李曉東，張艷，韓潤生，王磊，吳建標，成功

昆明理工大學、有色金屬礦產地質調查中心西南地質調查所，昆明，650093

內容提要: 流體包裹體是近年來研究地質流體，尤其是成礦流體的關鍵途徑，各種與之相關的測試技術與方法及理論成果日新月異。流體包裹體研究不僅可以獲得成礦流體的物理化學條件，還可以示蹤成礦物質來源與組成，為識別礦床類型、構建成礦模式提供直接證據。筆者等從流體包裹體巖相學、均一溫度與鹽度、成分分析、pH測試與計算、P—V—T—x狀態(tài)方程、熱液金剛石壓腔及其在礦床學上的應用7個方面對流體包裹體的研究與發(fā)展進行全面的梳理。首先，系統(tǒng)總結了近年來流體包裹體各方面的最新研究進展和發(fā)展趨勢，分析了流體包裹體成分測試中存在的主要問題，為其發(fā)展提供了一定的方向性；其次對各類礦床的成礦流體和流體包裹體特征進行了歸納整理，對分析礦床的成因類型具有重要意義；最后，提出了流體包裹體在礦床學研究中的發(fā)展方向。

成礦作用(成礦物質來源、成礦物質遷移、成礦元素的沉淀)離不開地質流體，可以說沒有流體就沒有礦床。因此，地質流體始終是研究的重點，而成礦流體則是地質流體研究的主要方面，它對于解決成礦物質來源、流體運移和沉淀機制等問題起著至關重要的作用(韓英等，2013；倪培等，2014)。通過研究礦物中流體包裹體的形態(tài)、成因、成分、物相、熱力學性質的變化，獲取地質過程中成礦流體的溫度、壓力、化學組成、流體來源等物理化學參數，從而查明成礦流體的性質，闡釋成礦過程中流體的行為和作用，進而恢復地質環(huán)境，解釋成礦過程及條件，最終指導找礦勘查。因此，熱液型金屬礦床的成礦模式就是成礦流體的來源、遷移及沉淀模式(倪培等，2014)，流體包裹體研究很早就被應用到礦床學研究中，并且由于它能夠提供直接的成礦流體的基本信息，因而現已經成為礦床學研究中一個不可或缺的工具。國內外學者在成礦流體與成礦機制研究方面取得了很多成果，獲取了成礦作用過程的關鍵性證據：諸如成礦過程是流體的單一冷卻，還是相分離，或者流體混合作用等問題，為建立流體成礦模式提供最直接的證據(Fan Hongrui et al.，2003；盧煥章，2008；Xu Jiuhua et al.，2008；Chen Yanjing et al.，2009；倪培等，2014)。

21世紀以來，隨著測試設備和技術方法的不斷進步和完善，流體包裹體研究的技術和方法得到了快速發(fā)展和充分完善，并廣泛應用于礦床學、巖石學、寶石學、油氣地質、天體地質、構造地質、環(huán)境地質、古氣候等諸多地質相關領域(盧煥章等，2000，20041～10；劉斌，20052～10；樊馥等，2015)。筆者等將從流體包裹體巖相學、均一溫度與鹽度、成分分析、pH測試與計算、P—V—T—x狀態(tài)方程、熱液金剛石壓腔及其在礦床學上的應用等7個方面對流體包裹體的研究與發(fā)展做全面的梳理。希望能展現流體包裹體各方面的研究現狀和主要分析技術，提供成礦流體和成礦理論研究的方法和思路，最后展望了流體包裹體未來的發(fā)展方向。

1 流體包裹體巖相學

流體包裹體巖相學是流體包裹體研究的基礎和前提。其基本內容包括：樣品的采集與制備(包裹體片有對應的光薄片及手標本)，確定礦物生成順序(宏觀與微觀相結合)，包裹體的鑒定(成分與相，原生與次生)，包裹體的觀察(鏡下觀察生成后的變化情況)等。在流體包裹體研究中，十分重視選擇什么樣的流體包裹體去進行顯微測溫和成分分析，而原生流體包裹體往往是分析測試的首選對象，從而導致原生與次生流體包裹體的區(qū)分成了研究的難點(盧煥章，2014)。事實上，可通過下述方法區(qū)分二者：礦物生成順序反推法、礦物單個晶體或晶體生長帶法、陰極發(fā)光法、流體包裹體分布法。

隨著分析測試技術的不斷發(fā)展，掃描電子顯微鏡配合陰極發(fā)光(SEM—CL)技術已成為流體包裹體巖相學觀察中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，SEM—CL對研究礦物生長過程中的原生及次生結構具有無法替代的作用。以流體包裹體最主要的寄主礦物石英為例，研究者通過陰極發(fā)光可以有效揭示同一石英樣品中可能包含的多階段生長結構，并據此判別包裹體在不同階段石英中捕獲的先后關系，實現對流體演化過程的精細刻畫。僅利用傳統(tǒng)光學顯微鏡往往是極難獲取這些信息的。例如，Liu Zheng等(2021)根據陰極發(fā)光和穿切關系，推斷石英世代及其在含硫化物石英脈內沉淀的相對性。在單個石英顆粒中，核部帶為A世代不含金石英、中間帶為B世代含少量硫化物石英、遠端帶及裂隙中為C世代富硫化物石英，其陰極發(fā)光依次呈白色、淺灰色及暗灰色。只有在C世代石英中，含碳量較高的包裹體與富液相氣液兩相流體包裹體和硫化物共存，溫度與鹽度測量表明C世代石英記錄的流體不混溶作用是金和硫化物初始沉淀的主要原因。Pan Junyi等(2019)通過對華南某巨脈型鎢礦床的黑鎢礦及石英進行陰極發(fā)光成像、紅外顯微測溫等分析方法，在共存的黑鎢礦和石英中至少識別出4個連續(xù)的流體包裹體世代，其中2個世代與黑鎢礦沉淀有關。顯微測溫結果反映了黑鎢礦與石英共存沉淀過程中流體溫度和鹽度的變化，據此認為黑鎢礦包裹體并不比石英包裹體顯示出更高的均一溫度或鹽度。

2 流體包裹體均一溫度和鹽度

2.1 流體包裹體均一溫度

通過對礦物中的包裹體進行均一溫度和鹽度的測試和估算，可以確定原始流體捕獲時的溫度，判斷原始流體捕獲時的狀態(tài)，包括捕獲自均勻體系還是不混溶體系，是否為飽和溶液等(盧煥章，2011b)。目前常規(guī)的測溫方法包括均一法和爆裂法，其中均一法是包裹體測溫的基本方法(盧煥章，2004172～186)。受礦物透明度及分析測試技術的限制，起初地質學界在研究金屬礦床的流體包裹體時，只能選擇部分透明—半透明的伴生礦物的包裹體進行測試來推測礦石形成的溫壓條件及成分組成，但是這些透明礦物在成因上與礦石缺乏充分的、直接相關的證據，這對于運用流體包裹體研究礦石礦物形成的溫壓條件產生了很大的困難(韓潤生等，2016)。

1984年，Campbell 等(1984，1990)自行組裝了第一臺應用于地質學方面的紅外光學顯微鏡，實現了對不透明—半透明礦物內部結構和流體包裹體的紅外光學成像研究。劉艷榮等(2019)通過對內蒙古二道河子鉛鋅銀多金屬礦床中不同成礦階段的閃鋅礦進行紅外顯微測溫，發(fā)現閃鋅礦的3個世代可以與脈石礦物石英中的流體包裹體所記錄的3次流體活動相對應，推測它們形成于同一物理化學條件，捕獲于同一成礦流體，但閃鋅礦流體包裹體能更直觀而細致地勾勒出成礦流體的演化過程。類似的，周云等(2021)對湖南錫田鎢錫多金屬礦床黑鎢礦及錫石進行了紅外顯微測溫，發(fā)現黑鎢礦中發(fā)育流體—熔體包裹體，均一溫度最高可達760℃，表明成礦流體具有高溫、高鹽度和富CO2等特征。由此說明，即使是共生的透明脈石礦物可能也無法為礦床研究提供可靠依據，更加體現了礦石礦物中流體包裹體研究對礦床成因研究的重要性(李芳等，2012；章雨旭，2006)。因此，研究成礦流體及成礦過程要以礦石礦物中流體包裹體反映的信息為準。除此之外，紅外光學顯微鏡還可應用于礦物晶體生長過程中包裹體的觀察，Zou Jiaonan 等(2021)通過紅外顯微鏡對碲鋅鎘晶體中的條紋狀花樣進行了觀察，探討了晶體生長參數與條紋形成的相關性，結果表明包裹體條紋與周期性溫度變化有關。

經過多年的技術發(fā)展及國內外眾多學者的不斷努力，目前可用紅外顯微測溫進行研究的礦物有深色閃鋅礦、黃鐵礦、輝銻礦、黑鎢礦、輝鉬礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、赤鐵礦、硫砷銅礦、深紅銀礦、車輪礦、錫石、黑錳礦、金紅石及黝銅礦等(李芳等，2012；劉艷榮等，2019；周云等，2021)。

2.2 流體包裹體鹽度

鹽水溶液是最常見的地質流體之一，包裹體中鹽度[ω(NaCleq)]信息與均一溫度一樣，是進行流體活動分析的主要依據，對相關地質作用過程至關重要(劉顯等，2020)。作為流體包裹體重要參數之一的鹽度，是指以鹽水為主的單個流體包裹體中相當于NaCl的單一溶質或多組分溶質的濃度之和(張敏等，2007)。目前，最廣泛的流體包裹體鹽度分析技術是顯微測溫。該技術應用的主要方法為冷凍法，是一種常見的不破壞流體包裹體結構的研究方法，是研究包裹體鹽度與流體體系(成分)的一種基本方法。該方法的理論基礎是稀溶液的冰點下降數值與溶質的種類及性質無關，而取決于溶質的摩爾濃度(盧煥章等，2004201～204)。其原理是根據所捕獲的流體包裹體在低溫冷凍狀態(tài)下相態(tài)的改變，獲得溫度數據，并與已知的流體體系對比，進而得到鹽度及成分。

3 流體包裹體成分分析

3.1 流體包裹體成分分析的主要方法

近年來，測試技術仍在不斷發(fā)展，流體包裹體溫度和鹽度測試技術較為成熟(Heinrich et al.，2003；Steele-Macinnis et al.，2011，2016)，目前提取包裹體成分的方法主要有兩種，一種是針對群體包裹體的壓碎或爆裂—萃取法，另一種是單個流體包裹體成分信息的直接獲取，二者比較而言，單個流體包裹體成分信息具有明確的可識別性，對多期次的流體演化研究具有不可替代的作用(付樂兵等，2015)。就目前的研究狀況總體而言，應該十分謹慎應用群體流體包裹體成分分析，當不同世代的多相流體包體共生時，應該用單相的同世代的流體包裹體。

3.2 單個流體包裹體的非破壞性分析

激光拉曼探針(LRM)是一種非破壞性測定物質分子成分的微觀分析技術。物理學家拉曼(Raman)在1928年首先發(fā)現并系統(tǒng)研究了拉曼光譜，但由于沒有理想的光源，拉曼譜學的發(fā)展受到了極大的限制。隨著激光光源和信號處理技術的發(fā)展，到20世紀70年代，激光拉曼探針作為一項非破壞性微區(qū)分析技術已經滲入到地學研究的各個領域，尤其是在礦物巖石和流體包裹體研究領域得到了廣泛的應用(陳勇等，2009)。LRM分析技術可以快速、準確、無損地實現對單個流體包裹體(>1 μm)的定性分析，并可以對包裹體的部分流體成分進行相對定量的分析(張敏等，2007)。

澳大利亞學者Mernagh 等(1989)在總結前人經驗的基礎上，提出了利用激光拉曼光譜確定單個流體包裹體鹽度的方法。實驗采用拉曼光譜對不同濃度的鹽水溶液進行實時原位觀察，發(fā)現不同濃度的鹽水溶液的拉曼光譜圖像存在一定的斜率偏差，且二者具有良好的相關性，可以根據擬合直線，結合NaCl和KCl水溶液鹽度的拉曼參數計算經驗公式來得出包裹體的鹽度(呂新彪等，2001)。因此，用LRM技術測定鹽水包裹體的鹽度是一種行之有效的方法。劉顯等(2020)通過對某黑鎢礦的熱液方解石進行顯微測溫及LRM分析，發(fā)現這兩種分析方法測定的流體包裹體鹽度誤差小于5%，進一步證實了LAM分析技術在流體包裹體鹽度測定方面的作用。

拉曼探針目前存在的問題：①拉曼圖譜解析問題，目前世界上尚無統(tǒng)一的、標準的、可供對比使用的拉曼譜圖，尤其是流體標樣；②定量化研究問題，拉曼光譜定量化研究主要由拉曼譜圖的特征參數計算而來，因此，只能求出各相態(tài)中不同分子的相對含量。③熒光干擾問題，由于拉曼散射光極弱，而熒光的強度往往比拉曼散射光強度強得多，以致于一些比較弱的拉曼光譜被熒光所屏蔽。④由于分析時每臺儀器有不同的參數，所以數據在不同的實驗室之間不能直接比較，從而在應用上造成了較多的麻煩。

3.3 單個流體包裹體的破壞性分析

獨立封存的單個流體包裹體，能夠準確地反演被捕獲時期的流體信息。激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀(LA-ICP-MS)是單個流體包裹體成分微區(qū)分析的重要工具，具有原位、實時、高空間分辨率、高保真等優(yōu)點。該方法被用于流體包裹體的研究以來，已經在成礦元素來源及分配、成礦流體來源及特征、建立成礦模式等方面取得了廣泛成果。該方法主要應用于以下3方面。

(1)為地質流體包裹體的成分分析建立方法并提供內標。孫小虹等(2013)通過對人工流體包裹體進行LA-ICP-MS測試分析，初步建立了LA-ICP-MS分析鹽類礦物單個流體包裹體化學組成的分析方法流程以及包裹體中8種常見元素K、Ca、Mg、Sr、Rb、B、Li和Br的校準曲線，并測定了羅布泊鹽湖石鹽和石膏的流體包裹體化學組成。Ni Wenshan 等(2021)選用Ag109作為內標同位素，采用基體匹配的多外標結合內標校正策略，建立了鉛火法在LA-ICP-MS測定地球化學樣品中超痕量Au、Pt和Pd的新方法，降低了LA-ICP-MS的分析誤差和不穩(wěn)定性。

(2)直接獲得單個流體包裹體中元素組成及含量，如金屬元素的含量指示成礦流體的演化，為探討成礦機制及找礦提供重要的依據，Chen Peiwen 等(2019)測定的華北克拉通北部大蘇集斑巖鉬礦多期巖脈中的流體包裹體成分顯示，流體中Sr與Na、Ca，K與Pb、Ba含量呈正相關關系，說明絹云母化過程對成礦流體組成有較大影響。因此，流體包裹體反映的流體特征也可判斷礦化類型。

(3)QMS階梯式破碎技術與傳統(tǒng)地球化學技術結合在成礦過程研究中的作用?；谥鸩椒鬯檫^程中四極桿質譜儀(QMS)測量的氣體化學與拉曼光譜獲得的同一樣品中次生包裹體(SFIs)和原生包裹體(PFIs)的預期特性之間的良好一致性，認為以往的研究通過不同破碎階段釋放氣體的40Ar/39Ar年齡與其他方法測定的最可能對應的地質事件相一致，驗證了不同熱液礦物中氣體釋放的一般規(guī)律。Xiao Ming 等(2021)將緩階破碎技術應用于湘南瑤崗仙鎢礦床，PFIs代表了從花崗質巖漿中溶解出來的巖漿熱液流體，但與之相比，礦石礦物PFIs具有相對較高的He含量，指示來自非巖漿地殼流體的貢獻，提出巖漿熱液與變質沉積巖的流體—巖石相互作用對該礦床W—Sn沉淀具有重要的促進作用。

目前存在的問題：①激光剝蝕宿主礦物表面時，瞬時溫度(高達10000℃)的急劇變化極易引起包裹體出現裂隙或爆裂導致流體泄露；②由于背景污染小及透明易觀察的優(yōu)點，脈石礦物石英流體包裹體被大量研究；③大多數原生流體包裹體體積小、物質含量少，容易導致低于檢測限，分析信號弱，誤差大等問題；④單個包裹體存在于大多數礦物中，其個性差異較大，選取合適的包裹體是進行成分分析的基礎。因此提高單個流體包裹體分析成功率、降低小體積流體包裹體元素檢出限、測定礦石礦物流體包裹體成分等成為該分析技術亟待解決的問題(郭偉等，2020)。

4 流體包裹體pH測試和計算

金屬元素在各種流體中的富集、運移、沉淀機制歷來是進行成礦流體研究的必要課題。pH值不僅能反映成礦流體的性質，也是研究成礦流體及元素遷移沉淀的最佳方法(張艷等，2017)。水鹽體系及含水的氣液包裹體是研究成礦熱液的重要標本，包裹體中古流體的pH值對于進一步認識成礦機制有著重要意義甚至決定作用。但是，由于自然界包裹體的微小尺度，如何準確、快速測定流體包裹體中的pH值一直是包裹體研究領域中的難題(韓吟文等，200380～100)。

國內外眾多專家學者對各種地質條件下的水鹽體系進行了pH值測定與計算機的模擬實驗，并建立了相關的數學模型。前人已經建立了包含pH計算的模型或給出計算公式的流體體系有：超臨界狀態(tài)下鹽水和二氧化碳的混合物、H2O、H2O—CO2、NaCl—H2O、CO2—H2O—NaCl及飽和CO2溶液等(Schaef and Mcgrail，2005；Li Dedong and Duan Zhenhao，2007；Garcia-Gonzalez et al.，2010；劉斌，2011；Cheng Peng et al.，2013)。張月沙等(2015)對重要的流體包裹體系的pH值計算模型進行系統(tǒng)歸納，并給出相關體系精確的計算程序。

除此之外，在流體pH的理論研究與相關高溫高壓實驗方面也有一些進展，蘇根利等(2009)認為高溫高壓下水流體的pH值是影響礦物—水流體相互作用平衡和動力學過程的一個重要參數。確定高溫高壓流體pH的方法主要包括電位勢測量、化學分析與熱力學計算及電導率方法。利用高溫淬火水的化學分析和常溫下pH的測量，通過求解絡合反應質量平衡與所有組分質量平衡的聯(lián)立方程，來計算指定溫度壓力下pH值和水溶液種類的分布，是獲得高溫pH值的另一個重要而常用的方法，但熱力學數據中的數值誤差和不確定性以及分析誤差能夠影響計算出的高溫溶液的pH值的精度。類似的，潘君屹等(2013)使用IH核磁共振光譜儀對不同pH人工合成包裹體進行測試，結果顯示，經過校正后的位移量可作為測算流體包裹體中pH的參數，且使用IH核磁共振測定包裹體中水溶液pH有很強的可行性。

5 流體包裹體示蹤流體P—V—T—x性質

利用流體的狀態(tài)方程可以描述自然界中包裹體流體的壓力、體積、溫度和組成(P—V—T—x)之間的函數關系。國內外學者通過實驗模擬及理論研究對不同流體體系的狀態(tài)方程進行了歸納總結，提出了大量適用于各種地質條件下的流體狀態(tài)方程，提供了寬廣的溫度壓力范圍和多樣的流體體系，從而在進行流體包裹體的熱力學計算時，能更準確地確定流體所反映的地質信息。

近年來，國內外學者運用動態(tài)實驗模擬及理論計算對各種地質流體的狀態(tài)方程進行了大量研究。段振豪等先后進行了超臨界流體熱力學函數的理論計算研究及其在地質流體中的應用、各種地質流體狀態(tài)方程的歸納與總結、高溫高壓下H2O—CO2—NaCl體系石英溶解度模型研究及CH4、H2S、CO2等氣體在水溶液中的溶解度模型研究等一系列工作，取得了突破性的成果(孫睿等，2000；Hu Jiawen et al.，2006；Qin Junfeng et al.，2010；段振豪，2010；段振豪和衛(wèi)清，2011；衛(wèi)清等，2012)。在此之后，史蘭蘭(2012)模擬計算了H2O、NaCl—H2O及CO2—H2O—NaCl體系包裹體的一些熱力學性質，解決了三元體系CO2—H2O—NaCl包裹體的鹽度問題，并用Fortran95編制了H2O、H2O—NaCl和CO2—H2O—NaCl包裹體的一些熱力學性質的在線計算程序；任彩霞等(2015)采用動態(tài)模擬實驗研究了鹵水NaCl—H2O體系不同鹽度、pH對砂巖中銅元素的活化遷移作用，這有助于分析研究含銅鹵水的運移、富集及沉淀機制；章佳(2020)建立了CO2—CH4—N2體系的亥姆霍茲(Helmholtz)自由能形式狀態(tài)方程，很好重現該體系的P—V—T—x和氣—液相平衡(VLE)實驗數據，有效溫度和壓力高達673K和100 MPa；類似的，鄭景旭(2020)建立了一個新的Helmholtz自由能狀態(tài)方程，不僅可以計算純流體N2、O2和Ar的P—V—T和VLE性質，還可以預測不同溫壓下N2—O2—Ar混合流體的P—V—T—x和VLE性質；Roman(2019)提出了一種非立方多參數熱狀態(tài)方程(EoS)，能夠準確地再現量子流體(N2、CO、CH4、CO2、CH3OH、H2O、H和He)的高壓/高密度區(qū)壓力等溫線的冪律上升；Li Xinghui 等(2020)對H2O—NaCl—CO2三元混合體系開展了熱力學模擬和石英溶解度計算研究，系統(tǒng)正演了H2O—NaCl—CO2體系流體在300～500℃、0.001～3500MPa范圍內不同P—V—T—x下的相行為、流體密度以及NaCl和CO2在各相流體中的含量，構建了石英在該系統(tǒng)中的溶解度模型。

除了這些方面外，大部分學者對前人的模型和數據進行了評價或者誤差分析，使以往的狀態(tài)方程有了更準確的表達方式或應用條件，提高了狀態(tài)方程在地質流體及地質過程研究中的準確度。于丹丹(2014)對水的臨界溫度以下CO2—H2O混合物的9組未被評價的P—V—T—x實驗數據進行精度和一致性的評價；王向輝(2016)計算和分析了各個狀態(tài)方程在理論和實驗臨界溫度及其鄰近溫度下的等溫線上的體積偏差，為臨界區(qū)的熱力學計算選擇適當的方程或改進狀態(tài)方程對臨界現象的表達提供有益的參考。胡慶成等(2017)分析了CO2—H2O體系的P—T—V—x性質的研究進展，認為CO2—H2O體系在高壓(P>120 MPa)、低溫和高溫(T>573.15 K)、低壓下的P—V—T—x實驗數據缺乏，嚴重限制了其現有EoS的預測能力和進一步發(fā)展。

6 金剛石壓腔與石英毛細管及拉曼光譜儀聯(lián)用

地質流體的活動范圍幾乎涵蓋了地球的各個圈層，對于一些涉及到極端高壓環(huán)境的流體過程和產物，利用金剛石壓腔還原形成時的溫壓條件是必不可少的研究手段；而對于部分極難獲取樣品的深部地質過程，也可以通過金剛石壓腔在實驗室內進行模擬和反演。國內外學者利用熱液金剛石壓腔與石英毛細管及拉曼光譜儀聯(lián)用技術在包裹體觀測和水熱實驗模擬方面取得了一系列重要進展(倪培等，2021)。

針對自然界巖漿熱液系統(tǒng)及稀土礦床中存在異常富硫酸鹽流體的現象，Cui Hao等(2020)利用熱液金剛石壓腔研究了Na2SO4—SiO2—H2O和Na2SO4—Nd2(SO4)3—SiO2—H2O體系的高溫行為，模擬發(fā)現石英的存在顯著改變了硫酸鈉的溶解性質，并預測對于稀土而言硫酸根離子比氯離子更容易絡合，真實地質環(huán)境中稀土離子可以被富含硫酸鹽的流體有效運輸。與此同時，在金屬元素運移及流體分子結構方面，Foustoukos(2016，2019)通過一系列的熱液金剛石壓腔實驗及拉曼光譜原位檢測，研究了陰離子和陽離子對高溫高壓流體分子結構的影響，以及在高溫高壓條件下，水合程度與溶質的形態(tài)和濃度的關系。隨后又研究了Os和Ir在鹽水和氧化性熱液中的遷移率隨流體pH的變化。在礦物晶體生長方面及儲層研究方面，Victoria等(2018)在480 ～ 700℃、220 ～ 960 MPa的水熱金剛石壓腔中，對典型花崗質成分的H2O飽和熔體以及富集鋰的花崗質熔體的結晶動力學進行了實時實驗研究，證實了硅酸鹽熔體在共存水相存在下形成的晶體迅速結晶。實驗結果突出了水作為介質對Si、Al、Na、K等必需元素從硅酸鹽熔體中向新形成的晶體輸送的重要作用，為微晶偉晶巖的結晶提供了重要的見解。Zhang Shanming 等(2017)對四川盆地東北部深層碳酸鹽巖儲層在高溫和高壓條件下的近平衡碳酸—流體相互作用進行原位拉曼分析，揭示了孔隙的保存機制，這對于深部儲層的進一步勘探具有指示作用。

7 流體包裹體研究在礦床學上的應用

流體包裹體作為成巖、成礦流體真實情況的記錄者之一，對于揭示成礦流體的來源、特征、演化及成礦元素的來源與沉淀機制，以及判斷礦化類型與礦床成因都有著重要作用。

7.1 成礦流體來源、特征及演化

成礦流體的來源是國內外學者在礦床學研究中最基本的問題之一。包裹體成分中的部分微量元素能反演出流體的來源信息，因此通過對微量元素的含量進行分析測試可以很好地判斷流體來源。Fusswinkel 等(2017)研究了印度Pampalo造山型金礦中多期石英包裹體中微量元素組成，表明早期富集Au的變質流體來源于含金生油巖。在單個礦床內，脈石礦物與礦石礦物可能指示成礦流體來自不同的源區(qū)，如晴隆大廠銻礦床中形成輝銻礦和螢石的成礦流體就有著不同的來源(蘇文超等，2015)。除微量元素外，流體包裹體中的傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素也能指示成礦流體的源區(qū)信息。劉寶山等(2021)對爭光金礦床流體包裹體中S同位素及He、Ar同位素組成進行測試表明，成礦流體既有地殼流體組成，又有地幔流體的參與，且在上升過程中又有少量大氣降水加入；利用氯同位素在流體包裹體或礦物中的分餾機制也可以示蹤熱液成礦系統(tǒng)中的流體演化，Liu Xi 等(2021)估算了礦物(磷灰石族礦物、白云母、金云母、透閃石、蛇紋石、白云母和金屬鹵化物)與成礦流體之間的氯同位素分餾，以δ37Cl值制約熱液流體的起源和演化。

而流體包裹體的顯微測溫則可以分析成礦流體的變化規(guī)律，與穩(wěn)定同位素測試相結合分析成礦流體的演化系統(tǒng)。Sun Qingfei 等(2021)對多寶山礦田正光礦床的研究表明，流體包裹體及同位素指示了兩個不同的流體演化系統(tǒng)，既有初始巖漿源，又有后期大氣降水的侵入。胡換龍等(2021)探討了焦家金礦成礦流體的時空演化特性，對不同期次、不同深度石英脈中的包裹體進行測溫以及成礦流體特征垂向對比研究，認為焦家金礦成礦流體與其它膠東金礦成礦流體特征的演化過程一致，且在縱深450 m剖面上保持不變。

7.2 成礦物質來源、沉淀及成礦機制

成礦期內不同成礦階段的流體包裹體中的元素組成、溫度、壓力等信息，能有效探討成礦物質的來源和沉淀機制。天寶山鉛鋅礦床的流體包裹體和C、H、O、S、Pb、Sr同位素研究表明，成礦物質主要來自于蓋層沉積巖和基底地層(王海等，2021)。除此之外，流體包裹體中一些金屬元素與非金屬元素含量比值的變化也可以進行物質來源的判斷，Liu Heqing 等(2018)對北衙金礦中多期次的脈石礦物包裹體進行了元素含量的測定，發(fā)現其元素含量比值基本沒有變化，與巖漿演化的早期具有一致性，表明其成礦流體未被后期稀釋，可以判斷該礦床金屬元素的沉淀是由流體冷卻主導的。

利用流體包裹體研究熱液礦床的成礦流體—成礦機制是目前應用廣泛且有效的方法之一。鄔斌等(2020)認為贛南安前灘鎢礦床在巖漿晚期或巖漿—熱液過渡階段就發(fā)生了鎢的初步富集，且含礦石英脈中黑鎢礦包裹體均一溫度和鹽度普遍高于共生石英，表明黑鎢礦的沉淀早于共生石英，流體混合作用可能是黑鎢礦沉淀的主要機制。Zhang Xiangfei 等(2021)發(fā)現秀瓦庫鎢鉬礦床白鎢礦的形成以流體冷卻為主，且根據流體包裹體特征推斷在鎢沉淀過程中Ca供應不足。

由單相變成兩相或更多相的相分離是造成礦床沉淀的一種有效機制(池國祥和盧煥章，1991)，并且廣泛存在于各種各樣的熱液中，因此研究元素在不同相中的分配是探討成礦過程的基礎，除此之外，成礦流體的相分離還可以作為估計其壓力的依據，并且有助于找礦預測(盧煥章，2011b)。如藏東玉龍斑巖多期巖漿熱液Cu—Mo礦床流體包裹體成分測試結果證明，在成礦流體為單相流體時，Mo元素開始沉積，而當成礦流體發(fā)生相分離后，金屬Cu才從鹵水相中開始大量沉淀(Chang Jia et al.， 2018)。

7.3 礦床成因及類型與找礦勘查

流體包裹體的研究能夠作為礦床類型的劃分依據之一。前人對各種類型的礦床中包裹體的特征進行了分析總結，考慮以流體包裹體特征與礦床地質相結合的方式，將流體包裹體作為確定熱液礦床次級類型的主要依據之一(陳衍景等，2007；盧煥章，2011a1～35)。Cui Kai 等(2021)對那木鉬礦床的成礦流體進行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現成礦流體的演化趨勢基本為從高溫到低溫、從高鹽度到中鹽度再到低鹽度。含礦流體來源于富揮發(fā)分巖漿的出溶，壓力下降導致的熱液沸騰可能導致Mo沉淀。結合蝕變、礦化和流體特征認為，那木鉬礦床是與燕山期巖漿活動有關的斑巖型礦床。通過對流體包裹體進行顯微測溫、成分及穩(wěn)定同位素等綜合分析，高亞龍等(2021)認為萑香洼金礦為早白堊世區(qū)域巖石圈減薄、伸展環(huán)境下形成的“克拉通破壞型”金礦床。由此可見，流體包裹體已經成為了研究熱液礦床成礦流體，確定礦床成因類型，指導找礦勘查的重要工具之一。

前人對各類礦床大量的成礦流體研究發(fā)現，通過流體包裹體所揭示的成礦流體信息與礦床的成因類型之間存在著一定的對應關系(陳衍景等，2007；盧煥章，2009；倪培等，2021)。即各種熱液型礦床的成礦流體和金屬沉淀機制均具有一定的特征，筆者等對前人的研究進行了梳理和總結，提煉出了 5 種常見類型礦床的流體特征：

(1)淺成低溫熱液礦床，從早階段到晚階段該類礦床成礦流體的溫度、鹽度明顯降低，含硫量也明顯降低，沉淀機制主要有流體混合、冷卻、沸騰、水巖反應或多個過程的復合(倪培等，2020)，溫度較高的礦物一般為流體沸騰沉淀所致；而溫度較低的礦物為流體混合沉淀所致；如果多種礦物共生，則是圍巖蝕變與流體混合共同作用的結果(Chi Zhe et al.，2018；Zhai Degao et al.，2018；Fan Mingsen et al.，2020)，如西藏拉瓊銻金礦床(劉行等，2019)、湖南祁東清水塘鉛鋅礦床(徐兆文等，2017)

(2)斑巖型礦床，其成礦流體主要分為兩類，一類是富含CO2的成礦流體，其包含了多種類型的CO2包裹體，且CO2含量與金屬元素存在正相關變化(Chen Yanjing and Wang Yun，2011；Ni Pei et al.，2015a；Yang Yongfei et al.，2015)；另一類是不含CO2的鹽水包裹體類型。兩種流體中金屬的沉淀機制均為流體沸騰與流體不混溶作用，尤其是多階段的流體沸騰，而流體沸騰后的進一步冷卻則是金屬沉淀的關鍵(胡慶成等，2014；Ni Pei et al.，2017；Wang Guoguang et al.，2017)，如內蒙古呼扎蓋吐鉬礦床(劉瑞斌等，2019)。

(3)矽卡巖型礦床，不同類型矽卡巖型礦床的流體研究揭示了多種多樣的金屬富集機制。對矽卡巖型鐵礦的研究揭示了流體沸騰和混合的成礦機制，并可能存在多階段流體脈動(倪培等，2021)。高溫金屬礦物的沉淀機制多為高溫條件下流體沸騰作用導致的，而低溫礦物則是低溫條件下流體混合作用的產物(Yang Yulong et al.，2017)，且高品位的金屬礦床往往是成礦流體多期活動的結果(Li Wei et al.，2019)。對于只含低溫金屬礦物的矽卡巖礦床來說，成礦期地下水混合導致流體溫度、鹽度降低，以及與碳酸鹽巖圍巖的水熱蝕變是控制金屬溶解度減小和成礦的主導因素(Zhu Jingjing et al.，2015；Fang Jing et al.，2015；Chen Hui et al.，2017；Shu Qihai et al.，2017；Ren Tao et al.，2020)，如繁昌小陽沖鋅鐵礦和松園硫鐵礦(張嵩松等，2022)。

(4)造山型金礦，發(fā)育大量的富CO2包裹體并出現流體不混溶現象，大量的穩(wěn)定同位素研究發(fā)現，該類礦床的成礦流體以變質流體為主，流體不混溶往往是金的主要沉淀機制(Zhao Chao et al.，2013；Ni Pei et al.，2015b；Guo Linnan et al.，2020)，如藏北商旭金礦床(肖萬峰等，2017)，東天山小尖山金礦床(蔣東祥等，2021)。

(5)與花崗巖有關的鎢錫礦床，此類礦床中的流體包裹體往往記錄多種流體過程，脈石礦物中的流體包裹體會記錄簡單冷卻、流體沸騰、流體混合與流體不混溶等多種流體過程，而礦石礦物中的包裹體則只記錄其中的一項或兩項流體過程(Ni Pei et al.，2015c)。鎢、錫金屬的沉淀機制主要有流體的簡單冷卻、流體沸騰與水巖反應、圍巖蝕變等，其成礦流體往往在冷卻過程中溫度逐漸降低，而鹽度則無明顯變化，同位素研究表明，成礦過程中有地幔組分及熱量的加入(Peng Ningjun et al.，2018；Pan Junyi et al.，2019；Xie Guiqing et al.，2019；Cui Xiaolin et al.，2019)，如贛南漂塘鎢錫礦床(王旭東，2013)。

流體包裹體除了能判斷礦床的成因類型外，通過其所反映的礦化特征及成礦流體演化規(guī)律與已知具有相似特征的大型礦床進行對比，可以很好的進行找礦勘查或資源潛力評價。梁翼等(2021)對湖南康家灣鉛鋅金銀礦床的成礦流體進行了研究，發(fā)現成礦流體從早階段到晚階段具有溫度和壓力由高變低、氧逸度由低變高、pH值由低變高但均為中酸性，金屬元素含量由多變少的變化趨勢。這些特征暗示康家灣礦床具矽卡巖型礦化特征，指示深部存在找礦潛力。同樣的，五河地區(qū)與膠東金礦群具有相似的地質、流體包裹體、H—O同位素和成礦年齡特征，顯示了該區(qū)的找礦潛力(Liu Zheng et al., 2021)。

8 展望

隨著現代巖礦測試技術的快速發(fā)展，流體包裹體所包含的各種地質信息被不斷挖掘出來，使地質歷史時期的成巖成礦流體環(huán)境再現。未來流體包裹體的發(fā)展方向將主要集中于以下幾個方面：

(1)流體包裹體的巖相學問題：原生、次生包裹體的準確區(qū)分方法，流體包裹體體積的準確測定方法。

(2)單個流體包裹體分析技術：其全部或單相成分的快速準確測定，提供穩(wěn)定同位素分析精度，開拓Cl、Br等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素分析技術，進一步完善流體包裹體內標獲取方法來提高測試精準度及包裹體內流體的快速提取技術等，實現對微小包裹體的可靠分析。

(3)數據庫與評估準則：急需建立各種類型巖石中典型流體包裹體的數據庫及各種不同地質環(huán)境下流體包裹體數據的準確性和代表性評估準則。

(4)流體包裹體定年技術：大部分同位素體系定年都是針對特定礦物進行的，流體包裹體40Ar/39Ar定年技術近年來逐漸進入了大家的視野(邱華寧和白秀娟，2019)，但系統(tǒng)準確的包裹體定年技術及單個流體包裹體的定年技術依然是流體包裹體研究發(fā)展的關鍵方向。

(5)關鍵金屬礦床成礦流體研究：對我國獨具優(yōu)勢的稀土、稀散元素礦床和稀有金屬礦床開展成礦流體與成礦機制研究，填補空白。

(6)熱液金剛石壓腔—熔融硅管—激光拉曼聯(lián)用技術：利用金剛石壓腔所能產生的高溫高壓模擬各類礦床成礦流體的演化過程，對于理解和分析現有流體包裹體的信息具有很好的指導意義。

(7)流體狀態(tài)方程研究：發(fā)展實驗技術，尤其是“微流體+原位測量”技術，是獲取更廣闊溫、壓下實驗數據進而充分認識各種體系P—T—V—x性質的需要。

(8)通過流體包裹體的研究進行指導找礦預測：近年來的大比例尺流體(垂向)填圖能夠為尋找成礦熱液通道與建立成礦流體溫度場提供有效指示(Pan Junyi et al.，2018；Ni Pei et al.，2019；Zhao Zihao et al.，2020)，這對于判斷深部成礦潛力提供了重要依據。