矿物包裹体类型及基本特征
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发布时间：2022-04-30 17:27
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时间：2022-06-28 10:11
一、不透明矿物中包裹体类型及其特征
不透明矿物中的包裹体研究是在红外显微镜下进行。Olympus BX-51型红外显微镜与Linkam LNP制冷仪、LinkamTMS93加热控制仪、Hamatsus camera controller摄像控制仪和电脑连接，可以在电脑屏幕上观察到不透明矿物中包裹体。在红外显微镜下只有很少量矿物才具有或局部具有较好的透明度。不透明矿物包裹体在红外显微镜下的透明度与包裹体薄片厚度、矿物产地、结构、成分、杂质(微量元素)种类及其含量有关。所观察的对象有富铁矿石样品SL6-4，ZSL6-5，ZSL6-10和ZSL6-27，贫铁矿石样品ZSL6-9，ZSL6-12，ZSL6-14，ZSL6-17，ZSL6-19，ZSL6-23和SL32。样品均取自矿区北一矿体和南六矿体。在进行红外显微镜观察之前，我们首先采用了显微激光拉曼光谱分析仪，并结合显微镜鉴定，以详细了解这些样品中矿物的成分和组成情况，鉴定结果见表5-1。
红外显微镜下，石碌铁矿床中铁矿石里的铁矿物透明度均较差，只有个别薄片中的铁矿物有局部透光。其中，贫铁矿石中的铁矿物透明度很差，不能进行包裹体研究;而富矿石中只有ZSL6-5和ZSL6-27样品制备的包裹体薄片才有局部透光，很勉强进行包裹体观察。观察结果显示(图5-9)，在红外显微镜下没有观察到铁矿物(主要是赤铁矿)含流体包裹体，或者因为包裹体太小而无法观察到气泡。根据矿区主要岩石造岩矿物中流体包裹体少的情况看，铁矿物即使含流体包裹体，其含量也是很低的。除个别例外，所观察到的包裹体都很小，只有几μm到10μm长，最大者为17/6μm×8.2μm，其形态多为他形、纺锤形，个别呈近球形;而包裹体大小介于7.1～17.6μm之间者，至少含两个相。富铁矿石和贫铁矿石赤铁矿中的这些包裹体可能是熔融包裹体(图5-9)。
二、透明矿物中包裹体类型及基本特征
对矿区北一和南六矿体富铁矿石样品ZSL6-5、贫铁矿石样品(含石榴子石条带)ZSL6-7，ZSL6-8，ZSL6-9，ZSL6-13，ZSL6-14，ZSL6-23，SL6-11，SL6-6，SL-16和SL32，以及近矿围岩SL6-1，SL6-2，SL6-3三个条带状二透岩样品中透明矿物石英、石榴子石、透闪石、透辉石内的包裹体进行了观察和成分分析，其结果如下。
图5-9 富赤铁矿石和贫铁矿石样品赤铁矿中包裹体在红外显微镜下的显微照片
(一)石英中包裹体类型及基本特征
图5-10中，石英中可见到流体包裹体(A，D，E，F及H)、熔融-流体包裹体(I)、流体-熔融包裹体(B和C)和熔融包裹体(G)4种包裹体类型，其中以流体包裹体最多，其次为流体-熔融包裹体。流体包裹体多为纺锤状和近球形，熔融包裹体为他形，熔融-流体包裹体近球形。最大为17.6μm，最小2.5μm。流体包裹体中的L∶V介于4∶1和10∶1之间。
图5-10 矿石和赋矿围岩石英中包裹体相态特征显微照片
流体包裹体(11.5μm×3.5μm);I—贫铁矿矿石(SL32)石英中熔融-流体包裹体(6.7μm×5.8μm)
(二)石榴子石中包裹体类型及基本特征
图5-11、图5-12表明，含石榴子石条带的贫铁矿石样品均有大量熔融包裹体(A，B，C，I，J，K，M，N)存在，其次为熔融流体包裹体(D，G，H，O)和少量流体包裹体(E，L)与流体-熔融包裹体(F)。显微镜下观察表明，石榴子石中熔融包裹体个体大小悬殊，最大者达98μm、宽0.5～5μm(见图5-12a)、最小者为1μm×1μm(见图5-12d，e)，但一般以长5～30μm、宽2～7μm的居多、且成群成带分布(图5-12b，c，d，e)、形状多样，并由多相组成(结晶质相、非晶质相和流体相)(见图5-12b，e)。在有的熔融包裹体中，相的界线特别清楚(图5-12b，d)。在正交偏光镜下，熔融包裹体里有的相具有消光位，为结晶质，有的相全消光，为均质体或为等轴晶系晶体(见图5-12c)。石榴子石中的熔融包裹体分布受其生长线及晶体缺陷控制，系原生包裹体。石榴子石熔融包裹体中含串珠状红色赤铁矿是本矿床熔融包裹体一大特征(图5-12d)，可能暗示铁成矿物质经历了熔融或塑性流动状态。
图5-11 矿石和赋矿围岩石榴子石中包裹体相态特征的显微照片
图5-11 矿石和赋矿围岩石榴子石中包裹体相态特征的显微照片(续)
1.熔融包裹体的拉曼光谱分析
我们采用了英国雷尼公司Renishaw Invia Reflex型激光拉曼光谱仪测定了样品SL-32中熔融包裹体各个相的成分。测定条件为:t=23℃、电流7.1A、功率20mV，Ar+激光器、激光514.5nm、光栅1800/mm、激光束斑1～2μm。测试结果显示，熔融包裹体含石榴子石、方解石和赤铁矿，个别含以水蒸气为主的挥发分［见图5-12(f)—(i)及图5-13(a)—(e)］，暂未发现富含CO2的流体包裹体。
图5-13为熔融包裹体的强度(count)———拉曼位移(即波速Ramanshift)图。图中标明了波速和相的名称。例如，方解石(Cc)强度最大的峰(9)时的波速为1088cm－1;石榴子石(Gar)强度最大(9)的峰时的波速为871.87cm－1、次要峰(6)波速为368.37cm－1;赤铁矿(Hem)强度最大的两个峰(8)和(9)时波速分别为1323.1cm－1和415.87cm－1。这些都是纯方解石的标准值。自然界产出的方解石或多或少地含有杂质，故偏离纯方解石的值。但这不影响我们对各相名称的鉴定结果。
图5-12 贫铁矿矿石SL-32石榴子石中熔融包裹体的相态特征
2.熔融包裹体的电子探针分析
(1)石榴子石中熔融包裹体
供作电子探针分析用的石榴子石中熔融包裹体表示在图5-12中，它们的分析结果见表5-4至表5-6。结果表明，熔融包裹体含赤铁矿、方解石、含铁和硅的碳酸盐混合物(熔融体)、含硅和钙的铁质混合物(熔融体)、石榴子石、辉石(透辉石)、透闪石及石英。
从表5-4可见，熔融包裹体中以含玻璃(熔体)的数据最多，其次是石榴子石和微量辉石。在所研究的熔融包裹体中的石榴子石主要是钙铁榴石，其摩尔分数在95%以上，多数为100%;只有两个测点数据分别含2.33%～5.06%的钙铝榴石。这与贫铁矿石中的石榴石成分相符，表5-4中的石榴子石也是以含钙铁榴石为主，其摩尔分数值≥97%，大多数为纯的钙铁榴石。辉石中透辉石摩尔分数含83.9%，10.7%钙铁辉石，而角闪石以透闪石为主(81.86%)。这与用拉曼光谱仪测定熔融包裹体的结果相符(图5-13)。
(2)磁铁矿中熔融包裹体
表5 -4 石碌铁矿床贫铁矿石SL-32 号标本石榴子石中熔融包裹体成分电子探针分析结果(W B /% )
续表
注:FeO一包含Fe3+ 和Fe2 + 的氧化物吓同);And一钙铁榴石;Dio一透辉石;Gar-石榴子石;Gro一钙铝榴石;Hed一钙铁辉石;M一熔融体;Mt一磁铁矿;Pyx一辉石;Spe一锺铝榴石;Uga 铭钙铁榴石;表中Cr2 03 可能是在市l薄片时包裹体受到污染，因此， Ura 值不正确。*表示该测点编号为包裹体的寄主矿物。
表5-5 角闪石、辉石、榍石电子探针分析结果(wB/%)
注:Act—阳起石;Dio—透辉石;Hed—钙铁辉石;Tre—透闪石。
表5-6 磁铁矿、磷灰石、锆石电子探针分析结果(wB/%)
图5-13 石碌矿区贫铁矿矿石SL-32石榴子石中熔融包裹体矿物成分拉曼光谱曲线
表5-6同时也包含有磁铁矿中熔融包裹体的电子探针分析。图5-14中照片1和2的背散射成分电子图SL-32-11中的7，8，9测点，SL-32-15中的12，13测点和SL-32-31中的29，30，31测点都是Si，Fe熔融包裹体的分析结果。但是绝大多数的熔融包裹体为含Fe的硅质熔融包裹体。从图5-14中照片1及2可以看出，熔融包裹体的成分比较均匀。29，30，31号测点的SiO2/FeO的比值很相近，介于2.12～2.32之间，平均为2.25。看起来，这种相对稳定的比值应是一种化合物的特征，但自然界还没有发现这样的化合物。这可能说明，所测定的熔融体混合比较均匀。
(三)二透岩和贫铁矿石透闪石和透辉石中包裹体类型
从图5-15得知，二透岩和贫铁矿石的透闪石主要含熔融-流体包裹体，偶见熔融包裹体，没有见到流体包裹体;而图5-16显示，在二透岩和贫铁矿石的透辉石中具有熔融包裹体、流体-熔融包裹体、熔融-流体包裹体及流体包裹体4种类型。
图5-14 石碌矿区贫铁矿石SL-32磁铁矿和石榴子石中熔融包裹体背散射电子成分图
图5-15 二透岩和贫铁矿矿石透闪石矿物中包裹体类型及其特征的显微照片
图5-16 二透岩和贫铁矿矿石透辉石矿物中包裹体类型及其特征的显微照片
