李 芳,黃惠蘭
(中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,武漢 430205)
流體包裹體學(xué)作為一門獨立學(xué)科,已有上百年的歷史,并取得了很多重要的研究成果。1984年,Campbell等人自行組裝了第一臺紅外光學(xué)顯微鏡,實現(xiàn)了對金屬礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流體包裹體的紅外光學(xué)成像研究。1987年,Campbell等人將這項技術(shù)結(jié)合顯微測溫分析,應(yīng)用于金屬礦物流體包裹體熱力學(xué)特征研究。近些年,美國、加拿大、澳大利亞、中國、日本、法國等國家的地質(zhì)學(xué)家不斷地開展金屬礦物中流體包裹體的研究工作。到目前為止,已研究的礦物有暗色閃鋅礦、金紅石、黑鎢礦、輝鉬礦、輝銻礦、黃鐵礦、深黝銅礦、黝銅礦、銀鎳黝銅礦、硫銻銅銀礦、鈦鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、車輪礦等礦物。
紅外顯微鏡系統(tǒng)主要由載物臺、紅外光源、聚光鏡、物鏡、調(diào)焦機構(gòu)、圖像轉(zhuǎn)換管、目鏡、攝像頭及計算機等組成。目前最為先進(jìn)的紅外顯微鏡可以提供兩種范圍的紅外波長(長紅外波長λ≤2200nm和短紅外波長λ≤1100nm)可以滿足不同礦物研究工作的需要。流體包裹體顯微測溫是使用英國Linkam-THMS600冷熱臺配備紅外顯微鏡上進(jìn)行(溫度范圍:-195℃~600℃)。
紅外顯微鏡對金屬礦物中流體包裹體觀測的內(nèi)容,與常規(guī)的偏光顯微鏡下透明礦物中流體包裹體研究內(nèi)容基本一致。按成因可分為原生包裹體、次生包裹體和假次生包裹體。按物相分為純液相包裹體(L)、純氣相包裹體(V)、氣液相包裹體(L+V)、含子礦物的多相包裹體(L+V+S)、含 CO2三相包裹體(LH20+NaCl+LCO2+VCO2)和熔融包裹體(G)等六大類。
紅外顯微鏡在進(jìn)行金屬礦物流體包裹體測試過程中存在一些問題和難點。主要歸納為以下幾點:(1)同種礦物紅外透明度存在差異:主要表現(xiàn)為a)不同成因的同種礦物透明度差異較大;b)礦物中微量元素造成透明度的變化。(2)流體包裹體紅外透明度的變化:很多金屬礦物中流體包裹體整體為黑色或暗灰色,分辨不清相態(tài),如暗色閃鋅礦、黑鎢礦和黃鐵礦等礦物中均已見到。(3)紅外光強度影響流體包裹體鹽度測定和包裹體類型的判別:在紅外光下,由于不能使用紅外濾光片,使得紅外光直接投射到流體包裹體片上,造成在室溫條件下流體包裹體片上的溫度過高,從而造成測得鹽度偏高等問題。(4)顯微測溫過程存在的難點:由于在紅外顯微鏡下,流體包裹體的圖像是通過紅外電子感應(yīng)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號,最后通過電腦軟件處理在顯示器上輸出的,紅外光沿著包裹體壁發(fā)生強烈折射,從而很難觀察到冰晶的形成。冰點溫度只能通過包裹體中氣泡的大小,形狀及位置在冷凍與回溫過程中發(fā)生的根本性變化來確定,為此我們采用冷凍法與循環(huán)測溫技術(shù)相結(jié)合得到。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,紅外顯微鏡應(yīng)用于金屬流體包裹體研究所發(fā)揮的作用越來越突出,開拓了流體包裹體學(xué)研究的新領(lǐng)域。目前,我國紅外顯微鏡應(yīng)用于流體包裹體的研究工作還是一項較為新興的技術(shù)手段,具有良好的發(fā)展前景,將會引起更多地質(zhì)學(xué)家的廣泛重視。