后，不再有物质与 体外交换而发生物质的带入带出，而是保持体外交换而发生物质的带入带出，而是保持 包裹在其中的化学组成恒定不变。包裹在其中的化学组成恒定不变。 3.等容过程：等容过程：指包裹体形成后虽然温度、压力、指包裹体形成后虽然温度、压力
27、、 相数目会随着环境而改变，但包裹体的体积相数目会随着环境而改变，但包裹体的体积 不发生改变，始终保持恒定。不发生改变，始终保持恒定。 总之，可用的包裹体应该是：总之，可用的包裹体应该是： 1）在其形成时被捕获在其中的流体为均匀的一相；）在其形成时被捕获在其中的流体为均匀的一相； 2）捕获后的变化都是在一个封闭体系内发生的等组）捕获后的变化都是在一个封闭体系内发生的等组 成成等容过程。等容过程。 确定包裹体是否具备热力学前提的方法确定包裹体是否具备热力学前提的方法 l 从理论上讲，不管流体是由多少相构成，从理论上讲，不管流体是由多少相构成，只要被捕只要被捕 获在某一包裹体中的流体相是其中的某一
28、均匀相，获在某一包裹体中的流体相是其中的某一均匀相， 就可以利用现有的研究方法研究每个包裹体的热力就可以利用现有的研究方法研究每个包裹体的热力 学性质，学性质，而不管流体本身是均匀体系还是非均匀体而不管流体本身是均匀体系还是非均匀体 系系 。 l 但由于缺乏可靠的直接判据来确定包裹体形成时捕但由于缺乏可靠的直接判据来确定包裹体形成时捕 获在其中的流体是否为均匀相，获在其中的流体是否为均匀相，因而一般将因而一般将“均匀均匀” 范围扩大到要求流体在被捕获瞬间是一种均匀体系，范围扩大到要求流体在被捕获瞬间是一种均匀体系， 这样虽然丢掉了不少精细的信息，但从宏观上来看这样虽然丢掉了不少精细的信息，但从
29、宏观上来看 仍能满足地质研究的要求。仍能满足地质研究的要求。 l当一组同时形成或成因相同的包裹体在室温当一组同时形成或成因相同的包裹体在室温 下物相的种类和个相的出现相同或相近，下物相的种类和个相的出现相同或相近，就就 可判定包裹体是从一个均匀体系中被捕获而可判定包裹体是从一个均匀体系中被捕获而 形成的，捕获在包裹体中的流体肯定是均匀形成的，捕获在包裹体中的流体肯定是均匀 相。相。 l确定包裹体形成后是否保持了组成恒定的封确定包裹体形成后是否保持了组成恒定的封 闭状态和等容过程演变，闭状态和等容过程演变，对于一般后期未受对于一般后期未受 到到变质变形改造的岩石来说易于解决，到到变质变形改造的岩
30、石来说易于解决，选选 择那些形态比较规则、不属择那些形态比较规则、不属 “卡脖子卡脖子”成因、成因、 附近无微裂隙存在的包裹体一般都能满足这附近无微裂隙存在的包裹体一般都能满足这 个限定条件。个限定条件。 l而对于包裹体形成后又遭受了变质变形改造而对于包裹体形成后又遭受了变质变形改造 的岩石来说，情况就比较复杂，的岩石来说，情况就比较复杂，例如，在麻例如，在麻 粒岩地体冷却抬升过程中，麻粒岩高峰期形粒岩地体冷却抬升过程中，麻粒岩高峰期形 成的包裹体就可能发生成分和体积的改变、成的包裹体就可能发生成分和体积的改变、 Sterner和和Bodnar(1989)的实验证明，石英中的实验证明，石英中
31、的流体包裹体在的流体包裹体在600700就会出现形状的就会出现形状的 迅速改变而使等容性质遭到破坏。迅速改变而使等容性质遭到破坏。 l因此，如何准确地判定所选择的包裹体是否因此，如何准确地判定所选择的包裹体是否 符合热力学前提符合热力学前提,仍然需要深入继续研究。仍然需要深入继续研究。 l这个问题的解决，将有助于获得关于非均匀这个问题的解决，将有助于获得关于非均匀 流体演化过程的某些重要信息。流体演化过程的某些重要信息。 3.1 3.1 包裹体样品的选择与制备包裹体样品的选择与制备 3.1.1 3.1.1 包裹体样品的选择包裹体样品的选择 l 最适宜包裹体研究的样品是最适宜包裹体研究的样品是透
32、明、半透明结晶好的透明、半透明结晶好的 脉石矿物脉石矿物 l 为了研究热液在空间上的变化规律，需要为了研究热液在空间上的变化规律，需要沿水平方沿水平方 向和垂直方向上向和垂直方向上对特定脉体进行等间距采样，这些对特定脉体进行等间距采样，这些 样品的温度和盐度资料是确定热液运移方向的重要样品的温度和盐度资料是确定热液运移方向的重要 依据依据 l 在采集包裹体样品之前，在采集包裹体样品之前，应搞清脉体的先后关系。应搞清脉体的先后关系。 当采集所有共生脉体序列的多种样品时，要详细编当采集所有共生脉体序列的多种样品时，要详细编 号，这对利用包裹体资料探讨热液在时间上的演化号，这对利用包裹体资料探讨热液
33、在时间上的演化 规律极为重要规律极为重要 l 采集火成岩样品时，最好选择采集火成岩样品时，最好选择石英石英进行包裹体研究进行包裹体研究 3.1.2 3.1.2 样品的采集样品的采集 l 样品必须是样品必须是新鲜的、未经风化的岩石、矿石或单矿新鲜的、未经风化的岩石、矿石或单矿 物标本物标本。但对不同的研究对象与目的，将有所侧重。但对不同的研究对象与目的，将有所侧重。 1 1、热液矿床、热液矿床：最好的测温样品是产于晶洞和晶簇中的：最好的测温样品是产于晶洞和晶簇中的 颗粒较大、晶形发育良好、晶面小的晶体。相对而颗粒较大、晶形发育良好、晶面小的晶体。相对而 言，产于热液矿脉中较为致密的块状集合体中的
34、包言，产于热液矿脉中较为致密的块状集合体中的包 裹体质量较差。如果已确定矿床是多阶段形成的，裹体质量较差。如果已确定矿床是多阶段形成的， 就必须采集能代表各阶段的系统的几个样品。但取就必须采集能代表各阶段的系统的几个样品。但取 样不能仅局限于脉体本身，从矿脉的蚀变围岩中所样不能仅局限于脉体本身，从矿脉的蚀变围岩中所 采集的样品常常也能提供大量有关流体性质和演化采集的样品常常也能提供大量有关流体性质和演化 的资料。应避免采集被强烈剪切而变形的矿脉样品，的资料。应避免采集被强烈剪切而变形的矿脉样品， 因为这类样品中的包裹体因伴随变形和剪切作用，因为这类样品中的包裹体因伴随变形和剪切作用， 很可能泄
35、漏而失去全部或部分组分。很可能泄漏而失去全部或部分组分。 2 2、火成岩：、火成岩： 在花岗岩的石英颗粒中，流体包裹体特别发育，在花岗岩的石英颗粒中，流体包裹体特别发育， 而在长石类矿物中包裹体很少，且常常表现出泄漏而在长石类矿物中包裹体很少，且常常表现出泄漏 及颈缩的迹象，因而最好避免使用。花岗岩石英中及颈缩的迹象，因而最好避免使用。花岗岩石英中 所捕获的流体或是代表岩浆冷凝的最早期的硅酸盐所捕获的流体或是代表岩浆冷凝的最早期的硅酸盐 熔浆（熔融包裹体），或是代表热液循环演化的较熔浆（熔融包裹体），或是代表热液循环演化的较 晚期的流体晚期的流体( (气气- -液包裹体液包裹体) )，这两种流
36、体皆可以被捕，这两种流体皆可以被捕 获在显然没有蚀变的岩石标本中。在花岗岩的黄玉、获在显然没有蚀变的岩石标本中。在花岗岩的黄玉、 碳酸岩或与之相关的岩石的磷灰石、火山岩的斑晶碳酸岩或与之相关的岩石的磷灰石、火山岩的斑晶 等矿物中，流体包裹体发育特别好。等矿物中，流体包裹体发育特别好。 3 3、变质岩：、变质岩： 根据现有资料，从低级到高级变质岩中都发育根据现有资料，从低级到高级变质岩中都发育 了捕获有变质流体的包裹体，变质若中发现赋存包了捕获有变质流体的包裹体，变质若中发现赋存包 裹体的矿物有石英、石榴石、蓝晶石、红柱石、透裹体的矿物有石英、石榴石、蓝晶石、红柱石、透 辉石、绿帘石、碳酸盐类矿
37、物等。辉石、绿帘石、碳酸盐类矿物等。 但是，变质岩的基质矿物所含包裹体数量较少但是，变质岩的基质矿物所含包裹体数量较少 和较小，在这些岩石中，较大的包裹体常常产在呈和较小，在这些岩石中，较大的包裹体常常产在呈 脉状产出的扁豆体、透镜体等脉体中，而且数量较脉状产出的扁豆体、透镜体等脉体中，而且数量较 多，适合于包裹体的研究，它们基本上能反映变质多，适合于包裹体的研究，它们基本上能反映变质 岩的形成条件。岩的形成条件。 4 4、沉积岩：、沉积岩： 碎屑岩（矿物）中的继承包裹体是在碎屑矿物碎屑岩（矿物）中的继承包裹体是在碎屑矿物 沉积之前捕获的包裹体。研究这些继承包裹体，有沉积之前捕获的包裹体。研究
38、这些继承包裹体，有 可能推断碎屑矿物的源岩、沉积物的源区，并有助可能推断碎屑矿物的源岩、沉积物的源区，并有助 于进行地层对比和提供找矿线索。于进行地层对比和提供找矿线索。 沉积物在深埋、压实等成岩作用或低级变质作沉积物在深埋、压实等成岩作用或低级变质作 用中捕获的流体包体，在沉积岩中较大的脉体、晶用中捕获的流体包体，在沉积岩中较大的脉体、晶 洞、晶腺和结核中保存得最好。洞、晶腺和结核中保存得最好。 成岩作用中石英和碳酸盐的次生加大边，以及中、成岩作用中石英和碳酸盐的次生加大边，以及中、 粗碎屑之间的胶结物也有流体包裹体，但常常很小粗碎屑之间的胶结物也有流体包裹体，但常常很小 ( (5m)5m)
39、，对其进行研究比较困难，因此，在找出，对其进行研究比较困难，因此，在找出 足够数量的较大包裹体之前，可能需要筛选很多样足够数量的较大包裹体之前，可能需要筛选很多样 品。品。 3.2 3.2 包裹体显微镜下观察包裹体显微镜下观察 l 透射光显微技术是目前研究流体包裹体最有效的技透射光显微技术是目前研究流体包裹体最有效的技 术。利用简便的光学技术所获得的信息是十分丰富术。利用简便的光学技术所获得的信息是十分丰富 的。的。 l 对包裹体的特征，大致对包裹体的特征，大致组成、大小、丰度及分布特组成、大小、丰度及分布特 点点进行详细的光学鉴定，是进行包裹体测温和化学进行详细的光学鉴定，是进行包裹体测温和
40、化学 分析的基础。分析的基础。 流体包裹体的寻找与观察流体包裹体的寻找与观察 l 寻找流体包裹体的最佳方法是寻找流体包裹体的最佳方法是先用低先用低-中倍，中倍，(10) 物镜进行扫描，在样片的光洁和透明部分寻找，小物镜进行扫描，在样片的光洁和透明部分寻找，小 于于10m 的包裹体通常呈小的暗色班点成群或枝蔓的包裹体通常呈小的暗色班点成群或枝蔓 状出现状出现 l 然后再转换成然后再转换成较高倍数的物镜进行详细观察较高倍数的物镜进行详细观察 l 一些较薄和易碎的光薄片在熔取、洗净后常成细小一些较薄和易碎的光薄片在熔取、洗净后常成细小 碎片，最好是熔取前先在镜下详细观察、寻找，发碎片，最好是熔取前先
41、在镜下详细观察、寻找，发 现质量好的包裹体时用标记笔圈画出来，并作记录。现质量好的包裹体时用标记笔圈画出来，并作记录。 其标志在熔洗薄片时可保留下来，这样可提高测试其标志在熔洗薄片时可保留下来，这样可提高测试 的效率。的效率。 放大倍数与观察技巧放大倍数与观察技巧 l 使用普通国产显微镜时，使用普通国产显微镜时，通常放大通常放大250倍倍后才容易找后才容易找 到包裹体，要详细观察包裹体的内部细节，至少要到包裹体，要详细观察包裹体的内部细节，至少要 放大到放大到400倍倍500倍倍 l 观察者首先应该使用低放大观察者首先应该使用低放大(100)系统对整个片子系统对整个片子 进行粗略的浏览，确定可
42、能存在的包裹体位置。进行粗略的浏览，确定可能存在的包裹体位置。低低 倍镜对揭示包裹体生长带、颗粒边界和显微裂隙之倍镜对揭示包裹体生长带、颗粒边界和显微裂隙之 间的关系十分方便，这对确定包裹体的成因类型很间的关系十分方便，这对确定包裹体的成因类型很 有好处有好处 l 包裹体观察过程中经常是包裹体观察过程中经常是交替使用低放大倍数和高交替使用低放大倍数和高 放大倍数系统放大倍数系统 流体包裹体的镜下特征流体包裹体的镜下特征 l 流体包裹体在偏光显微镜下研究的主要内容有，包流体包裹体在偏光显微镜下研究的主要内容有，包 裹体的形状、大小和颜色；数量、产状及分布特征；裹体的形状、大小和颜色；数量、产状及
43、分布特征； 相态、成分、充填度；各类包裹体的识别等，现分相态、成分、充填度；各类包裹体的识别等，现分 述如下：述如下： 1)形状：规则、不规则形状：规则、不规则 2)颜色颜色 3)大小大小 4)充填度充填度 5)丰度和分布丰度和分布 1 1）包裹体的形状包裹体的形状 l 包裹体的形状与主矿物包裹体的形状与主矿物 的晶形完全相同，称为的晶形完全相同，称为 负晶形负晶形( (右图右图2)2)， l 包裹体的形状与主矿物包裹体的形状与主矿物 晶形局部相似晶形局部相似( (右图右图3)3) 或成群包裹体中的各个或成群包裹体中的各个 包裹体形状基本相似包裹体形状基本相似 ( (右图右图4)4)。 l 不
44、规则的包裹体形状与不规则的包裹体形状与 主矿物晶形完全不同主矿物晶形完全不同 ( (右图右图5)5) 2)2)颜色颜色 l 包裹体的颜色与其成分有关，也受包裹体的颜色与其成分有关，也受薄片厚度、光的薄片厚度、光的 折射效应折射效应等外界因素的影响，由盐水溶液和水蒸气等外界因素的影响，由盐水溶液和水蒸气 或或CO2组成的包裹体常呈无色。但由于光线折射或组成的包裹体常呈无色。但由于光线折射或 包裹体与薄片表面不平行，气泡有时呈一定颜色。包裹体与薄片表面不平行，气泡有时呈一定颜色。 气泡以有机气体为主时，常呈浅褐色，含碳时呈黑气泡以有机气体为主时，常呈浅褐色，含碳时呈黑 色。包裹体液相含碳氢化合物时
45、，常呈黄色或棕褐色。包裹体液相含碳氢化合物时，常呈黄色或棕褐 色。色。溶液中含某些带色阳离子也可出现相应的颜色，溶液中含某些带色阳离子也可出现相应的颜色， 如含如含Fe3+为浅紫色，为浅紫色， Fe2+浅绿色，浅绿色，Mn2+浅红色，浅红色， Cu2+ 蓝色等。蓝色等。 l 熔融包裹体的颜色较复杂，其中固体矿物有其本身熔融包裹体的颜色较复杂，其中固体矿物有其本身 的颜色。的颜色。如为硅酸盐玻璃时，其颜色与所含主要成如为硅酸盐玻璃时，其颜色与所含主要成 分有关，常为无色透明或浅褐色，当含铁、镁较高分有关，常为无色透明或浅褐色，当含铁、镁较高 时，玻璃体呈绿色时，玻璃体呈绿色 。 3)3)大小大小
46、 l 包裹体的大小可在显微镜下用测微尺测定，包裹体的大小可在显微镜下用测微尺测定，一般是测包一般是测包 裹体的长径。裹体的长径。常见的包裹体大多小于常见的包裹体大多小于0.0lmm，大于，大于1mm 者罕见，国外发现最大包裹体是在石膏中，其长径为者罕见，国外发现最大包裹体是在石膏中，其长径为 7.2cm。 l 国内曾报道溶洞内巨大石膏晶体中包裹体最大达国内曾报道溶洞内巨大石膏晶体中包裹体最大达40cm。 在电子显微镜下观察到的最小包裹体为在电子显微镜下观察到的最小包裹体为2l0-5mm。研。研 究中常用的包裹体为究中常用的包裹体为0.01-0.lmm。 l 有时需测定包裹体的体积。有时需测定包
47、裹体的体积。当包裹体为规则的几何形态当包裹体为规则的几何形态 时，时，可在显微镜下量包裹体的长和宽，并估计其厚度可在显微镜下量包裹体的长和宽，并估计其厚度(体体 腔深度腔深度)，然后利用有关体积计算公式求得体积。，然后利用有关体积计算公式求得体积。但当形但当形 态不规则时，态不规则时，则难以计算出其体积则难以计算出其体积Bodnar(1983)提出一提出一 个计算不规则形态包裹体体积的方法，其原理和计算过个计算不规则形态包裹体体积的方法，其原理和计算过 程可参阅卢焕章等编的程可参阅卢焕章等编的包裹体地球化学包裹体地球化学P63。 4)4)充填度充填度 l 包裹体的充填度包裹体的充填度(F)是指
48、包裹体中液相体积占包裹体是指包裹体中液相体积占包裹体 总体积的百分率总体积的百分率. l 包裹体相比例的估算方法：包裹体相比例的估算方法： 如包裹体有着规则的几何形态，则可以用目镜微尺比较容易如包裹体有着规则的几何形态，则可以用目镜微尺比较容易 地测定并计算气相、子矿物相和包裹体的总体积。地测定并计算气相、子矿物相和包裹体的总体积。 如包裹体是极为扁平的，则可假设其如包裹体是极为扁平的，则可假设其“面积面积=体积体积”，简化，简化 计算。计算。 l 最常用、简便的充填度的估算方法足和经计算作出最常用、简便的充填度的估算方法足和经计算作出 的标准图形对比得出相应的充填度数值。的标准图形对比得出相
49、应的充填度数值。 适用于近球形（或等轴适用于近球形（或等轴 状状) )包裹体充填度的包裹体充填度的 估算参考图估算参考图 0.95 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 图图4-24-2所列的标准图形是用在石英中经常出现所列的标准图形是用在石英中经常出现 的不同形状包裹体的三维胶泥模型的二维投影图的不同形状包裹体的三维胶泥模型的二维投影图 作成的，它们可以适用于任何形态的包裹体。作成的，它们可以适用于任何形态的包裹体。 5 5）丰度和分布）丰度和分布 在单个晶体中，包裹体总的丰度和分布取决于样在单个晶体中，包裹体总的丰度和分布取决于样 品的原
50、始生长条件和晶体结晶后的历史。品的原始生长条件和晶体结晶后的历史。通常包裹通常包裹 体的总体积很少大于已知晶体体积的体的总体积很少大于已知晶体体积的1%. 包裹体平均粒度增加，包裹体数量显著减少包裹体平均粒度增加，包裹体数量显著减少 包裹体特征的记录和描述包裹体特征的记录和描述 l对包裹体的充填度、形状、大小、颜色、数量对包裹体的充填度、形状、大小、颜色、数量 和分布等特点需要进行详细的记录和描述和分布等特点需要进行详细的记录和描述 l包裹体记录格式包裹体记录格式 3.3 包裹体温度测量方法包裹体温度测量方法 l 均一法：热台与冷热两用台均一法：热台与冷热两用台 温度校正温度校正 温度测定温度
