流体包裹体测温实验

流体包裹体显微测温实验一、实验目的在已经具备一定有关流体包裹体的基础知识下，通过老师的演示及讲解：（1）了解流体包裹体岩相学基础，能够识别出不同类型的包裹体；（2）明白不同流体包裹体体系下的冷冻一均一法测温方法；（3）能观察到在不同温度下流体包裹体发生的不同的相变；（4）通过对包裹体的观察，可明确在NaCl-H2O体系流体包裹体下的三个温度一一初熔温度、冰点温度、均一温度；在NaCl-H2O-CO2体系流体包裹体下的四个温度——液态二氧化碳变为固态二氧化碳温度、固态二氧化碳熔融温度、笼形物分解温度、均一温度。二、实验原理（1）包裹体研究理论前提：均匀体系。包裹体形成时，被捕获的流体是均匀体系，即主矿物是在均匀体系中生长的。封闭体系。充填（滞留）在晶体缺陷中的流体为主矿物封闭，形成独立的封闭体系，没有外来物质的加入和内部物质的逸出。等容体系。包裹体形成后，体积基本恒定不变，保持等容体系的特点，因而可以利用各种与之有关的物理化学相图。（2）冷冻一均一法：冷冻法：指在包裹体冷却到室温以下时观察液相向固相转变（即固化）过程。基本原理是通过在冷台上改变温度，观察包裹体所发生的相变过程。符合拉乌尔定律一一对于稀浓度溶液而言，溶液的冰点下降数值与溶质的种类及性质无关，而仅仅取决于溶解在水（溶剂）中的溶质的浓度；对于具有相同浓度的各种溶质，其冰点的下降温度也相同。均一法：根据包裹体的基本假设和前提，包裹体所捕获的流体为原始均匀的单一相流体，它们充满着整个包裹体空间。随着温度下降，流体（气体或液体）的收缩系数大于固体（主矿物）的收缩系数，包裹体将沿着等容线演化，一直到两相界面的位置，如果原来捕获的是大于临界密度的流体，则分离出一个气相，气体逸出后，由于表面张力的影响，气体在有利位置形成球形的气泡；如果原来捕获的是小于临界密度的富气体流体，则气体在流体中凝聚出一个液相，形成具有一个大气泡的两相包裹体。如果在冷热台中升温，则可看到可逆的相变化现象：首先看到的是随着温度的升高气、液相的比例发生变化，而当升到一定温度时，就发生了相的转变，即从两相（或多相）转变成一个相，也即达到了相的均一，这时的温度即为均一温度。叮fflr-.-lid津也本体均一性卢换章零」知心V,气体包源尚；叮fflr-.-lid津也本体均一性卢换章零」知心V,气体包源尚；马.临界状愚的加菱阵；马.精体也臭阵测温分析的原理比较简单，只要在光学显微镜上附加一种测温设备，就能在地质上有意义的各种透明（或半透明）矿物中广泛应用。该方法是在详细观察和辨认包裹体中含流体的各种物相（固相、气相、液相）基础上，通过升温或冷冻来测量各种瞬间相变化的温度。相较于适用0〜1500K测温范围的linkam-TS150型热台，linkamTHMSG-600型冷热台适合本次实验要求。图6,6图6,6英国Unka&rHM知砌冷热台制面图《左｝和实物图（右）四、实验内容（1）流体包裹体类型识别及岩相学观察液相占整个包裹体体枳50%以上。均一到液相气相占整个包褰体体积至少大于以上，均一到气相在慨于COJ临液相占整个包裹体体枳50%以上。均一到液相气相占整个包褰体体积至少大于以上，均一到气相在慨于COJ临界混度时可见/体0液戒如和水藩液三相含有机质,如甲慌、沥音、高分子嵯盆化合物箸除海相成气相外,含有各神子矿物如N1C].KC1;赤铁矿，方解石等陪融｛挡浆、包盛体由玻璃质I气泡土肃体蛆成.有时见少量结晶质本次实验要求认识出气液两相的包裹体与含CO2包裹体。二者最便于区分的方法是升降温，CO2包裹体将出现明显别于气液包裹体的现象。（2）NaCl-H2O体系流体包裹体冷冻一均一法测温实验效果理想的话，在显微镜下将观察到如图所示的现象。（3）NaCl-H2O-CO2体系流体包裹体冷冻一均一法测温实验效果理想的话，在显微镜下将观察到如图所示的现象。五、实验步骤（1）清理显微镜载物台（2）加入液氮制冷（3）寻找待观测包裹体（4）设置参数具体数值一一气液包裹体三个；CO2包裹体五个（5）观测流体包裹体变化并记录相对应的温度六、实验现象及结果（注：文中图片比例尺没有严格相等的关系，不能代表其体积变化）（1）流体包裹体类型识别及岩相学观察图a图b图c1）气液两相包裹体：流体包裹体是气液两相，为氯化钠和水，由图a可见气相呈圆球状气泡，与液相共存，二者之间的界限为一粗粗的黑圆圈（圆圈的粗细与包裹体的大小和切片穿过包裹体的方向有关）2）含CO2包裹体：CO2包裹体是NaCl、H2O、CO2，图b与图a有相近之处，但在升降温的过程中，图b会出现图c的现象，里面出现一小气泡，且运动活跃。（2）NaCl-H2O体系流体包裹体冷冻一均一法测温观察三个温度：①初熔温度：-30.5°C；②冰点温度：-7.1°C；③均一温度：一般在200°C（未观察）在冷冻时，该包裹体沿着一条平行于温度轴的垂直轨迹变化。在理论上，温度达到冰点应形成冰，然后冰继续结晶直到共结温度为止；持续冷冻后，剩余的液体结晶成水石盐，直至包裹体完全冻结。但在实际冷冻过程中，由于绝大多数包裹体在降温冷却过程中都存在亚稳态现象，即冷冻到相变点时不变化仍保持原来状态的现象，直至-90C情况下包裹体内还没有出现冰，而且液体变得越来越过冷却，最后突然发生凝固作用。实际测温过程中，由液体到固体的转变是瞬时的、可能是难以辨别的，常常仅有气泡突然消失或变形这样的证据。在这一温度下，凝固体是透明的，并可能多少有些斑点。①初熔温度：-30.5C图a图b图c在重新加热回温过程中，包裹体到达低共结温度时，体系中的水石盐熔化，这就是初熔温度（Tfm），体系内剩下冰和液体。由于熔化产生的液体数量小，初熔可能难以或者实际上是不可能识别的，通常只是因为包裹体呈现完全粒状化的外貌，才能识别这种变化。图a为降温后升温前状态，图b为中间变化过程，图c为初熔温度时刻。②冰点温度：-7.1C图a图b图c随着温度的继续升高，冰不断熔化，直到最后一块冰晶熔化为止，这就是最终的冰熔化温度Tm。理论上来说，通过逐渐降温，直到包裹体内液体开始结冰，该温度即为冰点，但由于亚稳态现象的存在，实际冰点测定过程中采用将包裹体迅速降温至过冷却，流体相全部凝固，再缓慢回温直至最后一块冰晶熔化，从而测得冰点（Tm）。图a为初熔后包裹体现象，图b为中间过程现象，图c为包裹体到达冰点时刻温度的现象。通过测定冰点，可以计算出盐度这一流体包裹体的参数。HaJl等（19蹄）根据实验数据,获得了利用冰点下降温度计算盐度的公式；W=0.00I1,78Tn,-0.0442TJ+。.0005571疽式中，W为NaCl的重量百分数,n为冰点F降温度仃："③均一温度：一般在200°C（未观察）（3）NaCl-H2O-CO2体系流体包裹体冷冻一均一法测温观察四个温度：①液态二氧化碳变为固态的温度：-104°C；②固态二氧化碳熔融温度：-62.3^；③笼形物分解温度：7.8C:④均一温度：部分均一温度：11.7C；完全均一温度（未观察）CO2包裹体常见的为H2O+液态CO2（Lco2）+气态CO2（Gco2）三相包裹体，在冷冻升温过程中会存在五个相：水溶液、冰、气体水合物（笼形物）、固体CO2、富CO2液体，富CO2气体。由于笼形物的形成，各相之间有强烈的相互作用。①液态二氧化碳变为固态的温度：-104C图a图b图c图a为降温后未升温前的包裹体形态，图b为中间过程，图c为液态二氧化碳变为固态

二氧化碳温度下现象。液态CO2变为白色固体物质，呈月牙状，存在气体CO2颜色较暗。（图c）②固态二氧化碳熔融温度：-62.3C

图a图b图c图a为气态CO2转变成固态CO2后现象，图b为中间过程，图c为固体二氧化碳熔融温度下现象。固体CO2熔化瞬间变化，而气相从不规则逐渐变成圆形。二者界限即为笼形物。③笼形物分解温度：7.8°C图a图b图c图a为固态CO2熔融温度，图b为中间过程，图c为笼形物分解温度