四川冕宁木落稀土矿床稀土矿物中富CO_2和H_2流体包裹体研究

木落稀土矿床位于四川省冕宁县境内,其成矿与喜山期岩浆碳酸岩有关。通过对矿床中主要稀土矿物氟碳铈矿中流体包裹体的岩相学、包裹体显微测温分析和包裹体成分的LRM分析等,对成矿流体的特征、演化及稀土矿化过程进行了讨论,结果表明与稀土成矿有关的流体为富CO2和SO4的中高温、高压超临界流体。温度、压力降低和流体不混溶是造成稀土矿物沉淀的主要机制。

云南大坪韧性剪切带型金矿富CO_2流体包裹体及其成矿意义

大坪金矿成矿可分为三个成矿阶段:早期成矿阶段(白钨矿石英脉)、主成矿阶段(团块状多金属硫化物含金石英脉)和晚成矿阶段(碳酸盐石英脉)。本文利用显微测温和拉曼光谱分析了大坪矿脉的流体包裹体特征,结果表明:流体包裹体基本由富液相CO2包裹体和不同CO2/H2O比例的CO2-H2O型包裹体组成,早阶段白钨矿石英脉中同时富含富气相CO2包裹体,主成矿阶段团块状多金属硫化物金矿石中富液相CO2包裹体占明显优势,只有晚成矿阶段碳酸盐石英脉中含有居次要地位的H2O溶液包裹体。流体包裹体中气相组成基本为纯CO2,早阶段者还含少量N2。早阶段CO2-H2O型包裹体的盐度为6.37%-14.64%NaCl,峰值9%-10.5%NaCl,均一温度为299.4-423.7℃,峰值320-380℃,CO2包裹体密度为0.352-0.798g/cm3,多数在0.64-0.71g/cm3;主成矿阶段的CO2-H2O型包裹体的盐度在3.70%-14.64%NaCl之间,峰值7.2%-9.0%NaCl,均一温度279.0-406.5℃之间,峰值320-360℃,CO2包裹体密度为0.591-0.843g/cm3,多数大于0.8g/cm3;晚成矿阶段CO2-H2O型包裹体的盐度为4.80%-6.54%NaCl,均一温度为287.6-337.1℃。计算表明早阶段成矿压力约为190-440MPa,主阶段成矿压力约为133.5-340.0MPa,相当的成矿深度为5.1-12.9km。这些特征揭示了该矿成矿流体为近临界的高CO2(CO2≥H2O)的中低盐度的CO2-H2O-NaCl体系流体,在成矿过程中基本不存在流体混合,但发生了明显的沸腾和相分离作用。该矿是剪切带控制下的中深中温热液金矿,成矿作用主要是减压沸腾环境下的快速沉淀。结合其它证据,作者认为该矿的成矿流体主体为深源的壳幔混合流体,而不是地壳浅部的大气降水、岩浆水或其混合流体。金在高CO2的成矿流体中可能主要以硫氢络合物形式迁移,矿质沉淀主要与压力速降条件下发生流体的相分离作用相关。

长岭凹陷深层天然气藏中CO_2及CH_4充注次序的流体包裹体证据

对长岭凹陷深层天然气藏储层——营城组火山岩中发育的流体包裹体进行了详细研究,结果表明在火山岩发育的石英、方解石细网脉中均存在较多的碳质流体包裹体,单个包裹体激光拉曼光谱分析结果表明其主要为CO2及CH4两种类型的碳质包裹体。其中方解石细网脉体中发育有原生及次生CH4包裹体,而含CO2包裹体多以原生包裹体产于石英细网脉中。很多含CO2包裹体的石英细脉中发现了含CH4包裹体的方解石脉体的角砾,这就表明石英细脉形成晚于方解石细脉。营城组火山岩储层中CO2及CH4包裹体的产状特征研究表明,松辽盆地深层天然气藏的形成系火山岩成岩后CO2及CH4等气体不同期次充注的结果,CH4气的充注时间早于CO2气,火山岩中发育的原生孔隙及次生裂隙为上述气体的充注和聚集提供了重要通道。

滇西北兰坪铅锌银铜矿田含烃富CO_2成矿流体及其地质意义

在流体包裹体显微冷热台系统观测基础上,通过显微激光拉曼探针揭示出兰坪中—新生代盆地内金顶及外围矿床成矿主阶段原生流体包裹体含烃富CO_2,成分变化大。流体成分的耦合关系研究,并配合O、C同位素分析认为成矿流体中部分CO_2来自地幔,部分是沉积地层中碳酸盐岩和有机质分解成因,H_2O和烃主要起源于大气成因盆地卤水和地层有机质。地幔源CO_2对贱金属元素的搬运可能贡献突出,而烃类对金属元素的沉淀意义重大。成矿流体成分具有幔源(富CO_2和金属元素)和壳源(盆地流体富烃类和H_2O)两种流体混合的特征,暗示不同性质流体的混合可能是成矿作用基本方式。

CO_2-CH_4流体与金成矿作用:以阿尔泰山南缘和穆龙套金矿为例

造山型金矿的成矿作用与 H_2O-CO_2流体有着密切的联系。然而对阿尔泰山南缘和穆龙套金矿的流体包裹体研究表明,无水的 CO_2-CH_4流体在中亚成矿域中一些金矿床中具有同样重要意义。阿尔泰山南缘萨热阔布金矿包裹体的 X_(CH_4)达0.20～0.23,穆龙套金矿的 X_(CH_4)为0.07～0.23。CH_4扩大了流体不混溶的范围,有利于对 Au 的富集沉淀。CO_2流体在 Au 成矿中的重要作用至少包括了三方面的意义,即:缓冲流体 pH 值范围、提高流体中的 Au 含量并使其维持与还原硫的络合作用进行迁移;扩大超临界流体的温度范围;增加流体不混溶的区域。CH_4的加入扩大了流体不混溶的范围,有利于对 Au 的富集沉淀。

CO_2-H_2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分(fCO2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO2=0.80MPa、fO2=2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。

CH_4—H_2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算方法

CH4—H2O体系流体包裹体研究对含油气盆地流体分析和成矿流体研究都有重要的意义。本文详细介绍了H2O、CH4和CH4—H2O体系的拉曼光谱特征及分子作用,分析了CH4—H2O体系热力学特征,同时对CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算的方法及步骤进行了叙述。利用人工合成流体包裹体建立甲烷浓度与拉曼特征峰面积比值之间的校正曲线是实现CH4—H2O体系流体包裹体定量分析的基础。盐度对包裹体定量分析的影响最为显著,在恒定甲烷浓度下,甲烷与水的拉曼峰面积比值随着盐度增加而减少。对于流体包裹体封闭体系,随温度升高,液相甲烷浓度增大。校正曲线必须包含对温度和盐度的校正。石英主矿物性质和方位对甲烷浓度定量分析的影响可以忽略。实验研究表明,原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体中甲烷水合物生成条件的一种有效方法。因此,基于拉曼光谱分析和显微测温分析结果,采用热力学模型可以定量计算CH4—H2O体系流体包裹体的相关参数。

等容条件下H_2O-CO_2-CH_4混合流体的高温拉曼光谱就位分析

以合成包裹体作为腔体 ,用显微激光拉曼探针就位分析了H2 O CO2 CH4混合流体的高温特性。研究结果表明 ,在高温下 ,CH4和CO2 相互之间对各自拉曼光谱的影响不大 ,水分子对它们的拉曼峰有比较大的影响。在等容条件下 ,流体均一前 ,随着温度的升高 ,水分子的氢键几乎呈线性减少 ,均一为气相的流体 ,水分子伸缩振动拉曼峰的变化与一般气体变化相似 ;随着温度升高 ,体系压力的增加 ,最大峰频率呈很微小的降低趋势。均一为液相的流体中的水分子 ,在均一温度时 ,氢键变化发生了转折 ,均一后流体中水分子的氢键受温度的影响比均一前明显要小 ,在测量的最高温度 5 2 0℃ ,水分子存在着一定的氢键作用。一直到拉曼光谱测量的最高温度 5 80℃还未均一的流体 ,液相中水分子存在比较强的氢键作用。

一种新的成矿流体示踪法——流体包裹体N_2-Ar-He示踪体系

本文介绍了一种新的成矿流体示踪法:N_2-Ar-He示踪体系,概述了其主要原理和分析方法,并以粤中长坑Au-Ag矿和粤东嵩溪Ag-Sb矿为例,进行了成矿流体N_2-Ar-He示踪体系研究,结果显示其成矿流体均主要来自建造水或沉积热卤水,为矿床成因研究提供了新的证据。

阿尔泰萨热阔布-恰夏脉状金铜矿化的富CO_2流体及对比

<正>新疆阿尔泰山南缘的基本构造格局是海西晚期造山运动之后形成的,由一系列NW向强烈劈理化的线性紧闭褶皱和NWW向、NNW向深大断裂组成,它们控制了区内的地层、构造、岩浆岩以及金属矿产的分布。克兰复向斜(或称阿勒泰复向斜)位于阿尔泰造山带中部,长约100 km,宽30 km,两翼地层陡倾,局部倒转。下泥盆统康布铁堡组(D1k)构成了克兰复向斜的两翼,是主要含矿地层。康布铁堡上亚组为一套酸性火山岩(LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为388.9~400.7 Ma,耿新霞等,2012)。

阿勒泰恰夏铜矿床的富CO_2流体及矿床成因

恰夏铜矿床位于新疆阿尔泰克兰火山-沉积盆地的中段,是阿尔泰山南缘多金属成矿带中的一个小型矿床。矿区位于阿勒泰复式向斜倒转的北东翼-恰夏背斜的南翼(李思强等,2006),断裂构造发育,均为压剪性走向断层,主要构造形迹有断裂面、片理化带、劈理化带、糜棱岩化带。

双辽火山活动与松辽盆地南部无机CO_2气藏的成因联系——来自火山岩中流体-熔融包裹体的证据

针对松辽盆地南部的双辽火山群中碱性玄武岩及包含其中的地幔捕掳体的普通薄片鉴定、岩石地球化学分析、流体包裹体显微岩相学和激光拉曼光谱分析,研究表明:双辽火山岩以碱性橄榄玄武岩为主,玄武岩中的地幔捕掳体比较发育;对玄武岩斑晶以及地幔捕掳体中的流体-熔融包裹体测试显示玄武岩中的橄榄石斑晶和地幔捕掳体中的流体-熔融包裹体十分发育,其成分主要是CO2,此外还含有少量的CO,CH4,N2和H2O,与上地幔中的自由流体相组分一致。松辽盆地南部的CO2气藏主要是幔源-岩浆成因,成藏时间较晚,主要在新生代,与双辽火山活动的时间接近。尽管双辽火山活动规模较小,但是具有很强的释出CO2的能力,这些富含CO2和H2O的碱性玄武质岩浆很可能并未喷出地表,而是沿着深大断裂进入盆地内部,从而成为松南无机CO2气藏气源体之一。

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。

造山型金矿中富CO_(2)高内压流体包裹体完全均一温度的有效测定实验研究——以东天山玉峰金矿床为例

形成于中-深成条件下的造山型金矿的成矿流体属于H_(2)O-NaCl-CO_(2)体系,金矿化阶段的石英中发育大量的富CO_(2)流体包裹体。长期以来,用常规冷热台对其进行显微测温热力学研究时,较高的内压力会造成绝大多数CO_(2)充填度>0.4的包裹体在尚未达到完全均一状态前就发生爆裂或泄露,导致所测的完全均一温度值明显偏离真实值,甚至无法测得完全均一温度,这制约了对造山型金矿床成矿条件的认知。针对该问题,本文以东天山玉峰金矿床富金矿石中的H_(2)O-NaCl包裹体(A型)和H_(2)O-NaCl-CO_(2)包裹体(AC型)为研究对象,介绍了利用最新型热液金刚石压腔(HDAC-VT型号)测试富CO_(2)高内压的AC型包裹体完全均一温度的实验流程与结果,并将实验数据与Linkam THMSG600冷热台测得的A型、AC型包裹体的完全均一温度进行了对比分析。实验结果表明,热液金刚石压腔能够有效阻止富CO_(2)流体包裹体在升温过程中发生爆裂、泄露等非弹性体积改变现象的发生,从而获得有效的完全均一温度。同时,本文还提出了一个新的压力-温度拟合线两线相交法,对热液金刚石压腔所测富CO_(2)流体包裹体的完全均一温度数据进行校正,以最大程度上减少外压力造成的影响,获得更为接近真实成矿流体的完全均一温度。基于此,获得玉峰金矿床的成矿温度和成矿压力分别为312~343℃和181~268 MPa。本文的实验研究工作显示了热液金刚石压腔在中-深成造山型金矿富CO_(2)成矿流体的研究领域具有重要应用前景。

T<623.15K,P<100MPa条件下CO_2—H_2O体系相关热力学参数计算新方法

根据CO2—H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程。根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等。据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均一压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数。本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路。该方法只适用于完全均一温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2—H2O流体包裹体体系。对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6%的NaCl—CO2—H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10%左右。

鄂尔多斯盆地下寺湾地区长2段储层流体包裹体特征及油气成藏

长2油层组为鄂尔多斯盆地下寺湾地区主要的含油气层段之一,为确定长2油层组油气的成藏时期,采用流体包裹体测试技术和分析方法,利用包裹体的均一温度,对该地区长2油层组储层流体包裹体样品进行了系统研究.通过对流体包裹体特征的分析,应用流体包裹体均一温度的资料,结合相应沉积埋藏史、热史和生烃史,探讨了下寺湾地区油气的运聚成藏历史.下寺湾地区长2油层组砂岩储层中发育三类流体包裹体:盐水包裹体、含液态烃包裹体和液态烃包裹体.与烃类包裹体共生的盐水包裹体均一温度具有明显的单峰特征,主要分布在105～115℃.根据埋藏史和热演化史分析结果,最终确定鄂尔多斯盆地下寺湾地区长2油层组油藏为一期成藏,其成藏时间距今110～125 Ma,为早白垩世晚期.

赣南淘锡坑钨矿床云英岩中含CO_2包裹体的发现及意义

淘锡坑矿床是赣南地区一大型黑钨矿矿床,为揭示成矿流体的早期演化特征,深入认识钨元素的富集机制,本文对淘锡坑钨矿床云英岩中流体和熔体包裹体进行了岩相学、激光拉曼光谱和显微测温研究。结果表明,云英岩中的流体包裹体可以划分为富液相两相水溶液包裹体、富气相含CO_2水溶液包裹体和纯气相包裹体三类,流体为中—高温、低盐度、低密度的NaCl-H_2O-CO_2-CH_4体系。熔体包裹体主要由钠长石、石英、少量流体相和气相组成,气相部分含有CH_4和微量CO_2。在岩浆热液演化早期阶段,流体氧化还原条件可能发生了改变,发生了CH_4到CO_2的转变,致使流体中CO_2含量增高。在流体演化过程中发生的以CO_2散逸为特征的流体不混溶作用可能是淘锡坑钨矿床形成的重要机制。CO_2对于钨元素的迁移和富集具有重要作用,CO_2的散逸是诱发黑钨矿沉淀富集的重要因素之一。

流体包裹体压力计研究之一:高温高压下Na_2SO_4溶液的拉曼光谱

用金刚石压腔研究了Na2S04溶液在温度30—400℃、压力90—2400MPa条件下的拉曼光谱特征。结果表明：温度相同时，SO4^2-的对称伸缩振动随压力增大向高频方向偏移；而在压力基本相同时，随温度升高则向低频方向偏移。经过数据拟合得到了SO4^2-对称伸缩振动的拉曼位移与温度、压力的关系为：ρ=190.44△vp＋0．0027t^2＋2．9019t-111．68。该公式可以用来作为流体包裹体的压力计。

气体(CH_4、H_2S、CO_2等)在水溶液中的溶解度模型

本文介绍一个通过状态方程和特定粒子相互作用理论建立起来的气体在水溶液中的溶解度模型,用以计算气体（CH4、H2S、CO2）在纯水和含盐水溶液中的溶解度、流体包裹体的均一条件、成矿热液沸腾、流体不混溶性、水合物形成条件、CO2地质储藏量等。该模型不仅重现了上百套实验数据（约8000多个数据点）,而且具有很强的外延能力。因此适用宽广的温度、压力和盐度范围（CH4：273~523K,1~2000bar,0~6m;H2S：273~500K,0~200bar,0~6m;CO2：273~533K,0~2000bar,0~4.5m）,而且精度高、形式简洁。由于使用状态方程和特定粒子相互作用理论相结合的方法,这一模型在无需实验数据的情况下能够拓展到诸如海水和地下热卤水等更为复杂的体系。该模型在国际上得到日益广泛的应用,已被许多国家的同行用以多方面的研究工作,如计算CH4、H2S和CO2气体在水、卤水和海水等天然水溶液不同温度、压力和盐度条件下的溶解度（即水溶液中最大允许的气体含量）,分析矿物流体包裹体的PVTX条件（根据包裹体中气体的总含量和均一温度,用该模型就会很方便得到均一化压力,在此基础上还可以进一步通过状态方程得到密度和等容线）、计算成矿流体的不混溶性或沸腾点、计算CO2地质储藏量、实验校正等方面。相关研究可进行在线计算：www.geochem-model。

雪宝顶钨—锡—铍矿床成矿流体中CO_2的研究

雪宝顶钨-锡-铍矿床以盛产晶形完整、色彩瑰丽的白钨矿及罕见的板状绿柱石而著名。矿脉产于印支晚期花岗岩体内及其围岩中,从岩体向围岩,矿脉具有明显的分带性:矿物成分由钠长石、石英、锡石、绿柱石、白钨矿、萤石、水晶;流体包裹体的均一温度从284℃(石英)-275℃(绿柱石)-234℃(方解石)-232℃(白钨矿);盐度w(NaCleq)从5.9%(石英)-5.0%(绿柱石)-4.5%(方解石)-3.5%(白钨矿),显示出逐渐降低的变化趋势,表明钨、锡、铍矿化与岩浆活动具有密切的成因联系。矿物中气液H2O包裹体与含液相CO2的三相包裹体密切共生,成矿流体属NaCl-CO2-H2O体系,并具深源特点。流体中CO2的大量存在对钨等金属元素的迁移、沉淀起着至关重要的作用。