楊德平, 舒 磊， 熊玉新, 王 旭, 劉鵬瑞, 劉 智

(1.山東省地質科學研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質過程與綜合利用重點實驗室， 國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室， 山東 濟南 250013； 2.聯(lián)合利華公司開發(fā)部， 上海 200131； 3.美國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.山東省地質科學研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質過程與綜合利用重點實驗室， 國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室， 山東 濟南 250013； 2.聯(lián)合利華公司開發(fā)部， 上海 200131； 3.美國Gatan公司北京辦事處， 北京 100020)

研究流體包裹體中子礦物種類、化學成分及分布特征，對于確定熱液成分和成礦物理化學條件、流體的演化規(guī)律和成礦機制等有非常重要的意義。但目前常用的各種測試研究方法存在測試目的物尋找困難、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。用該方法實測山東鄒平王家莊銅礦流體包裹體液相中Na+、K+、Cl-組分的質量分數(shù)分別為5.85%、3.60%、16.18%，計算的鹽度為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論。本方法為礦物中流體包裹體研究提供了一種新的測試手段。

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試中存在的問題，本次研究嘗試利用掃描電鏡、能譜、冷凍傳輸裝置聯(lián)用的方法測試礦物中流體包裹體中子礦物及液相成分。研究目標是開發(fā)出一套掃描電鏡下測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、測試條件、測試步驟及方法的局限性評價等，實現(xiàn)采用掃描電鏡能譜直接測試小顆粒(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試手段。

1 實驗裝置

根據(jù)實驗目的和設想，采用的儀器由場發(fā)射掃描電鏡、X射線能譜儀、冷凍傳輸設備三部分組成。

1.1 場發(fā)射掃描電鏡

因為要測試流體包裹體液相和細小子礦物成分，應采用具有低束流和高空間分辨率的掃描電鏡。

實驗采用的掃描電鏡型號：Hitachi S-4800場發(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圖譜的采集時間，但會造成圖像漂移而影響分析結果。采用大面積能譜探頭及電子陷阱，能實現(xiàn)低束流低電壓下的高計數(shù)率，可以在保證計數(shù)率的同時減小電子束的作用體積，使測試數(shù)據(jù)真正代表細小子礦物的成分(最小粒度30 nm)。

實驗采用的能譜型號：Oxford Horiba X-max 80 mm2(英國牛津公司)，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?？梢圆杉捷^常規(guī)能譜10倍的X射線計數(shù)，輸入計數(shù)率>500000 cps，采集計數(shù)率>200000 cps，能譜分辨率為Mn Kα<125 eV，C Kα<48 eV。計數(shù)的增加可以有效降低統(tǒng)計誤差，提高定量分析的準確度和效率。

1.3 冷凍傳輸裝置

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

本次研究使用美國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)，配有一個獨立的渦輪分子泵抽真空，真空度可達1×10-6mbar。前處理室內裝有燈管，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，冷阱上部裝有冷臺和防污染板，溫度可分別達到-180℃和-190℃。利用系統(tǒng)控制器可以使其升溫，從而達到控制溫度升華的目的。冷臺和防污染板的溫度由珀熱電阻溫度傳感器測定。前處理室還配置了斷裂刀具，用于切斷樣品露出測試表面。在安全性方面，系統(tǒng)配有電子機械互鎖，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)：實現(xiàn)在冷凍環(huán)境下樣品的切斷及磁控噴鍍，可對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(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)過快速冷凍工作臺冷凍后的樣品保持真空狀態(tài)，并轉移到前處理室和SEM樣品室中。④SEM冷臺模塊(圖1c)：利用低溫氮氣冷卻，內置可控溫加熱器，控制溫度在-185℃～+50℃之間變化。冷臺可以旋轉和傾斜，便于測試和觀察。⑤系統(tǒng)控制器：對冷臺的溫度進行設定和控制。

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

2 樣品采集和測量方法

2.1 實驗樣品及特征

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石。研究發(fā)現(xiàn)王家莊銅礦與國內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，在一定的物理化學條件下沉淀成礦[17]。表明王家莊銅礦早期熱液流體組分復雜，為高鹽度水溶液(NaCl-Fe2O3-CaCO3-KCl-CaSO4)，鹽度(NaCleq)高達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試手段加以證實。

2.2 儀器工作條件

室溫：20～23℃?？焖倮鋬鰷囟龋阂旱鋮s最低至-185℃。冷臺調節(jié)溫度：-185℃～+50℃。

根據(jù)不同類型掃描電鏡性能及測試目標物的特征進行調節(jié)，以達到預期測試效果為宜，一般設定：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數(shù)率的型號，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 測試步驟

首先對樣品進行顯微鏡、冷熱臺、激光拉曼光譜等測試研究，確定需進行掃描電鏡和能譜成分測定的樣品。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行測試。

(1)樣品準備：從待測樣品上敲下一小片，也可事先用切割機切下待測樣品，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)在冷凍前處理室內暴露測試面并鍍膜：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，對冷凍前處理室抽真空；在冷凍前處理室內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行測試：打開冷凍前處理室的倉門，將鍍好膜的樣品送入SEM測試室中與樣品臺楔合的冷臺上，利用內置可控溫加熱器和精確的溫度感應器控制溫度在-185℃到+50℃之間變化；在掃描電鏡下尋找到所測流體包裹體進行觀察、照相和能譜測定。若要測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的溫度使流體升華，使子礦物充分暴露的辦法來實現(xiàn)，這樣處理不會對電鏡腔室真空產(chǎn)生明顯影響。

3 結果與討論

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)和結構?？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試液相成分的要求。當石鹽、鉀鹽及不透明礦物等子礦物暴露于表面時，可以準確測出子礦物的化學成分，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果見圖2d、e和表1。分析結果表明，流體包裹體中存在黃銅礦子礦物(光學顯微鏡下為小于1 μm的不透明礦物)，證明了黃銅礦是從成礦流體中晶出的，同時證實了液相成分體系為H2O-NaCl-KCl。如果照此方法進行大量細致的尋找，會測到更多的子礦物，從而為探討成礦流體的性質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，氣液相物質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 單個流體包裹體液相全組分測試

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于NaCl 的單一溶質或多組分溶質的總濃度以NaCl的質量分數(shù)來表示的濃度。對于鹽水體系(以NaCl-H2O或NaCl-KCl-H2O為主)單個流體包裹體的鹽度，目前主要是采用冷凍法來測定，但實際地質流體成分復雜，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試流體包裹體的液相成分，可測試液相中各種離子態(tài)溶質的含量，但需要預先加熱樣品至包裹體爆裂，冷卻后收集液體測試，為混合液體測試，非單一包裹體的原位測試結果[18-19]。

顯微鏡和冷熱臺測定的鹽度是根據(jù)流體包裹體的冰點溫度換算出來的相當于NaCl的鹽度，不能給出其中所含各種溶質的濃度。本次研究的方法可直接測試原位單個流體包裹體的液相成分，并可換算成鹽度，如在確認含氧離子團的種類后，可將氧的質量分數(shù)換算成水的質量分數(shù)，定量換算總鹽度和各種溶質(如KCl、NaCl)的濃度，這比根據(jù)冷熱臺測試液相冰點溫度換算鹽度更為直接，對于成礦流體組分的確定更詳細和準確。

表1 冷凍后流體包裹體能譜定量分析結果

注：測試單位為聯(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測點的測試結果估算包裹體中液相的鹽度：由于能譜儀不能測出H，且該包裹體中的O應全部存在于H2O中，將O的質量分數(shù)換算成H2O的質量分數(shù)，Si的質量分數(shù)應是受流體包裹體體壁的影響，Pt是鍍膜的影響。

水的質量分數(shù)：18/16×41.67%=46.88%

液相總的質量分數(shù)：H2O+Na+K+Cl

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

=72.51%

=35.35%

有關流體包裹體中氣相組分的測試，以往有四極桿質譜法(QMS)，但需先將流體包裹體加熱至爆裂，收集所放出氣體，測定的是混合氣相的成分，非單個包裹體的原位測試結果[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，就可用能譜直接測試其成分，但受目前最低冷凍溫度和能譜可測試元素的限制，可以預見測試氣相成分難度較大。如下列氣體常壓下冰點溫度分別為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。今后如能將冷凍溫度進一步降低，將有可能測試流體包裹體中氣相組分，可做進一步的實驗研究。

3.4 不透明子礦物和不透明礦物中流體包裹體成分測試

光學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配合，測試透明礦物中流體包裹體的冰點溫度和均一溫度。本次實驗證實了以往研究中的推斷性結論，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際測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，測得的成分信息更接近于礦質沉淀時的熱液成分，對于研究成礦條件更有意義，但以往受測試方法所限，這方面的研究成果較少。本次研究的這套測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有效手段。

3.5 本方法測試過程中的物相穩(wěn)定性及與相關方法的比較

由于在快速冷凍臺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受到影響，也不會有新的子礦物晶出；原來的液相冷凍后成為水和NaCl、KCl等鹽類的水合物，但原溶質相對于水的比例不變，因此不會影響液相成分的測試。

與顯微鏡和冷熱臺測試比較，本方法的優(yōu)點是能夠測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，而且也能測試以離子態(tài)形式存在的溶質。與常規(guī)掃描電鏡和電子探針能譜法比較，優(yōu)點在于流體包裹體中的子礦物和液相不散失，測試目的物更易尋找和確認。與激光拉曼光譜比較，優(yōu)點在于能測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，能測試液相中各種以離子態(tài)形式存在的溶質濃度。與紅外顯微鏡和冷熱臺聯(lián)用法比較，優(yōu)點在于測試各相組分更為準確和直接。與離子色譜法和四極桿質譜法比較，優(yōu)點在于是單一流體包裹體的原位測試，不是混合成分測試，研究對象更有針對性。

與多數(shù)流體包裹體的分析測試方法一樣，本研究方法除具有上述特有的優(yōu)勢外，也有其不足：①包裹體中所測子礦物的空間位置可影響測試結果，由于測試目的物相對于能譜探頭的幾何位置任意，當所測目的物位于空洞較深部位，會影響X射線信號的接收，定量分析誤差會增大，數(shù)據(jù)須進行歸一化處理；②有時可能會受到鍍膜物質成分的干擾；③可測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行測試，因此無法實現(xiàn)諸如在顯微鏡下觀察升降溫過程中相態(tài)的變化過程及冰點溫度和均一溫度，對包裹體中氣相成分的測試也受到較大限制。

4 結論

實驗證明冷凍傳輸裝置、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和準確，如除能測定總鹽度外，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，本方法也可用于測試不透明礦物中的流體包裹體固液相，具有較好的應用前景，同時拓展了掃描電鏡和冷凍傳輸設備的應用領域。對于研究成礦流體的產(chǎn)生機制、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，審稿專家進行了詳細的審閱并提出了寶貴意見，在此表示衷心的感謝！

[1] 盧煥章,范洪瑞,倪培等編著.流體包裹體[M].北京：科學出版社，2004:1-2.

Lu H Z,Fan H R,Ni P,et al.Fluid Inclutions[M].Beijing:Science Press,2004:1-2.

[2] 謝玉玲,徐九華,楊竹森,等.銅官山銅礦床矽卡巖礦物中流體包裹體及子礦物的掃描電鏡研究[J].礦床地質,2004,23(3):375-382.

Xie Y L,Xu J H,Yang Z S,et al.SEM/EDS Study of Daughter Minerals of Fluid Inclusions in Garnet and Diopside from Tongguanshan Copper Deposit[J].Mineral Deposits,2004,23(3):375-382.

[3] 劉玄,范宏瑞,胡芳芳,等.江西德興斑巖銅鉬礦床流體包裹體子礦物SEM-EDS研究及其對成礦流體性質的制約[J].巖石學報,2011,27(5):1397-1409.

Liu X,Fan H R,Hu F F,et al.SEM-EDS Investigation of Daughter Minerals of Fluid Inclusions at the Dexing Porphyry Cu-Mo Deposit,Jiangxi Province,China[J].Acta Petrologica Sinica,2011,27(5):1397-1409.

[4] 范宏瑞,謝奕漢,王英蘭.掃描電鏡下流體包裹體中子礦物的鑒定[J].地質科技情報,1998,17(增刊):111-117.

Fan H R,Xie Y H,Wang Y L.Determining Daughter Minerals in Fluid Inclusions under Scanning Electron Microscope[J].Geological Science and Technology Information,1998,17(Supplement):111-117.

[5] Kouzmanov K,Pettke T,Heinrich C A.Direct Analysis of Ore-precipitating Fluids:Combined IR Microscopy and LA-ICP-MS Study of Fluid Inclusions in Opaque Ore Minerals[J].Economic Geology,2010，105(2):351-373.

[6] Riehards J P,Kerrieh R.Observations of Zoning and Fluid Inclusions in Pyrite Using a Transmitted Infrared Light Microscopy (λ≤1.9 μm)[J].Economic Geology,1993,88:716-723.

[7] Ayora C,Fontarnau R.X-ray Microanalysis of Frozen Fluid Inclusions[J].Chemical Geology,1990,89:135-148.

[8] Schmidt C,Martin A Z.In-situ Raman Spectroscopy of Quartz：A Pressure Sensor for Hydrothermal Diamond-anvil Cell Experiments at Elevated Temperatures[J].American Mineralogist,2000,85:1725-1734.

[9] Moritz R.Fluid Salinities Obtained by Infrared Micro-themometry of Opaque Minerals:Implications for Ore Deposit Modeling—A Note of Caution[J].Journal Geochemical Exploration,2006,89:284-287.

[10] 孫青,曾貽善.單個流體包裹體成分無損分析進展[J].地球科學進展,2000,15(6):673-678.

Sun Q,Zeng Y S.Development of In-situ Analysis of Individual Fluid Inclusions[J].Advance Earth Sciences,2000,15(6):673-678.

[11] 張敏,張建鋒,李林強,等.激光拉曼探針在流體包裹體研究中的應用[J].世界核地質科學,2007,24(4):238-244.

Zhang M，Zhang J F，Li L Q,et al.The Application of Laser Raman Microprobe to the Study of Fluid Inclusion[J].World Nuclear Geoscience,2007,24(4):238-244.

[12] 何謀春,張志堅.顯微激光拉曼光譜在礦床學中的應用[J].巖礦測試,2001,20(1):43-47.

He M C,Zhang Z J.The Application of Laser Raman Microspectroscopy to Study of Mineral Deposits[J].Rock and Mineral Analysis,2001,20(1):43-47.

[13] 謝玉玲,侯增謙,徐九華,等.藏東玉龍斑巖銅礦床多期流體演化與成礦的流體包裹體證據(jù)[J].巖石學報,2005,21(5):1409-1415.

Xie Y L,Hou Z Q,Xu J H,et al.Evolution of Multi-stage Ore-forming Fluid and Mineralization:Evidence from Fluid Inclusions in Yulong Porphry Copper Deposit,East Tibet[J].Acta Petrologica Sinica,2005,21(5):1409-1415.

[14] 楊志明,謝玉玲,李光明,等.西藏岡底斯斑巖銅礦帶成礦流體的掃描電鏡(能譜)約束——以驅龍和廳宮礦床為例[J].礦床地質,2006,25(2):147-154.

Yang Z M,Xie Y L,Li G M,et al.SEM/EDS Constraints on Nature of Ore Forming Fluids in Gangdese Porphyry Copper Belt:Case Studies of Qulong and Tinggong Deposits[J].Mineral Deposits,2006,25(2):147-154.

[15] 單強,牛賀才.掃描電鏡-能譜在單個包裹體物質組成研究中的應用[J].巖石學報,2000,16(4):711-714.

Shan Q,Niu H C.Studying of the Composition of the Single Fluid Inclusion Using Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive Analysis[J].Acta Petrologica Sinica,2000,16(4):711-714.

[16] 謝玉玲,衣龍升,徐九華,等.岡底斯斑巖銅礦帶沖江銅礦含礦流體的形成和演化:來自流體包裹體的證據(jù)[J].巖石學報,2006,22(4):1023-1030.

Xie Y L,Yi L S,Xu J H,et al.Charateristics of Ore-forming Fluids and Their Evolution for Chongjiang Copper Deposit in Gangdise Porphyry Copper Belt,Tibet:Evidence from Fluid Inclusions[J].Acta Petrologica Sinica,2006,22(4):1023-1030.

[17] 劉鵬瑞,熊玉新,馬曉東,等.山東鄒平火山巖盆地銅多金屬礦SHRIMP鋯石U-Pb和輝鉬礦Re-Os年齡[J].地質通報,2013,32(10):1621-1630.

Liu P R,Xiong Y X,Ma X D,et al.SHRIMP Zircon U-Pb and Molybdenite Re-Os Age of the Copper Polymetallic Deposit in Zouping Volcanic Basin,Shandong Province[J].Geological Bulletin of China,2013,32(10):1621-1630.

[18] 楊志明,謝玉玲,李光明,等.西藏岡底斯斑巖銅礦帶廳宮銅礦床流體包裹體研究[J].礦床地質,2005,24(6):584-594.

Yang Z M,Xie Y L,Li G M,et al.Study of Fluid Inclusions from Tinggong Porphyry Copper Deposit in Gangdese Belt,Tibet[J].Mineral Deposits,2005,24(6):584-594.

[19] 盧煥章,郭迪江.流體包裹體研究的進展和方向[J].地質論評,2000,46(4):385-392.

Lu H Z,Guo D J.Progress and Trends of Researches on Fluid Inclusions[J].Geological Review,2000,46(4):385-392.

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

國土資源部金礦成礦地質過程與資源利用重點實驗室開放課題(2013011)

楊德平，研究員，從事地質礦產(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