应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿（藏）阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。     

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。     

高温下合成包裹体中流体水分子氢键的拉曼光谱分析

在合成包裹体腔中，用显微激光拉曼探针原位分析了高温下纯水和含气体CO2的流体中水分子的氢键作用。研究结果表明，随着温度升高，流体中水分子的氢键作用不断减弱，但纯水在最高的测量温度400℃，含CO2的流体在520℃都还存在着比较强的氢键作用。含CO2的流体比相同温度下纯水的氢键作用弱，并且当气相与液相混溶成为纯液相后，它的氢键与温度的关系明显出现了转折，温度对氢键的影响比均一前小。     

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。     

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     

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I：低温拉曼光谱研究

利用原位低温拉曼光谱分析技术,对在设定的实验条件下合成的CaCl2-H2O体系和CaCl2-H2O体系的流体包裹体进行分析研究,结果表明低温下CaCl2水溶液和CaCl2水溶液形成的盐水合物具有各自不同的特征拉曼光谱,通过测定特征光谱,能够简易直接的鉴定这些物质,进而确定盐水体系包裹体的成分。因此,原位低温拉曼光谱技术,能够有效地测定Ca^2＋和Mg^2＋这两种盐水体系包裹体流体中常见,但显微测温过程难以观察和判别的二价阳离子。实践表明,原位低温拉曼光谱分析技术是对传统的流体包裹体显微测温技术的一个十分有效的补充,在包裹体研究领域会得到越来越广泛的应用。     

原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl_2-H_2O和MgCl_2-H_2O体系流体包裹体分析中的应用Ⅰ:低温拉曼光谱研究

利用原位低温拉曼光谱分析技术,对在设定的实验条件下合成的CaCl2-H2O体系和MgCl2-H2O体系的流体包裹体进行分析研究,结果表明低温下CaCl2水溶液和MgCl2水溶液形成的盐水合物具有各自不同的特征拉曼光谱,通过测定特征光谱,能够简易直接的鉴定这些物质,进而确定盐水体系包裹体的成分.因此,原位低温拉曼光谱技术,能够有效地测定Ca2+和Mg2+这两种盐水体系包裹体流体中常见,但显微测温过程难以观察和判别的二价阳离子.实践表明,原位低温拉曼光谱分析技术是对传统的流体包裹体显微测温技术的一个十分有效的补充,在包裹体研究领域会得到越来越广泛的应用.     

流体包裹体在准噶尔盆地中部Ⅰ区块侏罗系储层油气运移研究中的应用

流体包裹体岩相学、显微测温分析与激光拉曼分析结果表明,准噶尔盆地中部Ⅰ区块下侏罗统三工河组(J1s)储层存在早、晚两期有机包裹体.早期(Ⅰ、Ⅱ型)有机包裹体具黄-淡黄色荧光,均一温度主要为80～100°C;晚期(Ⅲ型)有机包裹体多具黄白色荧光,少数为蓝白色荧光,均一温度主要为90～130°C,成熟度较前两种高.同期盐水包裹体的热力学特征反映研究区可能存在地层的层析作用,推断准噶尔盆地中部Ⅰ区块J1s储层的油气充注、运移至少经历两个主要期次,早期发生于90～50 Ma(K2-E),晚期发生于自50 Ma至今(E-Q),以晚期成藏为主.拉曼光谱分析显示出有机包裹体中气相及液态烃类组分特征峰.     

流体包裹体激光拉曼光谱分析原理、方法、存在的问题及未来研究方向

国内外在流体包裹体激光拉曼光谱研究方面取得了大量的成果。本文回顾了流体包裹体激光拉曼光谱分析技术的发展历史,介绍了流体包裹体激光拉曼光谱技术定性和定量分析的原理和方法,指出了该技术存在的问题及未来研究方向。流体包裹体激光拉曼光谱分析主要受到样品、荧光、同位素、光化学反应、水溶性物质信号弱、气相水及水合物、子矿物等因素的影响。由于用来进行定量分析的拉曼散射截面参数明显受到压力影响,加上峰面积计算不规范化使得目前的流体包裹体激光拉曼光谱分析结果可靠性有待于重新审视。未来流体包裹体拉曼光谱分析技术应当在完善不同标准体系和标准物质光谱数据的基础上,针对不同类型包裹体采用采取不同条件,分析结果将在准确定性的基础上从相对定量向绝对定量发展。     

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。     

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…     

拉曼光谱在分析气液包裹体气体成分中的应用

简要介绍了拉曼光谱的原理、激光拉曼探针的基本组成部份及使用激光拉曼探针分析气液包裹体中气体成分的方法,指出了在分析过程中应注意的问题,以及目前国际上在解决这些问题中所处的现状。     

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。     

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。     

Raman Quantitative Measurements for Carbon Isotopic Composition in CO2-Rich Fluid Inclusion: A Preliminary Study

Carbon dioxide is a common and important component in fluid inclusions. Because carbon isotopic ratio of CO₂ in fluid inclusion can provide geochemical characteristics of source rocks, many works have been conducted to measure the carbon isotopic ratio (¹³C/¹²C) of CO₂. In general, carbon isotopic composition (¹³C/¹²C) of CO₂ fluid inclusions are measured by mass spectroscopy. However, mass spectroscopy is a destructive analytical technique, and can not be applied to measure single inclusion. Raman spectroscopy is an efficient non-contact and non-destructive method, and has been widely employed in many research fields. In fact, due to the difference of carbon atom mass, the Femi resonance of ¹³CO₂ is lower than that of ¹²CO₂, so they can be identified in Raman spectrum. In principle, the carbon isotopic composition (¹³CO₂/¹²CO₂) in CO₂ is closely related to the Raman intensity ratio between ¹³CO₂ and ¹²CO₂ (I+13/I+12). Therefore, Raman spectroscopy can theoretically be utilized to measure the carbon isotopic composition (¹³CO₂/¹²CO₂) of CO₂. However, this method is seriously hampered by the poor measurement accuracy and precision. In this study, based on the theoretical analysis, and in combination with previous Raman studies on carbon isotopic composition in CO₂, a preliminary research on Raman quantitative measurement for carbon isotopic composition in CO₂ was carried out.     

小西南岔富金铜矿床流体包裹体中子矿物特征及意义

运用显微镜和激光拉曼技术对小西南岔富金铜矿床北山矿段流体包裹体内的子晶矿物进行了鉴定。结果表明,其子晶矿物有硬石膏、石盐、钾盐以及黄铜矿等,这种特征反映该矿床的含矿流体为高盐、高氧化流体和还原流体,为进一步研究该矿床流体性质和矿床的成因提供了重要依据。