讲课9-流体地质学-第八章

1、 地质研究地质研究 地质资料的 收集和分析 野外地质观察 样品采集样品采集样品制备样品制备 与研究对象有关的地层、构造、岩浆等 地质背景资料； 了解包裹体主岩的性质、成分、地质环 境、成岩成矿过程、成岩成矿期次、矿 物共生组合、围岩蚀变等资料。 采样基本原则 根据研究目的和要求决定取样 种类、数量； 注意采样位置，在剖面和平面 上合理布置样品数量； 样品要有代表性； 岩石和矿物样品必须是新鲜的。 参数参数获得参数所用方法获得参数所用方法参数的地质意义参数的地质意义 温 度 均一温度（Th） 爆裂温度（Td） 熔融温度（Tm） 冷冻温度（Tf） 捕获温度（Tt） 均一法 爆裂法 淬火法 冷冻法

2、均一温度+压力校正值 成矿流体的温度、成矿流体相变的温 度、成岩时硅酸盐熔融体的温度 压力 NaCl-H2O体系法 CO2-H2O体系法 CO2-CH4体系法 成岩、成矿时流体的压力 盐度 冷冻法（利用冰晶最后融化温 度换算）、 均一法（利用子矿物融化温度 换算） 成矿流体离子浓度的总和； 不同流体区分的依据 流体的体系 显微镜下各相的鉴定： 均一法、冷冻法测定相变温度 确定流体所属的体系：为区分不同流 体、及推测流体的物理化学参数提供 依据 成 分 气相、液相、子矿物 和熔融体成分 群体、单个流体包裹体成分分 析法 成岩、成矿流体的成分、熔融体的成 分 密度均一法、冷冻法、体积法确定成矿流体

3、的密度 流体的氧、氢、碳同位素 打开包裹体提取H2O和CO2分别 测D及13C，从石英等矿物的 18O 成矿物质来源 从包裹体研究中所能获得的参数从包裹体研究中所能获得的参数 来源来源 流体的来源、金属的来源、硫的来源及其他脉石矿物组成的来源流体的来源、金属的来源、硫的来源及其他脉石矿物组成的来源 等。等。 流体的搬运流体的搬运 包括搬运的能力和动力。包括搬运的能力和动力。 流体与围岩的相互作用流体与围岩的相互作用 金属和硫进入流体，形成成矿流体。金属和硫进入流体，形成成矿流体。 矿床的沉淀矿床的沉淀 温度、压力、构造等温度、压力、构造等 流体成分的改变流体成分的改变 流体的相分离流体的相分离

4、 。 来源 围岩 相互作用 包括：流体、金属、硫、 其他组分及热的来源 搬运 成矿流体 沉淀出矿床 斑岩矿床斑岩矿床指产于斑岩及其围岩中的浸染状和网脉状矿床。 以Cu矿为主，还有Mo矿和Au矿。 1. 德兴斑岩铜矿成矿流体演化与来源的流体包裹体研究 (钱鹏,等, 2003) 德兴斑岩铜矿 侵入岩体为花岗闪长斑岩；块状构造，全晶质斑状结构。斑晶主要为 中长石，其次为普通角闪石、 黑云母以及钾长石和石英。 围岩为浅变质泥砂质和凝灰质千枚岩。 德兴斑岩铜矿体和围岩中普遍发育石英脉。 花岗闪长斑岩体内部,发育钾长石化、黑云母化、水云母化和绿泥石化 蚀变带,在接触带附近,则发生硅化、绢云母化、绿泥石化和

5、碳酸盐化,并 伴有金属矿物多次沉淀。远离接触带的围岩中，蚀变减弱，形成绿泥 石化- 绢云母化带。 I. 来源问题 II.成矿流体演化过程？ 成矿流体来源？岩浆水 or 大气水？ 对花岗闪长斑岩石英斑晶石英斑晶和不同期次不同期次 石英脉中的包裹体石英脉中的包裹体进行研究 根据穿插关系及矿物组合，将围岩中发育的石英脉分为3期：成矿早 期、 主成矿期、 成矿期后。 包裹体的类型 成因类型划分 物相类型划分 包裹体均一温度和冰点根据石英斑晶中流体包裹体的均 一温度划分成矿流体演化阶段 Linkam THMSE600 冷热台冷热台 包裹体盐度和密度 盐度利用冷冻温度盐度利用冷冻温度- -盐度换算表，根据

6、冰点查出包裹体的盐度盐度换算表，根据冰点查出包裹体的盐度 （wt%NaClwt%NaCl）; ; 密度根据盐度查密度根据盐度查NaCl -HNaCl -H2 2O O 体系中与蒸汽共存的液体密度表获得。体系中与蒸汽共存的液体密度表获得。 原生包裹体 次生包裹体 假次生包裹体 富液相包裹体 富气相包裹体 多相包裹体 结结 论论 石英斑晶中包裹体主要代表成矿流体演化过程中岩浆流石英斑晶中包裹体主要代表成矿流体演化过程中岩浆流 体的特征。岩浆流体演化经历了体的特征。岩浆流体演化经历了 3 3 个阶段；英脉中包裹个阶段；英脉中包裹 体特征研究证实，成矿流体与岩浆流体演化的第二阶段体特征研究证实，成矿流

7、体与岩浆流体演化的第二阶段 晚期与第三阶段早期的流体特征相似。晚期与第三阶段早期的流体特征相似。 德兴斑岩铜矿在成矿早期，成矿流体源自岩浆流体，但德兴斑岩铜矿在成矿早期，成矿流体源自岩浆流体，但 在成矿流体演化过程中有低盐度、在成矿流体演化过程中有低盐度、 低氧同位素的大气降低氧同位素的大气降 水参与成矿。水参与成矿。 2. Gold concentrations of magmatic brines and the metal budget of porphyry copper deposits. (T. Ulrich, et al., 1999. Nature.) whether the

8、metal content of porphyry-style and other magmatichydrothermal deposits is dominantly controlled by metal partitioning between magma and an exsolving magmatic fl uid phase, or by scavenging of metals from solid upper-crustal rocks by surface-derived fl uids? 金属来源？流体来源？金属来源？流体来源？ 成矿元素主要来自岩浆成矿元素主要来自岩浆

9、 or or 围岩？成矿流体主要为岩浆流体围岩？成矿流体主要为岩浆流体 or or 大气大气 降水？降水？ Here we report quantitative data on the concentration of gold in porphyry-mineralizing fl uids. Methods： we examined the highest-temperature, most saline brine inclusions from Grasberg, and from Bajo de la Alumbrera； 选择赋存于热液成矿系统最中心位置的石英颗粒中的高温、高盐度

10、高温、高盐度 流体包裹体流体包裹体进行分析，主要作者认为这些包裹体没有经历过水/岩相 互作用，也没有经历过流体混合作用，最能代表从斑岩体中析出的 “初始”流体。利用LA-ICP-MS对单个流体包裹体进行原位微区分析， 获取其微量元素含量（包括Au、CUCu、Na、K、Mn、Fe、Zn、Pb、Rb、 Sr、Mo、Cs、As、Ba）。 通过研究包裹体中通过研究包裹体中Au/CuAu/Cu值和矿区值和矿区AuAu/Cu/Cu值、地壳值、地壳Au/Au/CuCu 值之间的关系，得出了两地区斑岩铜矿中的值之间的关系，得出了两地区斑岩铜矿中的CuCu可能仅来自于初可能仅来自于初 始岩浆的结论。始岩浆的结论

11、。 流体包裹体 定义 分类 样 号 主 矿 物 分 布 类 型 相 态 类 型 相 组 合 大 小 m 形 态 颜 色 相比例 (Vol%) 充 填 度 (F) 丰 度 素 描 图 部分 均一 温度 (Th) 部分 均一 状态 均一 温度 (Th) 均 一 状 态 备 注 不同体系流体 包裹体的相变 测温 均一法 冷冻法 完全均一温度（Th）、子矿 物溶解温度（Ts）和部分均 一温度（如ThCO2）， 冰点 盐度（成分）、密度 了解流体的捕获状态 等容-等组分路径及其变化 捕获温度 捕获压力 相平衡实验资料 状态方程 第一章 流体包裹体导论 流体包裹体的定义 流体包裹体捕获后的变化 三个应用前

12、提 第二章 流体包裹体的分类 成因分类 物相分类 第六章第六章 流体包裹体温压计流体包裹体温压计 四种流体包裹体温压计的优缺点四种流体包裹体温压计的优缺点 四种基本温压计方法的应用条件四种基本温压计方法的应用条件 第四、五章第四、五章 相变方法（相变方法（1）+（2） 不同体系流体包裹体在高温下的行为不同体系流体包裹体在高温下的行为 气气- -液两相包裹体液两相包裹体的均一过程 富富COCO2 2包裹体包裹体的均一过程 含子矿物多相包裹体含子矿物多相包裹体的均一过程含NaCl子矿物的三相包裹体 不同体系流体包裹体在低温下的行为不同体系流体包裹体在低温下的行为 NaCl-HNaCl-H2 2O O体系低温相变体系低温相变 均一法测温均一法测温 基本原理