包裹体的特征与认识

以矿物的地质作用为背景阐述包裹体的特征与认识第一章包裹体的基本认识1.定义与概述矿物中由一相或多相物质组成的并与宿主矿物具有相的界限的封闭系统。包裹体的物质来源可以是与宿主矿物无关的外来物质或是相同于宿主矿物的成岩、成矿介质。包裹体的成分多样，形状和大小各异，既有固相，也有液相和气相的，还有这三种相态的不同组合。包裹体含有成岩成矿的“母液”，因此它是研究地质作用的珍贵样品，能较客观地反映地质历史的原貌。2.分类按它与主矿物形成的时间关系，可分为原生、假次生和次生包裹体；按其含有物的物理状态，可分为岩浆包裹体和流体包裹体，后者又可按气液比分为气相包裹体（气液比50%）和液相包裹体（气液比50%）；按相态数分为单相、两相和多相包裹体；按成分分为高盐度、低盐度、含二氧化碳、硫化氢以及含有机质包裹体等。3.形成机制（1）矿物形成过程中，晶格有某些缺陷或窝穴，成矿的母液或硅酸盐熔融体充填在其中，随着矿物的生长被封闭包围而成包裹体，即所谓原生包裹体。（2）矿脉固结后，许多小晶体之间的空隙中，可能仍封闭残留的成矿母液，最后以包裹体的形式保存下来。它们也属于原生包裹体。（3）矿物生长过程中，由于受到应力作用而产生一些微裂隙，矿液沿裂隙侵入后，溶蚀原生晶体而重结晶，在重结品过程中也可以形成包裹体，称为假次生包裹体。矿物形成后，后期的热液侵入裂隙，对主品进行溶蚀和重结晶或由于裂隙收缩、愈合等因素使热液封闭在裂隙中而成的包裹体，称为次生包裹体。（4）矿物形成过程中，生长较快的矿物把早先形成的其他矿物包围起来而成固体包裹体。在火成岩矿物中，包裹了原生的未结晶硅酸盐熔体，冷却后成为玻璃包裹体。第二章天然宝石包裹体特征1.祖母绿该类宝石以存在三相（固、液、气相）包裹体为特征。世界著名产地哥伦比亚的契沃尔和木佐所产祖母绿其包裹体具有特殊意义（可反映产地），即呈正方形或长方形的三相包裹体及黄铁矿包裹体，还可见有方解石包裹体存在（多沿裂隙分布）。山达瓦那床所产祖母绿还可见到针状透闪石包裹体。2.红、蓝宝石该类宝石包裹体分布常与刚玉的生长面平行排列，宝石的聚片双晶常形成条纹状构造。红、蓝宝石常见有细针一丝状金红石包裹体，呈三组排列的细针状金红石彼此以60°夹角相交。红、蓝宝石中常有一种特殊的指纹状包裹体,这是因为在其晶体缺陷中充满了气体或液体,呈云雾状围绕固体包裹体而形成了一种似指纹状图案。3.碧玺该类宝石常见沿裂隙(陷)分布的气相包裹体存在(与C轴平行),特别是在红碧玺中,绿碧玺以发育许多细长、不规则似丝状液体和气体包裹体为特征,有的均匀分布在整个宝石之中。绿碧玺中的微小气态包裹体形态与其他宝石不同。4.石榴石在钙铝榴石中有时可见一种漩涡状具热波效应的包裹物,给人一种看不清楚的感觉。翠榴石有一种褐色、丝状、弯曲、放射状包裹体,很特征。在镁铝榴石中可见一种轮廓不清,粒度较大的浑圆状包裹体,橙黄色,时呈不规则羽毛状。在铁铝榴石中还可见到一种深红色针状包裹体。5.海蓝宝石由包裹体引起的雪花状放射星光很特殊,亦可见褐色氧化铁(针铁一水针铁矿)包裹体及沿裂隙充填的液体包裹体。6.尖晶石常可见细小八面体状同质(尖晶石)包裹体,呈不规则状分布于裂隙中。7.黄玉在一般情况下,该类宝石包裹体少见,其特征包裹体是呈不规则状的、大孔隙中充填液体、气体及两种以上不混溶液体(分界清楚)。8.锆石英该类宝石可见有一种似棉花状细微包裹体,尤其是淡色亚种,更是常见,一般近于圆形。另外,可见有蠕虫状包裹体。9.二氧化硅质宝石（水晶、玛瑙、蛋白石）该类宝石中以负晶包裹体为特征。另外，还可见云雾状包裹体,平面内呈白色条纹状,很像水流冲起的肥皂泡沫。玛瑙中常见有氧化锰树枝状集合体,这一点对于玛瑙很特征,该类宝石中还经常见有针状一纤维状电气石、金红石包裹体,构成所谓发晶或鬃晶。10.橄榄石一般可见有铬尖晶石一铬铁矿包裹体,并常被指纹状液态包裹体所包围,这是该类宝石包裹体的一大特征,橄榄石中睡莲叶状包裹体也是非常有代表性的。另外,在铬铁矿包裹体四周常可见因应力作用而出现的平面状裂隙。第三章不同地质作用下矿物包裹体的特征自然界中绝大多数矿物内部含有不同数量的包裹体。矿物包裹体指被封存在矿物之中、与主矿物有相界线的任何物质。1.岩浆岩中岩浆包裹体的特征是指岩浆岩形成过程中，各种岩浆岩矿物在其结晶生长过程中所捕获的微量天然岩浆珠滴，随着主矿物冷却，它们或淬火凝结成玻璃，或进一步结晶析出硅酸盐子矿物、金属相和流体相。火山岩中的岩浆包裹体通常由玻璃±子矿物相±一个或多个气泡组成。气泡的大小取决于冷却速率、岩浆成分和包裹体的挥发份含量。特别快速的冷却可以造成某些岩浆包裹体只由玻璃组成。贫挥发份的岩浆包裹体中可见到一个很小的收缩气泡，该收缩泡内几乎不含挥发份，近于真空。富含挥发份的岩浆包裹体中，可以见到流体呈气态或液态存在于收缩泡内。深成岩中的岩浆包裹体，由于其主矿物冷却缓慢，结晶时间漫长，绝大多数已部分或完全结晶化，其外观在显微镜下十分不同于火山岩中的岩浆包裹体，常呈灰暗色调或不透明，如果其中还存在有少量玻璃相，它们也往往由于脱玻化而呈现斑点状非均质性，这种包裹体中的气泡已完全变形。2.变质岩中的包裹体的特征由于变质岩形成及演化的时间较长，变质作用过程也较复杂，使得变质岩中流体包裹体捕获后的改造较之沉积岩、岩浆岩要复杂得多，研究起来也最为困难。准确区分原生与次生包裹体，寻找流体包裹体捕获后发生变化的各种识别标志以及正确评估流体包裹体捕获后的改造效应和数据的代表性成了变质岩中流体包裹体研究的基本问题。变质岩中的包裹体由于变质岩从峰期变质到退变质出露地表经历了较长的演化时间，经历了一系列明显不同的物理化学环境，所以捕获后的变化比较复杂。最常见的改造包括流体包裹体的爆裂、压裂、渗漏、组分的选择性丢失和增加、塑性变形等。主晶矿物还有可能通过水化作用或生成退变质相而与包裹体内的流体反应，从而导致包裹体组成的改变。几乎所有变质岩中的包裹体都发生了这样或那样的变化，只不过一些小的变化可以忽略掉而不影响数据的代表性。3.热液对包裹体的影响热液作用根据温度的不同分为：高温气成热液作用、中温热液作用和低温热液作用。高温气成热液作用形成的温度为300-500°，一般在花岗岩附近，周围有岩浆活动，形成的矿物主要为氧化物，部分硅酸盐，如黑钨矿、锡石、辉钼矿、毒砂、黄玉、电气石、绿柱石等，内部包裹体多而杂乱，并且看上去不清晰，气液比大于50%；中温热液作用形成的温度为200-300，在其较远的地方可找到岩浆活动，形成的矿物主要为硫化物，如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等，内部包裹体较少，且包裹体的体积较小，气液比小于50%；低温热液作用形成的温度小于200°，大部分在碳酸盐地区，形成含有As、Sb、Hg、Ag的矿物，如雄黄、雌黄、辰砂、辉锑矿等，内部包裹体基本为液体，气液包裹体基本不可见。4.构造地质作用对包裹体的影响前人对矿物包裹体的研究表明,发现包体的形态、分布及其在主矿物内部的排列形式均与构造作用有关。次生矿物包裹体的定向分布和相互之间的切错关系往往是构造作用的产物。根据矿物包裹体与主矿物形成的相对次序,将矿物包裹体分为同生包裹体和次生包裹体。同生包裹体是指主矿物在结晶过程中从介质中捕获的物质所形成的包裹体；次生包裹体指主矿物形成之后受到外力作用发生破裂,并产生一些显微裂隙,充填于裂隙中的流体而形成的矿物包裹体。同生矿物包裹体在主矿物中的聚集状态及排列方式取决于生长介质的性质及环境条件,并与矿物的结晶习性有关；次生矿物包裹体的形态和分布不受矿物结晶习性的制约,沿愈合的裂隙呈线状或带状排列,往往切穿晶带。第四章研究包裹体在地学中的应用与意义包裹体在地学上主要应用如下：在测定成岩成矿时的温度和压力上，气液包裹体可测定矿床形成温度。而成岩的温度测定一般采用岩浆包裹体与气液包裹体。包裹体可以为矿床类型的划分提供依据。其次，在热液矿床的分类上，以气体包裹体为主的可以称之为气成热液矿床，以液体包裹体为主的矿床可以称之为一般的热液热水矿床。成矿溶液的与围岩以及各种天然水的交代混溶作用可以通过流体包裹体的盐度和密度测试来认识。一般应用冷冻法对气液包裹体进行测试。通过包裹体研究成矿溶液成分、pH值及同位素的资料对岩浆分异作用的阐述以及热液在产出与运移时与周围环境作用信息的提取也十分重要。同样，在成矿流体运移上，包裹体测温数据可以提供相应信息。如结合研究区域的地质构造、将测出的温度值做成等温线即可判断出成矿溶液的流动方向。也可利用包裹体做出的各种指示线来指导寻找盲矿。