单矿物中熔体包裹体研究进展及地质指示意义.pdf

第45卷第1期
地与探
Vol, 45 No
2009年1月
GEOL.OGY AND EXPLORATION
January, 2009
单矿物中嫆体包裏体硏究进展及地质指示意义
郭玲利,魏俊浩,周圣
(1.中国地质大学资源学院,武汉430074;2.有色金属矿产地质凋查中心,北京100012
摘要]熔体癿裏体是矿物在生长过程中捕获的原始岩浆,能有效的保留大量主矿物结品和周围
岩浆介质的物理化学信息,是岩浆演化和成矿过程的良好指示剂。文章从熔体包体在主矿物中的赋
存状态,均一化试验和测试技术等方面总结了目前的研究进展,并结合具体的矿床揭示熔体包襄体对岩
浆和成矿方面的指示意义。同时笔者也建议,将嵱体包裏体信息和岩石学、地球化学、找矿学联系起来,
可以加深对岩浆演化过程的了解程度,提高勘查找矿的效果。熔体包体作为一种较新的微区分析对
象具有十分广阔的应用前景。
[关键词]熔体癿裏体研究进展岩浆演化成矿过程
[中图分类号]P58.11;P611[文献标识码]A[文章编号]0495-5331(2009)01-0036-05
安山岩中的长石和辉石、矽卡岩中的石榴子
0引言
石?、流纹岩中的石英“、玄武岩中的橄榄石、安
熔体包裹体由被封存在矿物中的原始岩浆组山岩中的闪石?,少量异常包裹体见于铬铁矿
成,能有效的保存大量有关其主矿物形成时周围岩中。
浆介质的物理化学信息,是研究成矿作用和岩浆演
熔体包裹体的形态在矿物晶体生长的不同阶段
化的原始样品。近年来随着测试技术的快速发往往表现出很大的变化。由于熔体的不可塑性,主
展,特别是激光剥蚀等离子体质谱仪的应用,使得分矿物留给的空间基本就是包裏体的形态,赵劲松?
析单矿物中熔体包裏体的化学成分成为可能2。指出这一过程近似等容体系,熔体包裹体的形态没
通过重熔后的熔体包裹体相对淬火的包裹体和基质有固定性,多为多相包裏体,以熔体相为主,少见气
玻璃化学元素的变化对比来研究导致这些变化的原相和液相。不同主矿物中的熔体包裹体赋存特点也
因3“,推断岩浆结晶环境和熔体平衡条件。特别不同, Halter i等发现辉石中熔体包裹体在火山岩
是熔体包裹体中金属元素的特征4可反映矿床的中很常见,但在侵入岩中极少出现;长石中熔体包裹
形成环境和指示矿床的成因。
体一般沿晶体生长线分布,而在石英中包裹体分布
熔体包裹体的赋存状态、均一化研究和测试技没有此规律,各种形态都可见。
术,以及由此所揭示的岩浆演化过程和成矿作用,是1.2均一化研究
目前微区研究领域的重要课题,也是国内外地学界
熔体包裹体均一化研究是测试分析前的重要步
近年来不断探索和完善的热点问题。为此,本文重骤。目前利用的是高温显微均一法,它是唯一能够
点总结了熔体包裏体的最新研究进展,并对其在地使包裹体恢复到被捕获时的初始状念的试验方法。
质过程解释巾的指示意义进行了评述,以期该领域李霓等曾使用 Leitzi350对长白山天池3期火山
能在劫査找矿中引起重视。
喷出岩中的熔体包裏体进行高温热台均一研究,得
出包裹体的大小、是否含子矿物、升温速率和升温次
熔体包裹体硏究进展
数等与其所测均一温度密切相关。在加热的过程中
1.1赋存状态
还要遵循一定的规则,要考虑在加热过程中包裹体
熔体包裹体赋存的主矿物广泛,主要是玄武质壁的重结晶,在包裹体内玻璃未软化前加热温度增
收稿日期]2008-05-14;[修订日期]2008-07-03。
基金项目]教育部博士点基金项目(编号:20040491502)和长江学者创新闭队发展计划共同资助
[第一作者简介]郭玲利(1984-),女,2007年毕业于中国地质大学(武汉),获学士学位,在读硕土生,现主要从事矿床学和矿产勘査工作。
第1期
郭玲利等:单矿物中熔体包裹体研究进展及地质指示意义
加较快,越到后期,加热速度越慢。夏林圻"の曾总极好的空间分辨率(~1um)和易于分析、测试方便
结出酸性火山岩熔体包裹体均一化试验的总时间不的优点。但它不能测出水的含量,对Fe也只能测定
应少于8~12小时,中性火山岩中熔体包裹体加热总铁含量。激光拉曼光谱能够测定包裹体总的气相
试验的总时间可控制在4~8小时,基性火山岩总时及液相中的S02-、HS、HCO3、CO3等离子含量,但
间应缩短至2~4小时,而超基性火山岩中应小于2对Nat、K、Mg2、Ca2、Cl、F~等离子含量无法测
小时。
定。在运用这些仪器测定挥发分的时候要根据
均一后的包裹体オ能进一步采用测试技术分析具体的情况选择最为合适的方法。
其初始成分并获得它的捕获温度。因此,选择嫆体
包裹体样品时是有一定要求的。夏林圻?指出
2熔体包裹体的地质指示意义
定要选择没有泄漏,密封性好且挥发分不饱和的熔2.1岩浆演化
体包裹体。如果岩浆在捕获时已经饱和或过饱和挥
嫆体包裹体是岩浆结晶相最有代表性的样品
发分,即此时岩浆中的挥发流体与岩浆呈一种不混它们能够反映有关岩浆演化独一无二的控制条
容的状态,这样的样品很难均一,即使均一了也没有件。大量研究表明,岩浆的演化具有阶段性?
直接的岩石学意义,不能代表主矿物的最低结晶温在上侵的过程中熔体与主矿物一般都是不平衡
度
的。通过包裹体和主矿物的化学成分对比,显示
1.3测试技术
熔体的成分并不单一?,同时特定子矿物的存在又
熔体包裹体测试技术近年来得到了长足的发可指示岩浆演化的环境]。
展。由第一代电子探针分析(EMP)到第二代离子
Streck等的发现 Arenal volcano玄武质安山岩
微探针(SIMS)和质子诱导X射线(PIXE)等都为研的阶段性演化不仅仅是简单的后期捕获和熔体交
究岩浆演化和追溯矿质来源提供了重要的技术支换。通过对辉石中熔体包裏体和主矿物的成分测试
持。但这些方法在测试时有很多的限制条件:包裹发现有相同的低镁值趋势,暗示它们在捕获或者被
体必须均一并且被抛光至样品表面且主矿物的化学捕获后经受成分的更改。另外的样品显示与主矿物
组成简单。对于不饱和挥发分的硅酸盐包裹体均一低镁值平衡线相近。基质玻璃中的MgO、Mg'值和
是可能的,而对于硫化物熔体包裹体其均一温度很Al2O3存在正的相关关系,说明在晚期逃逸的包裹
高并且很难淬火,这样就使得普通的微分析对它的体和周围的熔体发生了交换,而基质和熔体包裹体
成分测定有很大的挑战性;同时样品抛光过程中间低镁值的不同又显示主矿物的结晶是导致这些变
会人为造成包裹体的破坏,主矿物组分简单又限制化的主要原因。熔体包裏体、主矿物和基质玻璃间
了样品分析的全面性。
成分的相关关系显示岩浆演化是分阶段的。
激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)的
熔体包裹体中的成分特点和主岩的不相同,表
发明应用基本解决了熔体包裹体均一化的难题,其明熔体和主矿物间并未达到平衡。Rowe等通过
最大的优点是剥蚀深度可达100um,直径在4~淬火后的普通包裹体的流体温度模拟岩浆的化学组
300um,并避免了均的先决条件,同时在加热过程成,得到研究区的熔体成分平衡系数很低并且髙铁,
中也不至于包裹体被烧爆,在抛光至样品表面时不而主岩中却缺乏这种高铁特征。磁铁矿的存在是导
会损失大量的包裹体。对各种仪器的参数对比罗彦致这种变化的主要原因,同时它和橄榄石共存说明
等曾做过详细的报告。通过激光束可以分析包岩