楊德平, 舒 磊， 熊玉新, 王 旭, 劉鵬瑞, 劉 智

(1.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 國(guó)土資源部金礦成礦過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 濟(jì)南 250013； 2.聯(lián)合利華公司開發(fā)部， 上海 200131； 3.美國(guó)Gatan公司北京辦事處， 北京 100020)

掃描電鏡能譜與冷凍傳輸裝置聯(lián)用測(cè)試礦物中流體包裹體固液相成分的方法研究

楊德平1, 舒 磊1， 熊玉新1, 王 旭2, 劉鵬瑞1, 劉 智3

(1.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 國(guó)土資源部金礦成礦過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 濟(jì)南 250013； 2.聯(lián)合利華公司開發(fā)部， 上海 200131； 3.美國(guó)Gatan公司北京辦事處， 北京 100020)

研究流體包裹體中子礦物種類、化學(xué)成分及分布特征，對(duì)于確定熱液成分和成礦物理化學(xué)條件、流體的演化規(guī)律和成礦機(jī)制等有非常重要的意義。但目前常用的各種測(cè)試研究方法存在測(cè)試目的物尋找困難、不透明子礦物難鑒定等局限性。本文采用冷凍傳輸裝置首先將流體包裹體冷凍固定并打開，然后用掃描電鏡、能譜儀測(cè)試礦物中流體包裹體中的子礦物和液相成分，該方法可解決掃描電鏡下流體包裹體研究目標(biāo)物不易尋找，打開流體包裹體后子礦物易散失和碎屑易混入的問題，可有效測(cè)試小顆粒(1～2 μm)、不透明子礦物及不透明礦物中的流體包裹體固液相成分。用該方法實(shí)測(cè)山東鄒平王家莊銅礦流體包裹體液相中Na+、K+、Cl-組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5.85%、3.60%、16.18%，計(jì)算的鹽度為35.35%，并確定了其中不透明礦物子礦物為黃銅礦，證明了黃銅礦是從高鹽度熱液中晶出的結(jié)論。本方法為礦物中流體包裹體研究提供了一種新的測(cè)試手段。

流體包裹體； 固液相成分； 冷凍傳輸裝置； 掃描電鏡； 能譜儀

為解決流體包裹體成分測(cè)試中存在的問題，本次研究嘗試?yán)脪呙桦婄R、能譜、冷凍傳輸裝置聯(lián)用的方法測(cè)試礦物中流體包裹體中子礦物及液相成分。研究目標(biāo)是開發(fā)出一套掃描電鏡下測(cè)試流體包裹體中子礦物及液相成分分析的新方法，包括裝置選取、樣品制備、測(cè)試條件、測(cè)試步驟及方法的局限性評(píng)價(jià)等，實(shí)現(xiàn)采用掃描電鏡能譜直接測(cè)試小顆粒(小于1～2 μm)、不透明子礦物及不透明礦物中的流體包裹體固液相成分，為流體包裹體研究提供一種新的測(cè)試手段。

1 實(shí)驗(yàn)裝置

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮O(shè)想，采用的儀器由場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、X射線能譜儀、冷凍傳輸設(shè)備三部分組成。

1.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡

因?yàn)橐獪y(cè)試流體包裹體液相和細(xì)小子礦物成分，應(yīng)采用具有低束流和高空間分辨率的掃描電鏡。

實(shí)驗(yàn)采用的掃描電鏡型號(hào)：Hitachi S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(日本日立公司)，其二次電子分辨率為 1.4 nm(1 kV，減速模式)，1.0 nm(15 kV)；電子槍為冷場(chǎng)發(fā)射電子源，加速電壓 0.5～30 kV，放大倍率為20～800000。

1.2 X射線能譜儀

流體包裹體中的子礦物一般體積都非常小，且位于特定的基體中，要分析其成分同時(shí)避免受到基體成分的影響，需要降低加速電壓減小束流來減小電子束與樣品的作用體積。然而，減小作用體積就意味著X射線的產(chǎn)額將大大降低，以往唯一的途徑是延長(zhǎng)圖譜的采集時(shí)間，但會(huì)造成圖像漂移而影響分析結(jié)果。采用大面積能譜探頭及電子陷阱，能實(shí)現(xiàn)低束流低電壓下的高計(jì)數(shù)率，可以在保證計(jì)數(shù)率的同時(shí)減小電子束的作用體積，使測(cè)試數(shù)據(jù)真正代表細(xì)小子礦物的成分(最小粒度30 nm)。

實(shí)驗(yàn)采用的能譜型號(hào)：Oxford Horiba X-max 80 mm2(英國(guó)牛津公司)，分析元素范圍為4Be～94Pu。具有大面積有效活區(qū)SDD探頭，電子陷阱，大采集角。具有小束斑、低束流、低能端高精確度、高解析率。可以采集到較常規(guī)能譜10倍的X射線計(jì)數(shù)，輸入計(jì)數(shù)率>500000 cps，采集計(jì)數(shù)率>200000 cps，能譜分辨率為Mn Kα<125 eV，C Kα<48 eV。計(jì)數(shù)的增加可以有效降低統(tǒng)計(jì)誤差，提高定量分析的準(zhǔn)確度和效率。

1.3 冷凍傳輸裝置

冷凍傳輸設(shè)備(圖1)常用于生物、食品、化裝品等高含水樣品的掃描電鏡測(cè)試，如測(cè)試洗發(fā)精、冰淇凌，但目前未見其在巖石礦物測(cè)試中的應(yīng)用。該設(shè)備配置了斷裂樣品的刀具裝置和真空鍍膜系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)流體包裹體中子礦物及液相固定，測(cè)試平面在真空系統(tǒng)下暴露及鍍膜并送入掃描電鏡中進(jìn)行能譜測(cè)試的一系列功能。

本次研究使用美國(guó)Gatan公司生產(chǎn)的Alto2500冷凍傳輸裝置，該裝置配備了可直接連在SEM上的高真空前處理室(圖1a)，配有一個(gè)獨(dú)立的渦輪分子泵抽真空，真空度可達(dá)1×10-6mbar。前處理室內(nèi)裝有燈管，與雙筒顯微觀察鏡配合可以在處理樣品過程中觀察樣品。冷阱采用液氮冷凍，冷阱上部裝有冷臺(tái)和防污染板，溫度可分別達(dá)到-180℃和-190℃。利用系統(tǒng)控制器可以使其升溫，從而達(dá)到控制溫度升華的目的。冷臺(tái)和防污染板的溫度由珀熱電阻溫度傳感器測(cè)定。前處理室還配置了斷裂刀具，用于切斷樣品露出測(cè)試表面。在安全性方面，系統(tǒng)配有電子機(jī)械互鎖，保證操作者和顯微鏡的安全。主要組成部件包括：①高真空前處理室(圖1a)：實(shí)現(xiàn)在冷凍環(huán)境下樣品的切斷及磁控噴鍍，可對(duì)冷凍包裹體表面噴鍍Pt、Au、C，為獲取高分辨率FESEM圖像提供保證。②快速冷凍工作臺(tái)(圖1b)：裝有制備“液氮泥”的處理罐，可以快速冷凍樣品。③真空傳遞裝置：將經(jīng)過快速冷凍工作臺(tái)冷凍后的樣品保持真空狀態(tài)，并轉(zhuǎn)移到前處理室和SEM樣品室中。④SEM冷臺(tái)模塊(圖1c)：利用低溫氮?dú)饫鋮s，內(nèi)置可控溫加熱器，控制溫度在-185℃～+50℃之間變化。冷臺(tái)可以旋轉(zhuǎn)和傾斜，便于測(cè)試和觀察。⑤系統(tǒng)控制器：對(duì)冷臺(tái)的溫度進(jìn)行設(shè)定和控制。

圖1 冷凍傳輸設(shè)備Fig.1 Frozen transmission device (Cryotransfer)

2 樣品采集和測(cè)量方法

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品及特征

用于本次研究的流體包裹體樣品采自山東鄒平王家莊銅礦床-200 m中段，為巖漿期后熱液形成的硫化物石英脈、隱爆角礫巖型礦石，屬礦床的主要礦石類型，礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、砷黝銅礦等，脈石礦物主要為石英和鉀長(zhǎng)石。研究發(fā)現(xiàn)王家莊銅礦與國(guó)內(nèi)外典型斑巖銅礦的流體包裹體特征相似，屬中高溫-中高鹽度和高金屬含量的巖漿熱液。早期鉀硅化階段流體包裹體中的子礦物以石鹽為主，其次為鉀鹽、硬石膏、方解石，顯微鏡下觀察判斷可能存在的不透明子礦物黃銅礦、黃鐵礦、赤鐵礦等(圖2a)，表明巖漿熱液具有較高的氧逸度，而高氧逸度條件下硫主要以硫酸鹽的形式溶解于巖漿中，從而導(dǎo)致通常優(yōu)先向硫化物分配的Cu、Au等作為不相容元素向熱液中富集，在一定的物理化學(xué)條件下沉淀成礦[17]。表明王家莊銅礦早期熱液流體組分復(fù)雜，為高鹽度水溶液(NaCl-Fe2O3-CaCO3-KCl-CaSO4)，鹽度(NaCleq)高達(dá)50%以上，且可能包含少量CO2和Cu、Mo等成礦元素，說明早期成礦流體可能主要來源于巖漿，但這需要用有效的測(cè)試手段加以證實(shí)。

2.2 儀器工作條件

室溫：20～23℃。快速冷凍溫度：液氮冷卻最低至-185℃。冷臺(tái)調(diào)節(jié)溫度：-185℃～+50℃。

根據(jù)不同類型掃描電鏡性能及測(cè)試目標(biāo)物的特征進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)期測(cè)試效果為宜，一般設(shè)定：加速電壓0.5～20 kV，束流5×10-7～1×10-11A，放大倍數(shù)20～100000，空間分辨率6～0.8 nm；最好同時(shí)裝配有二次電子探頭和背散射探頭，以便分辨包裹體中各物相形貌和成分上的差異。能譜最好采用在低加速電壓和低束流條件下能獲得高計(jì)數(shù)率的型號(hào)，這樣既能提高分析的分辨率、精確度和靈敏度，又能使樣品少受損傷或污染。

2.3 測(cè)試步驟

首先對(duì)樣品進(jìn)行顯微鏡、冷熱臺(tái)、激光拉曼光譜等測(cè)試研究，確定需進(jìn)行掃描電鏡和能譜成分測(cè)定的樣品。然后按下述步驟將樣品經(jīng)冷凍傳輸裝置送入掃描電鏡中進(jìn)行測(cè)試。

(1)樣品準(zhǔn)備：從待測(cè)樣品上敲下一小片，也可事先用切割機(jī)切下待測(cè)樣品，規(guī)格大約5 mm×5 mm×2 mm。將樣品夾持在樣品托上，然后將樣品及樣品托安裝在真空傳遞裝置上。

(2)樣品冷凍固定：在一紙杯中倒入半杯液氮；將液氮杯放入快速冷凍工作臺(tái)中；將安裝有樣品、樣品托的真空傳遞裝置與快速冷凍工作臺(tái)聯(lián)接，抽真空至液氮呈泥狀，一般需大約5 min。

(3)在冷凍前處理室內(nèi)暴露測(cè)試面并鍍膜：將冷凍好并抽好真空的真空傳遞裝置及樣品與冷凍前處理室聯(lián)接，對(duì)冷凍前處理室抽真空；在冷凍前處理室內(nèi)用裝置上的切割刀具將樣品切斷，根據(jù)需要鍍金、鉑或碳膜。

(4)送入掃描電鏡樣品室進(jìn)行測(cè)試：打開冷凍前處理室的倉門，將鍍好膜的樣品送入SEM測(cè)試室中與樣品臺(tái)楔合的冷臺(tái)上，利用內(nèi)置可控溫加熱器和精確的溫度感應(yīng)器控制溫度在-185℃到+50℃之間變化；在掃描電鏡下尋找到所測(cè)流體包裹體進(jìn)行觀察、照相和能譜測(cè)定。若要測(cè)試流體包裹體中被冷凍液相掩蓋下的子礦物，可采取慢慢升高冷凍臺(tái)的溫度使流體升華，使子礦物充分暴露的辦法來實(shí)現(xiàn)，這樣處理不會(huì)對(duì)電鏡腔室真空產(chǎn)生明顯影響。

3 結(jié)果與討論

3.1 冷凍后掃描電鏡下流體包裹體特征

圖2b、c為冷凍后石英中流體包裹體在掃描電鏡下的形態(tài)和結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，包裹體形態(tài)特征清晰，包裹體中的液相冰晶形態(tài)明顯可辨，完全能夠滿足能譜儀測(cè)試液相成分的要求。當(dāng)石鹽、鉀鹽及不透明礦物等子礦物暴露于表面時(shí)，可以準(zhǔn)確測(cè)出子礦物的化學(xué)成分，從而確定出礦物種類。冷凍后流體包裹體中的子晶及液相成分能譜分析結(jié)果見圖2d、e和表1。分析結(jié)果表明，流體包裹體中存在黃銅礦子礦物(光學(xué)顯微鏡下為小于1 μm的不透明礦物)，證明了黃銅礦是從成礦流體中晶出的，同時(shí)證實(shí)了液相成分體系為H2O-NaCl-KCl。如果照此方法進(jìn)行大量細(xì)致的尋找，會(huì)測(cè)到更多的子礦物，從而為探討成礦流體的性質(zhì)及其演化過程提供有力證據(jù)。

3.2 避免組分散失和碎屑混入的樣品制備過程

在常溫下用磨片或破碎的辦法，由于流體包裹體自身的壓力和振動(dòng)，氣液相物質(zhì)及其中的子礦物極易散失。磨片或破碎過程中產(chǎn)生的碎屑也易落入包裹體腔中，給目的礦物的尋找、確定帶來困難。本方法是先將樣品冷凍，其中的液相被冷凍成固體，子礦物也被凍住，從而避免了散失。樣品被碎開后，由于包裹體腔體被冷凍固化的液相填滿，碎屑不易混入，而且易與非流體包裹體的空腔區(qū)別。

3.3 單個(gè)流體包裹體液相全組分測(cè)試

圖2 鄒平王家莊銅礦石英中含子晶的流體包裹體顯微照相及掃描電鏡中冷凍后的流體包裹體二次電子像、子礦物及冷凍液相的能譜圖Fig.2 The micrographs of the fluid inclusions containing daughter minerals in quitz in Zouping Wangjiazhuang copper deposit, the secondary electron images of frozen fluid inclusions and the energy spectra of the daughter mineral and frozen liquid phase in the fluid inclusions

流體包裹體重要參數(shù)之一的鹽度是指流體包裹體中相當(dāng)于NaCl 的單一溶質(zhì)或多組分溶質(zhì)的總濃度以NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示的濃度。對(duì)于鹽水體系(以NaCl-H2O或NaCl-KCl-H2O為主)單個(gè)流體包裹體的鹽度，目前主要是采用冷凍法來測(cè)定，但實(shí)際地質(zhì)流體成分復(fù)雜，用此方法估算的流體鹽度的誤差較大。前人還采用離子色譜法測(cè)試流體包裹體的液相成分，可測(cè)試液相中各種離子態(tài)溶質(zhì)的含量，但需要預(yù)先加熱樣品至包裹體爆裂，冷卻后收集液體測(cè)試，為混合液體測(cè)試，非單一包裹體的原位測(cè)試結(jié)果[18-19]。

顯微鏡和冷熱臺(tái)測(cè)定的鹽度是根據(jù)流體包裹體的冰點(diǎn)溫度換算出來的相當(dāng)于NaCl的鹽度，不能給出其中所含各種溶質(zhì)的濃度。本次研究的方法可直接測(cè)試原位單個(gè)流體包裹體的液相成分，并可換算成鹽度，如在確認(rèn)含氧離子團(tuán)的種類后，可將氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，定量換算總鹽度和各種溶質(zhì)(如KCl、NaCl)的濃度，這比根據(jù)冷熱臺(tái)測(cè)試液相冰點(diǎn)溫度換算鹽度更為直接，對(duì)于成礦流體組分的確定更詳細(xì)和準(zhǔn)確。

表1 冷凍后流體包裹體能譜定量分析結(jié)果

注：測(cè)試單位為聯(lián)合利華公司開發(fā)部掃描電鏡室；Pt為鍍膜成分。

如根據(jù)第2測(cè)點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果估算包裹體中液相的鹽度：由于能譜儀不能測(cè)出H，且該包裹體中的O應(yīng)全部存在于H2O中，將O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)是受流體包裹體體壁的影響，Pt是鍍膜的影響。

水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：18/16×41.67%=46.88%

液相總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：H2O+Na+K+Cl

=46.88%+5.85%+16.18%+3.60%

=72.51%

=35.35%

有關(guān)流體包裹體中氣相組分的測(cè)試，以往有四極桿質(zhì)譜法(QMS)，但需先將流體包裹體加熱至爆裂，收集所放出氣體，測(cè)定的是混合氣相的成分，非單個(gè)包裹體的原位測(cè)試結(jié)果[18-19]。本次研究的裝置能夠把冷凍溫度降低到-185℃。理論上如能將氣相凍結(jié)，就可用能譜直接測(cè)試其成分，但受目前最低冷凍溫度和能譜可測(cè)試元素的限制，可以預(yù)見測(cè)試氣相成分難度較大。如下列氣體常壓下冰點(diǎn)溫度分別為Ne：-249℃，N2:-210℃，Ar:-189℃，O2:-192.5℃，CO2:-78.5℃，CH4:-182.5℃，C2H4:-169℃，C2H6:-183℃，后4種可能被目前的冷凍裝置凍結(jié)。今后如能將冷凍溫度進(jìn)一步降低，將有可能測(cè)試流體包裹體中氣相組分，可做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

3.4 不透明子礦物和不透明礦物中流體包裹體成分測(cè)試

光學(xué)顯微鏡一般不能直接鑒定不透明子礦物和不透明礦物中流體包裹體，它一般只能與冷熱臺(tái)配合，測(cè)試透明礦物中流體包裹體的冰點(diǎn)溫度和均一溫度。本次實(shí)驗(yàn)證實(shí)了以往研究中的推斷性結(jié)論，即：黃銅礦是從高鹽度NaCl、KCl水溶液熱流體中晶出的，這是光學(xué)顯微鏡及激光拉曼光譜分析無法做到的。雖然本次研究沒有實(shí)際測(cè)試不透明礦物中流體包裹體，但顯而易見本方法不受礦物透明度的影響，可直接測(cè)試不透明子礦物成分和不透明礦物中的流體包裹體的固液相成分。有許多成礦物質(zhì)是不透明礦物，其中的流體包裹體比石英、螢石等透明礦物中的流體包裹體更接近于成礦期，測(cè)得的成分信息更接近于礦質(zhì)沉淀時(shí)的熱液成分，對(duì)于研究成礦條件更有意義，但以往受測(cè)試方法所限，這方面的研究成果較少。本次研究的這套測(cè)試方法無疑為不透明礦物中流體包裹體物相成分研究提供了一個(gè)有效手段。

3.5 本方法測(cè)試過程中的物相穩(wěn)定性及與相關(guān)方法的比較

由于在快速冷凍臺(tái)中樣品的冷凍速度很快，一般只需5 min，原來的子礦物成分不會(huì)受到影響，也不會(huì)有新的子礦物晶出；原來的液相冷凍后成為水和NaCl、KCl等鹽類的水合物，但原溶質(zhì)相對(duì)于水的比例不變，因此不會(huì)影響液相成分的測(cè)試。

與顯微鏡和冷熱臺(tái)測(cè)試比較，本方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠測(cè)試流體包裹體中小顆粒、不透明子礦物及不透明礦物中的流體包裹體液相成分，而且也能測(cè)試以離子態(tài)形式存在的溶質(zhì)。與常規(guī)掃描電鏡和電子探針能譜法比較，優(yōu)點(diǎn)在于流體包裹體中的子礦物和液相不散失，測(cè)試目的物更易尋找和確認(rèn)。與激光拉曼光譜比較，優(yōu)點(diǎn)在于能測(cè)試流體包裹體中的不透明子礦物和不透明礦物中的流體包裹體物相成分，能測(cè)試液相中各種以離子態(tài)形式存在的溶質(zhì)濃度。與紅外顯微鏡和冷熱臺(tái)聯(lián)用法比較，優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)試各相組分更為準(zhǔn)確和直接。與離子色譜法和四極桿質(zhì)譜法比較，優(yōu)點(diǎn)在于是單一流體包裹體的原位測(cè)試，不是混合成分測(cè)試，研究對(duì)象更有針對(duì)性。

與多數(shù)流體包裹體的分析測(cè)試方法一樣，本研究方法除具有上述特有的優(yōu)勢(shì)外，也有其不足：①包裹體中所測(cè)子礦物的空間位置可影響測(cè)試結(jié)果，由于測(cè)試目的物相對(duì)于能譜探頭的幾何位置任意，當(dāng)所測(cè)目的物位于空洞較深部位，會(huì)影響X射線信號(hào)的接收，定量分析誤差會(huì)增大，數(shù)據(jù)須進(jìn)行歸一化處理；②有時(shí)可能會(huì)受到鍍膜物質(zhì)成分的干擾；③可測(cè)元素受能譜儀性能的制約。目前新型能譜儀可分析元素一般為4Be～94Pu，但輕元素的分析難度大，檢出限較高、準(zhǔn)確度較差。④由于本方法是將流體包裹體冷凍固化并打開后進(jìn)行測(cè)試，因此無法實(shí)現(xiàn)諸如在顯微鏡下觀察升降溫過程中相態(tài)的變化過程及冰點(diǎn)溫度和均一溫度，對(duì)包裹體中氣相成分的測(cè)試也受到較大限制。

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)證明冷凍傳輸裝置、掃描電鏡及X射線能譜儀聯(lián)用能有效分析礦物中流體包裹體子礦物及液相成分，給出的固液相組分更詳細(xì)和準(zhǔn)確，如除能測(cè)定總鹽度外，還能給出K、Na、Ca、Cl等分量組分的含量。本方法有效解決了掃描電鏡下礦物中流體包裹體測(cè)試中子礦物不易尋找，打開流體包裹體后子礦物易散失、碎屑易混入的問題，解決了用掃描電鏡能譜真接測(cè)試小顆粒子礦物(小于1～2 μm)、不透明子礦物的問題。顯而易見，本方法也可用于測(cè)試不透明礦物中的流體包裹體固液相，具有較好的應(yīng)用前景，同時(shí)拓展了掃描電鏡和冷凍傳輸設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于研究成礦流體的產(chǎn)生機(jī)制、原始組成、演化遷移及沉淀富集等重要的熱液成礦問題，提高流體包裹體研究水平具有重要意義。

致謝： 本項(xiàng)工作得到Gatan公司楊爍工程師和付魯堂工程師的大力幫助，審稿專家進(jìn)行了詳細(xì)的審閱并提出了寶貴意見，在此表示衷心的感謝！

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Determination of Solid-Liquid Phase Composition of Fluid Inclusions in Minerals by SEM-EDS Coupled with Cryotransfer

YANGDe-ping1,SHULei1,XIONGYu-xin1,WANGXu2,LIUPeng-rui1,LIUZhi3

(1.Shandong Institute of Geological Sciences, Key Laboratory of Metallogenic Geological Process and Resources Utilization in Shandong Province, Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resource Utilization, Ministry of Land and Resources, Jinan 250013, China; 2.Development Department of Unilever Company, Shanghai 200131, China; 3.Beijing Office, Gatan Inc., Beijing 100020, China)

Daughter mineral species, chemical compositions and distribution of daughter minerals in fluid inclusions can provide important constraints on the composition of hydrothermal fluids, physicochemical conditions of mineralization, the regularity of fluid evolution and ore-forming mechanisms. The traditional methods however, have many limitations such as finding target minerals and identifying opaque minerals. Described in this paper, fluid inclusions in minerals are frozen and then opened by Frozen Transmission Equipment (Cryotransfer). The compositions of daughter minerals and liquid phases are determined by Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Disperse Spectroscope. This method solved the difficulty in finding target minerals by SEM. Daughter minerals cannot be lost after opening liquid inclusions, and cannot be mixed with debris. This method can effectively determine the compositions of small-sized (1-2 μm) opaque daughter minerals and the solid-liquid phases of fluid inclusions in opaque minerals. Mass fractions of Na+, K+, Cl-in liquid inclusions of Wangjiazhuang copper deposit in Zouping of Shandong province are 5.85%, 3.60% and 16.18%, respectively, and the calculated salinity is 35.35%. The opaque daughter minerals are identified to be chalcopyrite, which proves that chalcopyrite has crystallized from hydrothermal fluids with high salinity. This study provides a new determination method for fluid inclusion, and has great significance in analyzing the compositions of solid and liquid phases in fluid inclusions.

fluid inclusions; solid and liquid phase composition; Frozen Transmission Device (Cryotransfer); Scanning Electron Microscope; Energy Disperse Spectroscope

2015-04-29；

2015-07-18； 接受日期： 2015-09-05

國(guó)土資源部金礦成礦地質(zhì)過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(2013011)

楊德平，研究員，從事地質(zhì)礦產(chǎn)及巖石礦物研究工作。E-mail： ydpingyks@sina.com。

0254-5357(2015)05-0550-08

10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.05.009

P571; P575.2

A