流体包裹体的分析方法及在矿床学中的应用

随着测试技术的快速发展，流体包裹体已成为一门独立学科应用于各个领域，特别是在矿床学研究中，能够提供直接成矿流体的基本信息，已成为矿床学研究中一个不可或缺的工具。通过研究矿物中流体包裹体的形态、成因、成分、物相、热力学性质的变化，获取地质过程中成矿流体的温度、压力、化学组成、流体来源等物理化学参数，从而查明成矿流体的性质，阐释成矿过程中流体的行为和作用，进而恢复地质环境，解释成矿过程及条件，最终指导找矿勘查。

1、流体包裹体成分分析方法

自然界中的包裹体成分主要由液体和气体组成，包括H₂O、CO₂、CH₄、N₂、H₂S、H₂、O₂、HCl、C₂H₆、SO₂、Cl₂、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO4^2-、F^-和各种水化金属离子及其混合物。流体包裹体的成分分析是研究流体包裹体的基本方法，能够了解流体包裹体元素及同位素组成，可以研究古流体的形成、发展及演化，揭秘流体在成岩成矿期的作用。

测试技术的快速发展，流体包裹体新的测试方法不断更新。目前提取包裹体成分的方法主要有两种：一是单个包裹体的直接分析；二是群体流体包裹体分析。具体分析方法及特点如下表：

2、流体包裹体在矿床学上的应用

通过对流体包裹体的特征与矿床地质的研究，可以作为热液矿床次生类型的主要依据之一，是指导后续找矿勘查的重要工具。研究中发现流体包裹体所揭示的成矿流体信息与矿床成因类型存在对应关系，即各种热液型矿床的成矿流体和金属沉淀机制均具有一定特征。整理了流体包裹体在常见类型矿床中的应用：

2.1浅成低温热液型矿床

浅成低温热液型矿床是一类与火山热液活动关系密切的矿床，形成深度<1.5km，成矿温度低<320℃，是贵金属矿产的主要来源，经济价值巨大，且与斑岩型矿床空间关系密切。近年来诸多学者利用流体包裹体来破解热液流体与矿床成因关系，探索成矿机制和评价深部找矿潜力，取得不错的成果。

一、详细厘定了一系列浅成低温热液型的成因类型。如福建上山岗金矿开展了包裹体研究，发现其成矿流体为低盐度（1.4%～5.3%），从早期到晚期盐度明显降低，结合H-O同位素示踪，判断上山岗金矿为中硫型过渡至低硫型的浅成低温热液金矿床。

二、成功使用大比例尺流体填图重建古流体温度场。如利用流体填图并结合单个包裹体LA-ICP-MS分析技术，重建了中硫型浅成低温热液多金属矿勘查区的古流体温度场和成矿流体金属含量演化模型，预示了深部存在斑岩型铜矿化的可能。

2.2斑岩型矿床

斑岩型矿床是全球铜、钼、金、银的主要来源之一，其中以斑岩型钼矿和斑岩型铜矿最具经济价值，矿床形成与岩浆热液密切相关，一般形成于地壳中1.5～4km深度的浅层环境。通过对斑岩型钼矿床系统开展流体包裹体研究，完善了其成矿流体和成矿机制的认识。如东秦岭地区斑岩型钼矿开展系统的测温学和成分分析研究，识别出CO₂流体不混溶作用作为一种重要的斑岩型钼矿成因机制提供了直接证据；依据流体包裹体研究揭示出斑岩型铜矿成矿石英脉具有复杂的内部结构；利用阴极发光成像在斑岩铜矿识别出由早到晚的多期石英世代，揭示了成矿流体的演化过程。

2.3矽卡岩型矿床

矽卡岩型矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐岩类岩石的接触带上，且以外接触带居多，一般距接触面10～200m，成矿温度范围为900～200℃，是气化至热液阶段的产物。我国学者对不同类型的矽卡岩型矿床的流体研究揭示了多样的金属富集机制，对矽卡岩型铁矿的研究揭示了流体沸腾和混合的成矿机制，并可能存在多期流体脉动；对于矽卡岩型铜矿，流体沸腾可能是主导的金属沉淀机制；对于矽卡岩型铅锌矿床，流体混合和水岩反应可能共同主导了金属沉淀。

2.4造山型金矿床

造山型金矿在时间和空间上与造山作用密切相关，矿体主要以石英脉或蚀变岩赋存于脆-韧性剪切带和不同时代的变质岩中的一类矿床，是全球金的最重要来源。我国学者通过对流体包裹体研究，揭示了造山型金矿发育大量的富CO₂包裹体并出现流体不混溶现象，大量的稳定同位素研究发现，该类矿床的成矿流体以变质流体为主，流体不混溶往往是金的主要沉淀机制。如浙江璜山金矿，江西金山金矿等。

2.5稀土矿床

稀土矿床通常与碱性岩-碳酸岩伴生，是世界主要的轻稀土来源，碳酸岩流体对稀土成矿起到至关重要作用。我国的原生稀土产区主要位于白云鄂博矿集区，我国学者利用包裹体研究碳酸盐的形成过程和成矿过程，提出岩浆不混溶和岩浆演化共同控制了白云鄂博中的稀土富集过程，特别是碳酸盐侵入释放含稀土和CO₂的流体改造早期白云岩矿化，最终形成超大规模的稀土矿床。

2.6与花岗岩有关钨锡矿床

我国的钨、锡矿储量位于世界第一梯度，是战略性的关键性金属，其成因绝大多数与花岗岩有密切关系。近十年来，国内学者在与花岗岩有关钨锡矿床成矿流体与成矿机制研究方面取得了众多的新成果和新认识。通过对此类矿床中的流体包裹体研究发现，脉石矿物中的流体包裹体会记录简单冷却、流体沸腾、流体混合与流体不混溶等多种流体过程，而矿石矿物中的包裹体则只记录其中的一项或两项流体过程。钨、锡金属的沉淀机制主要有流体的简单冷却、流体沸腾与水岩反应、围岩蚀变等，其成矿流体往往在冷却过程中温度逐渐降低，而盐度则无明显变化。另外，同位素研究表明，成矿过程中有地幔组分及热量的加入。

2.7在找矿潜力评价上的应用

流体包裹体除了能判断矿床的成因类型外，通过其所反映的矿化特征及成矿流体演化规律与已知具有相似特征的大型矿床进行对比，可以很好的进行找矿勘查或资源潜力评价。如湖南康家湾铅锌金银矿床发现成矿流体从早阶段到晚阶段具有温度和压力由高变低、氧逸度由低变高、pH值由低变高但均为中酸性，金属元素含量由多变少的变化趋势。这些特征暗示康家湾矿床具矽卡岩型矿化特征，指示深部存在找矿潜力。五河地区与胶东金矿群具有相似的地质、流体包裹体、H-O同位素和成矿年龄特征，显示了该区的找矿潜力。

3、流体包裹体未来发展

流体包裹体除了在矿床、油气方面应用外，在其它方面的应用也很广泛，如流体包裹体在构造学研究中的应用，流体包裹体在界定滑坡边界中的应用，流体包裹体定年、流体包裹体在宝石鉴别中的应用以及地幔包体、陨石样品中的流体包裹体研究等。随着测试技术的进步，流体包裹体研究越来越被重视，作为一门独立学科快速发展，未来研究的发展方向包括：

（1）原生、次生包裹体的准确区分法则。

（2）流体包裹体体积的准确测定或精确求解。

（3）单个多相流体包裹体总体以及各相化学成分的快速准确测定。

（4）单个流体包裹体的Ｃ、Ｈ、Ｏ同位素分析。

（5）单个流体包裹体内流体的机械提取技术。

（6）流体包裹体的更加系统准确的定年技术。

（7）不同类型流体包裹体丰富的数据库。