紅外顯微鏡在金屬礦物流體包裹體研究中的應(yīng)用

李 芳，黃惠蘭

（中國(guó)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(dú)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(tái)紅外光學(xué)顯微鏡，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(xiàng)技術(shù)結(jié)合顯微測(cè)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(guó)、加拿大、澳大利亞、中國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家的地質(zhì)學(xué)家不斷地開(kāi)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(tái)、紅外光源、聚光鏡、物鏡、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、圖像轉(zhuǎn)換管、目鏡、攝像頭及計(jì)算機(jī)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(zhǎng)（長(zhǎng)紅外波長(zhǎng)λ≤2200nm和短紅外波長(zhǎng)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(cè)溫是使用英國(guó)Linkam-THMS600冷熱臺(tái)配備紅外顯微鏡上進(jìn)行（溫度范圍:-195℃～600℃）。

紅外顯微鏡對(duì)金屬礦物中流體包裹體觀測(cè)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?jī)?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(cè)試過(guò)程中存在一些問(wèn)題和難點(diǎn)。主要?dú)w納為以下幾點(diǎn):（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(jiàn)到。（3）紅外光強(qiáng)度影響流體包裹體鹽度測(cè)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(guò)高，從而造成測(cè)得鹽度偏高等問(wèn)題。（4）顯微測(cè)溫過(guò)程存在的難點(diǎn):由于在紅外顯微鏡下，流體包裹體的圖像是通過(guò)紅外電子感應(yīng)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，最后通過(guò)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(qiáng)烈折射，從而很難觀察到冰晶的形成。冰點(diǎn)溫度只能通過(guò)包裹體中氣泡的大小，形狀及位置在冷凍與回溫過(guò)程中發(fā)生的根本性變化來(lái)確定，為此我們采用冷凍法與循環(huán)測(cè)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(lái)越突出，開(kāi)拓了流體包裹體學(xué)研究的新領(lǐng)域。目前，我國(guó)紅外顯微鏡應(yīng)用于流體包裹體的研究工作還是一項(xiàng)較為新興的技術(shù)手段，具有良好的發(fā)展前景，將會(huì)引起更多地質(zhì)學(xué)家的廣泛重視。