成矿流体包裹体盐度的拉曼光谱测定

拉曼光谱在 2 80 0～ 3 4 0 0cm-1范围内对水溶液中OH-离子的变化非常敏感 ,溶液中电解质的浓度变化与溶液的拉曼光谱特征参数之间存在一定的定量关系。通过对不同浓度标准NaCl和KCl水溶液的拉曼光谱特征分析 ,提出了一种可综合反映溶液浓度的拉曼光谱参数 (偏斜率 )。通过试验和分析 ,发现NaCl和KCl水溶液浓度与水溶液拉曼光谱偏斜率之间存在很好的线性关系 ,并找出了拟合直线 ,同时给出了NaCl和KCl水溶液盐度的拉曼参数计算经验公式。为了验证此公式的有效性 ,专门用传统的显微微热计和激光拉曼光谱仪分别测定了人工流体包裹体和马脑壳金矿床含金石英脉中的流体包裹体的盐度 ,并对结果进行了对比讨论 ,证明用激光拉曼光谱仪测定不饱和流体包裹体的盐度是一种快速、简便、无损的盐度测定新方法     

低温原位拉曼光谱技术在流体包裹体研究中的应用

国外学者自80年代起利用原位低温拉曼测定技术在国际上首先开展地质领域感兴趣的几种盐水化合物研究以来,原位低温拉曼测定技术已经成功地用于对人工合成和自然界盐水体系流体包裹体的研究,在流体相中盐类的鉴定、低温相平衡及盐度研究等方面取得了显著成果。该方法是对传统的流体包裹体显微测温方法的重要补充,正在成为国际上流体包裹体研究的一个新的热点,在地质流体研究方面具有非常广阔的应用前景。     

湖南芙蓉锡多金属矿床流体包裹体地球化学研究

湖南芙蓉锡多金属矿床是中国最近发现的具有巨大找矿潜力的锡矿田，本文对白蜡水矿区和狗头岭矿区中主要的4种矿化类型（矽卡岩型、蚀变花岗岩、锡石硫化物型、云英岩型）进行了系统的流体包裹体研究，研究表明：该矿床中流体包裹体类型复杂，包括富含CO₂包裹体、气液包裹体、含子晶包裹体和气相包裹体。成矿流体为富含CO₂、CH₄等挥发分的高盐度、高温度的岩浆期后热液，成矿流体压力为1800~179 bar。锡成矿过程早期曾发生过流体不混溶和沸腾作用。CO₂相的分离导致热液流体的pH值升高，低盐度、低温大气降水的混入，导致成矿流体的温度进一步降低和锡石的沉淀。     

CH4-H2O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。     

激光拉曼光谱法在单个流体包裹体研究中的应用进展

激光拉曼光谱法以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究流体包裹体的重要方法之一。近年来,围绕激光拉曼光谱在流体包裹体中的应用而展开的研究主要集中在半定量-定量测试方面,即在准确定性的基础上,采用高斯-洛仑兹去卷积分峰、低温原位等定量方法获取流体包裹体的成分和含量,从而克服了激光拉曼光谱法应用于溶液中阳离子的定量分析的灵敏度、准确度较低的问题,不仅能获得流体包裹体中一些常温下不具拉曼活性的盐类物质拉曼特征峰信息,还能根据特征峰与浓度、内压之间的线性关系,进一步对盐度和压力等性质进行测定,从而拓展了激光拉曼光谱法在流体包裹体中的应用范围。本文对激光拉曼光谱法应用于分析流体包裹体成分、盐度、同位素和压力所取得的最新进展进行了评述,并认为随着分析测试技术的不断进步,激光拉曼光谱法未来的分析方向也将继续围绕多元复杂体系及其定量方面的研究展开。     

显微激光拉曼光谱测定单个包裹体盐度的实验研究

水溶液激光拉曼光谱上 O-H 展宽区(2800～3800 cm~(-1))对盐浓度的改变非常敏感,通过计算显微激光拉曼光谱的偏移参数,就可以确定包裹体溶液(室温)的盐度。已有实验证明这种方法适合于标准溶液。人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,人工合成包裹体是检验激光拉曼光谱测定单个流体包裹体盐度可行性的关键。本文采用 Sterner 等(1984a)提出的方法,在50MPa/100 MPa,500～600℃范围内合成纯 H_2O 体系及 NaCl-H_2O 体系的包裹体,利用合成包裹体对单个流体包裹体盐度的激光拉曼光谱测定进行较为系统的研究。结果表明这种方法确定单个不饱和流体包裹体盐度是可行的,而且较精确(相差 1％±),是一种快速、简便、无损的盐度测定方法。     

原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl2-H2O和MgCl2-H2O体系流体包裹体分析中的应用Ⅱ:低温下流体包裹体相变行为的研究

本文利用低温原位拉曼技术,对CaCl2-H2O体系和MgCl2-H20体系人工合成流体包裹体进行了研究.结果表明:对于盐浓度不同的溶液而言,可采用不同的冷冻方式有效采集低温拉曼光谱;通过系统采集不同温度下的拉曼光谱,可以直接准确地测定包裹体中流体的成分和低温相变过程.人工合成包裹体原位低温拉曼光谱的研究,为将该技术应用于天然包裹体分研究奠定了理论基础,可以预见,该技术必将在流体包裹体研究领域发挥其它方法不可替代的重要作用.     

原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl2-H2O和MgCl2-H2O体系流体包裹体分析中的应用II：低温下流体包裹体相变行为的研究

本文利用低温原位拉曼技术,对CaCl2-H2O体系和MgCl2-H2O体系人工合成流体包裹体进行了研究。结果表明：对于盐浓度不同的溶液而言,可采用不同的冷冻方式有效采集低温拉曼光谱;通过系统采集不同温度下的拉曼光谱,可以直接准确地测定包裹体中流体的成分和低温相变过程。人工合成包裹体原位低温拉曼光谱的研究,为将该技术应用于天然包裹体分研究奠定了理论基础,可以预见,该技术必将在流体包裹体研究领域发挥其它方法不可替代的重要作用。     

高温高压下NaCl-H2O体系的Raman光谱分析: 一种新的流体包裹体盐度测定方法

利用水热金刚石压腔研究了高温高压下0.0%、5.0%、10.0%和20.0%的NaCl-H2O体系的Raman光谱,研究结果发现:对于盐度一定的NaCl-H2O体系,当压力不变时,水的Raman伸缩谱峰的波数变化量△v(O-H)随温度的升高而不断增加;当压力不同时,△v(O-H)随温度的变化关系(偏移斜率S)不受压力的影响,而只与盐度相关.利用该性质可以用来确定流体包裹体的盐度(W),其计算公式如下:W=123.25S2-128.11S+32.40,误差为0.46%.     

毛细管合成包裹体在激光拉曼探针测定包裹体盐度中的应用

盐度是流体包裹体重要的参数之一,利用激光拉曼探针可以快速、准确地测定包裹体盐度,而标准样品的制备是保证该方法准确性的关键。毛细管合成包裹体技术是一种新型的标准样品制备方法,本文利用该方法,制备了不同组成的H₂O-NaCl样品,并以此建立了测定包裹体盐度的标准曲线。显微测温结果表明,毛细管合成包裹体标准样品盐度的准确性可以达到±0.5%,利用石英和石盐中的合成包裹体对标准曲线进行了检验,结果表明利用标准曲线测定包裹体盐度,测量值与理论值的误差在1%以内。应用该方法制备的标准样品具有操作简便、快捷、样品尺寸与地质样品相类似等特点,兼具了矿物中合成包裹体以及石英试管或玻璃瓶制备标准样品的优势。     

Determination of Salinity in Fluid Inclusions with Laser Raman Spectroscopy Technique

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｓｅｒＲａｍａｎｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｉｎｍａｎｙｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ (Ｓｈｏｖａｌｅｔａｌ.,1995 ;ＭｃＭｉｌｌａｎａｎｄＨｏｆｍｅｉｓｔｅｒ,1988;ＭｃＭｉｌｌａｎ ,1984;Ｄｕｂｅｓｓｙｅｔａｌ.,1982 ;Ｇｒｉｆｆｉｔｈ ,1975 )ａｎｄａｓａｎｏｎ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｉｎｓｉｔｕｔｅｃｈｎｉｑｕｅ,ｉｔｈａｓｈａｄａｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｉｍｐａｃｔｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｏｓｉ…     

Determining Fluid Compositions in the H2O-NaCl-CaCl2 System with Cryogenic Raman Spectroscopy: Application to Natural Fluid Inclusions

Previous cryogenic Raman spectroscopic analysis of H₂O-NaCl-CaCl₂ solutions has identified the Raman peaks of various hydrates of NaCl and CaCl₂,and established a linear relationship between Raman band intensity of the hydrates and the composition of the solution(NaCl/（NaCl+CaCl₂） molar ratio,or X_NaC1) using synthetic fluids,which created the opportunity to quantitatively determine the solute composition of aqueous fluid inclusions with cryogenic Raman spectroscopy.This paper aims to test the feasibility of this newly established method with natural fluid inclusions.Twenty-five fluid inclusions in quartz from various occurrences which show a high degree of freezing during the cooling processes were carefully chosen for cryogenic Raman analysis.X_NaCl was calculated using their spectra and an equation established in a previous study.These inclusions were then analyzed with the thermal decrepitation-SEM-EDS method.The X_NaCl values estimated from the two methods show a 1:1 correlation,indicating that the new,non-destructive cryogenic Raman spectroscopic analysis method can indeed be used for fluid inclusion compositional study.     

A New Method for Determining Fluid Compositions in the H20-NaCl-CaCl2 System with Cryogenic Raman Spectroscopy

Raman peaks of various hydrates in the H20-NaCl-CaCl2 system have been previously identified, but a quantitative relationship between the Raman peaks and XNaCl （i.e.,NaCl/ （NaCl＋CaCl2）） has not been established, mainly due to the difficulty to freeze the solutions. This problem was solved by adding alumina powder to the solutions to facilitate nucleation of crystals. Cryogenic （-185℃） Raman spectroscopic studies of alumina-spiced solutions indicate that XNaCl is linearly correlated with the total peak area fraction of hydrohalite. Capsules of solutions made from silica capillary were prepared to simulate fluid inclusions. Most of these artificial fluid inclusions could not be totally frozen even at temperatures as low as -185℃, and the total peak area fraction of hydrohalite is not correlated linearly with XNaCI. However, the degree of deviation （△XNaCl） from the linear correlation established earlier is related to the amount of residual solution, which is reflected by the ratio （r） of the baseline ＂bump＂ area, resulting from the interstitial unfrozen brine near 3435 cm^-1, and the total hydrate peak area between 3350 and 3600 cm^-1. A linear correlation between △XNaCl and r is established to estimate XNaCl from cryogenic Raman spectroscopic analysis for fluid inclusions.     

流体包裹体中盐度分析与应用——以福山凹陷为例

盐水包裹体中盐度（w（NaCl））信息与均一温度一样,是进行流体活动分析的主要依据。基于福山凹陷盐水包裹体盐度测试数据并结合均一温度等信息,对福山凹陷流体包裹体的幕次组合及成藏期流体的幕式活动特征进行了分析。结果表明：福山凹陷烃类包裹体荧光色丰富,均一温度单一峰值,盐水包裹体盐度具有先下降后上升再下降的变化特征;其流体包裹体可划分为7个幕次组合,即福山凹陷古近系存在着7幕流体活动,早2幕为排烃早期流体活动,中间3幕为成藏期流体活动,后2幕为异常热流体活动。分析还得出：福山凹陷具有多幕成藏、多源混注的成藏特征,成藏时期为13~6 Ma,油气主充注幕次对应于生排烃高峰;异常热流体活动时期晚于成藏期,且异常热流体活动是导致地层水盐度中途突然升高的主因。     

激光拉曼光谱技术在获取流体包裹体内压中的应用及讨论

本文详细介绍了二氧化碳、甲烷、氮气及其混合物拉曼位移与压力的关系。对实验数据进行拟合发现,不管是纯组分还是混合体系中,气体的拉曼位移基本上是随压力增加呈一级指数递减。在混合体系中,压力对拉曼位移的影响最大,含量次之。氮气与甲烷混合由于分子相互作用发生变化,结果使得氮气拉曼位移随压力变化的灵敏度增加,而甲烷的灵敏度却是降低。随压力增加,峰面积、峰半高宽、峰高等参数也将随之变化。实际的应用结果表明,激光拉曼光谱技术是一种获取复杂体系流体包裹体内压的新方法。     

中高盐度NaCl—H2O包裹体的密度式和等容式及其应用

由于现有的盐水溶液热力学状态方程比较复杂,对于盐水包裹体使用很不方便.笔者在已推导的低盐水包裹体热力学公式基础上,根据实验数值,采用数学拟合法,得到中高盐度(≥23.3%)NaCl-H2O溶液包裹体较精确的流体密度计算式:ρ(g/cm3)=A+B·th+C·th2(A=A0+A1·w+A2·w2;B=B0+B1·w+B2·w2:C=C0+C1·w+C2·w2)和包裹体等容式:p(×105Pa)=a+b·t+c·t2.当测定出包裹体的均一温度(th,℃)和含盐度(w,%),代入密度式即可计算包裹体的流体密度.再找出此密度、盐度的等容式中参数(a、b、c),将这一等容式和其他公式联立,可求得包裹体的形成温度和压力.本文还列举了利用密度式和等容式计算的3个实例.     

流体包裹体的喇曼光谱分析进展

激光显微喇曼光谱已经成为流体包裹体非破坏性分析的重要手段。它可以快速方便地对单个包裹体进行定性、半定量乃至定量分析，且样品制备简单。通过对入射光进行聚焦，可以分析样品中微米级的包裹体。激光显微喇曼光谱对纯气相包裹体、盐水溶液包裹体、含挥发分的水溶液包裹体，以及有机包裹体的分析已经显示出了很大的潜力。此外，对流体包裹体中同位素比值的分析和作为高温高压下流体的分子之间作用的研究也具有很大应用前景。