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钟乳石和石笋中气——液包体的发现及其成因

再次对桂林等地钟乳石(Stalactite)和石笋(Stalagmite)进行了研究,首次发现其中有丰富的气-液包体。矿物爆裂温度为215~335℃,个别可达435℃。部分样品均化温度为110~187℃。对矿物热爆裂过程进行了录音,並进行了显微摄影。成分分析证实,包体的气相为CO2或含大量CO2。这些包体是在外生作用下化学成因的产物,属异常成因,不能用于包体矿物学中的一般测试和找矿工作。提出了区分异常成因和正常成因包体的必要性和区分标志。计算了方解石等碳酸盐在热声分析中可能产生的严重干扰。提出这种干扰起源于这类包体和非由解理产生。鉴于这些结果,包体矿物学的某些基础理论或技术应作适当修改与补充。
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D0I:10.13374/i.issm1001-053x.1979.01.001 钟乳石和石笋中气一液包体的 发现及其成因 地质教研室何知礼 摘 要 再次对桂林等地钟乳石(Stalactite)和石笋(Stalagmite)进行了研究,首次发现 其中有丰富的气-液包体。矿物爆裂温度为215~335°C,个别可达435°℃。部分样品均化温 度为110~187°C。对矿物热爆裂过程进行了录音,並进行了显微摄影。成分分析证实,包体 的气相为CO:或含大量CO,。这些包体是在外生作用下化学成因的产物,属异常成因,不能 用于包体矿物学中的一般测试和找矿工作。提出了区分异常成因和正常成因包体的必要性和 区分标志。计算了方解石等碳酸盐在热声分析中可能产生的严重干扰。提出这种干扰起源于 这类包体和非由解理产生。鉴于这些结果,包体矿物学的某些基础理论或技术应作适当修改 与补充。 一、概 述 一九七七年,我们再次对钟乳石和石笋进行研究,首先发现其中有丰富的气一液包体。 其成因是外生作用下化学分解的产物。鉴于这些结果,包体矿物学的某些传统理论或技术似 应适当修改与补充。否则这些钟乳石和石笋岂非应属热液成因了。 测矿物或其他地质体形成过程中的物理地球化学作用的温度、压力及介质成分等,无疑 对解决矿床成因、确定找矿标志、探索成矿理论和规律及指导普查勘探等许多方面均有重要 意义。经近一百五十年的努力,,气一液包体研究已成为解决这些问题的较直接而又可靠的先 进方法之一,甚至被视为最先进的。 上世纪初,布留斯捷尔(Brocrep)等,就对矿物热裂现象及其包体作过研究〔1)。一八 五八年,H.C.索尔比〔2),提出用气~液包体测成矿温度,並订出成矿温度和压力的计算公 式。他认为,矿物中的气~液包体是被捕获时呈非均匀状态出现的母液冷缩后呈非均匀状态 的结果。若对这些包体加热,其均化温度即代表结晶时的最低温度。此即当代包体矿物学的 理论基础。后按这一理论建立了包体测温法、测压法及包体找矿法等及用包体研究矿床成因 的新理论和方法〔3、4、5)。前国际成矿溶液包体委员会(COFFI)主席耶尔马可夫认为, 按包体可把矿床分为几大类:矿物中气-液包体均化为气相的为气成和伟晶岩矿床,均化为 液相的为热液矿床,有单相液态包体的属沉积矿床〔6)。文献(如〔6)、〔7)等)中,方解石测 温数据很多,並有计算方解石形成温度的公式和目视曲线(图解法之一)。这些资料中的一 些资料正确程度,值得重新考虑。某些外生矿物没有或无明显的热爆裂现象。如我们十余年

钟 乳 石 和 石 笋 中气一液 包体 的 发 现 及 其 成 因 地质教研 室 何 知礼 摘 要 再次对桂 林等地 钟 乳石 和石笋 进 行 研究 , 首次发现 其 中有丰富 的气一 液 包 体 。 矿物爆裂温度为 、 ’ , 个别可达 “ 。 部分样品均 化温 度为 、 “ 。 对矿物热爆裂过 程 进 行了录 音 , 业 进行了显微摄影 。 成分 分析证实 , 包体 的气相为 。 ,或 含大量 。 这些 包体是在外生作用下化学成 因的产物 , 属 异 常成 因 , 不能 用 于包体矿物学 中的一般测试 和找矿工 作 。 提 出了 区分异 常成因和正 常成因 包体的必要性和 区 分标志 。 计算了方解石等碳酸盐在热声分析 中可能产生的严 重干扰 。 提 出这种干 扰 起源于 这类 包体和非 由解理 产生 。 鉴于这些 结果 , 包 体矿物学的某些 基础理 论或技 术应 作适 当修改 与补充 。 、 概 述 一九七七年 , 我们再次对钟乳石和石笋 进行研究 , 首先发现其 中有丰富 的 气一 液 包体 。 其成 因是外生作用下化学分解的产物 。 鉴于这些 结 果 , 包体矿 物学的某些传统理论或技 术似 应适 当修改 与补充 。 否则这 些 钟 乳石和石笋 岂非应属 热液成因 了 。 测矿物或 其他 地质 体形 成过 程 中的物理 地球 化学作用 的温 度 、 压力及 介质 成分等 , 无疑 对解决矿床成因 、 确定找 矿标志 、 探索成矿理 论 和规律 及 指导普 查 勘探 等许 多方面 均有重要 意义 。 经近一百五十年的努 力 , 气一液包体研究已成为解决这些 问题 的较直接而 又可靠 的先 进方法之一 , 甚室被视为最 先进的 。 上世纪 初 , 布 留斯捷尔 等 , 就对矿物 热裂现 象及其 包体作过 研究 〔 〕 。 一八 五八年 , 索 尔比 〕 , 提出 用气 一 液 包体测 成矿 温 度 , 业订出成矿 温 度和压 力的计算公 式 。 袍认为丫 矿 物 中的 气一液 包体是被捕获时呈 非均匀状态 出现 的母 液冷缩后 呈 非均匀状态 的结果 。 若对这些 包体加热 , 其均 化温 度即代表结 晶时的最低温度 。 此 即 当代包体矿 物学的 理 论基础 。 后按这一理 论建立了 包体测 温法 、 测 压法 及包体找矿 法 等及用 包体研究矿 床成因 的新理 论和方法 〔 、 、 〕 。 前国际成矿 溶液 包体委员 会 主 席耶尔马可夫认为 , 按 包体可把矿 床分为几大类 矿物中 气 一 液 包体均化为气相 的为气成和伟 晶岩矿 床 , 均化为 液 相的为热液矿床 有单相液态包体的属 沉 积矿 床 〔 〕 。 文献 如 〔 〕 、 〔 〕等 中 , 方解石测 温数据很 多 , 业 有计算方解石形成温 度的公 式 和 目视 曲线 图解法之一 。 这些 资料 中的一 些 资料正确程度 , 值得重新 考虑 。 某些 外生矿 物没有或无 明显 的热爆裂现 象 。 如我们十 余年 DOI :10.13374/j .issn1001-053x.1979.01.001

前研究的四川普格含铜砾岩中的黄铁矿结核和辉铜矿结核以及最近研究的包头表生针铁矿与 宜龙式赤铁矿即如此。但B.Ⅵ.斯尔诺夫提出,表生矿物不含流态包体和无热声效应的结论不 宜视为通论。史密斯教授等〔8)研究过钟乳石与方解石,认为加热时有异常爆裂,但未提到 其中有外生气-液包体。普扎诺夫等〔9)误认为低温范围内(低于300~350°C)可进行碳酸 盐的热声分析。在叙述可能引起干扰的原因时,也只顺及解理。其他文献(如〔1、10、11、 12等))也很少提到所研究的这些问题。也未见到钟乳石和石笋中有这种异常成因的由化学 分解产生的气-液包体的报导。 二、钟乳石和石笋的热测量研究 十余年前,我们用爆裂法在我们所装置的热声自动爆裂仪上研究陕西铜厂铁矿床蒸发晕 及其它矿床成因时,为了研究方解石等碳酸盐在热声分析过程中可能产生的严重干扰及其起 因,曾对一一些碳酸盐(主要为方解石)作过热声分析。所选标本都具有明显沉积成因。其中 有的直接取自沉积石灰岩。测试结果表明:所有标本加热时均强烈爆炸。每一标本都有一简 单而又完整的爆裂曲线图,而且有明显的拐点。它]的爆裂温度可能不同。但多为两百余度 到三百多度。对这种异常爆裂的原因,国外曾认为这是方解石中广泛发有的解理所引起,特 别是方解石硬度较低(摩氏硬度3)。但对此种解释我们有怀疑,並在对其他矿床标本进行 热声测量时,一般都采用酸处理,以排除其中可能存在的方解石等碳酸盐。一九七二年,又 曾对芦笛岩一块钟乳石用同一仪器进行热声分析。所得结果仍与十余年前所作前述一些方解 石相似,即加热时有强烈爆炸和具有类似的爆裂温度。上述两次实验均因任务变动等原因未 能继续进行。一九七七年我们按教学科研工作需要,在研究有关富铁矿成矿规律时,再次对 桂林芦笛岩、七星岩、甲山、迭彩山及其他地方-一些钟乳石与石笋进行热声分析测,试数据 列于表1,爆烈曲线见图1。 所获结果和爆裂曲线图显示:这些标本的热声分析与一般内生成因矿物的分析结果相 似。从监听装置听到爆裂声也与一般起源于内生成因矿物的气-液包体爆裂声无异。但这些 钟乳石与石笋是典型外生产物。表1中的爆裂温度,绝不能代表有关钟乳石与石笋的形成温 度。 为进一步查明其爆裂原因,对各标本均磨制了两面抛光的薄片。为保证不改变矿物及其 中可能有的流态包体的性质,在粘胶时,是在尽可能低的温度下进行的。在偏光显微镜下, 发现这些标本的光薄片中均有气一液包体(照片1一4,见图版),也有单相液态包体等。且 在其它条件相同的情况下,钟乳石与石笋中气-液包体的含量与其透明度有关。如乳白色半 透明变种中比无色透明变种中包体多。对1号标本的两块光薄片的碎片进行了均化温度的初 步测定,其中气一液包体都均化成液相。为了判定它们属于真正的气-液包体,而非制片时可 能混进去的其它什么气体等,我们在加热台上对所观察的气一液包体反复进行升温和降温, 以观察汽泡消失温度和汽泡重现的温度。测试结果列于表2。所测包体形状示于图2。 这几个包体,在加热过程中汽泡均逐渐缩小直至消失而均化成液相。包体【和直经反复 两次升温和降温。包体I两次均化温度分别为175°C和178°C,两次降温过程中汽泡重现温 度均为148°C±。汽泡的重现,有时是在148°C±下突然跳出来的,並随温度降低而逐渐增 大,至室温时恢复原来大小。汽泡在加热过程中位置能发生变动,降温后汽泡重现时可能不 在原来位置。但气相与液相之比不变。包休重加热至110°C时均化为液相,包体N均化为液 2

前 研 究 的 四 川普格 含铜砾岩 中的黄 铁矿 结 核 和辉 铜矿 结核 以及最 近研究 的包头 表生针 铁矿 与 宣 龙式赤 铁矿 即如 此 。 但 斯尔诺夫 提 出 , 表生矿 物不 含 流态 包体和无 热声 效应 的结论不 宜 视为通 论 。 史 密斯教授 等 〔 〕 研究过 钟 乳石 与方解石 , 认为加 热 时有异 常 爆裂 , 但未 提 到 其 中有外生气一 液 包体 。 普扎诺夫 等 〔 〕 误 认为低瀑范 围内 低于 、 、 如 可进 行碳 酸 盐 的热声 分析 。 在 叙述可 能 引起 干扰 的原 因 时 , 也只 顾 及 解理 。 其他文献 如 〔 、 、 、 ‘ “ 等〕 也很 少 提 到所 研究 的这些 问题 。 也未 见 到钟 乳石和 石 笋中有 这种 异常 成 因 的 由化学 分解产生 的气一 液 包体的报 导 。 二 、 钟乳 石 和石 笋 的热测 量研 究 十 余年前 , 我 们 用 爆裂 法在我们 所装 置 的热声 自动爆 裂仪 上研究 陕西 铜厂 铁矿床 蒸 发晕 及 其它矿床 成因 时 , 为了研究 方解 石等碳酸 盐在 热声 分析 过程 中可 能产 生 的严 重 干扰 及 其 起 因 , 曾对一 些 碳 酸盐 主 要 为方解 石 作过 热声 分析 。 所选标 本都具 有明显沉 积 成因 。 其 中 有 的 直接取 自沉积 石灰岩 。 测 试 结果表 明 所有标 木加热 付均 强 烈爆炸 。 每 一 标 木都 有一 简 单 而 又 完整 的爆裂 曲线 图 , 而且有明显 的拐点 。 它们 的爆 裂温 度可 能不同 。 但 多为两百 余度 到三百 多度 。 对这 种 异 常爆 裂 的 嚎因 , 国外 曾认为这是方解 石 中广泛 发育 的解理所 引起 , 特 另 是方解石硬 度较 低 摩 氏 硬 度 。 但对此种 解 释 我们 有怀 疑 。 业 在对其 他矿 床标 本 进行 热声 测 量 时 , 一 般 都 采 用酸处理 , 以 排 除其 中可能存 在 的方解石等碳 酸 盐 。 一九 七二年 又 曾对芦 岔岩一块 钟 乳石用 同一 仪 器 进 行热声 分析 。 所得 结果 仍 与十 余 年前所 作前述一些 方解 石相 似 , 即加 热 时有强 烈爆 炸 和 具有 类似 的 爆 裂温 度 。 匕述两 次 实验 均因任务 变 动等原 因未 能 继续 进行 。 一 九 七 七年我们 按 教 学科研工 作需 要 , 在研 究 有关富 铁矿成矿 规律时 , 再 次对 桂 林芦 笛岩 、 七星 岩 、 甲 山 、 迭 彩 山 及其他 池方 一 些 钟 乳石 与石笋 进 行热吉 分析 测 , 试数据 列 于表 , 爆 烈 曲线 见 图 。 所获 结 果 和爆 裂 曲线 图 显 示 这些 标 本的 热声 分析 与一般 内生成因矿 物 的 分析结 果相 似 。 从 监 听装 置听 到爆裂 声 也与 一般 起 源 于 内生成 因矿 物 的 气一 液 包 体爆 裂声 无 异 。 但 这 些 钟乳 石 与石笋 是典型外 生产 物 。 表 中的爆裂 温 度 , 绝 不 能 代 表有关钟 乳石 与石笋的形成 温 度 。 为 进一 步 查 明 其爆裂原 因 , 对 各标 本均磨 制 了 两 面 抛 光的薄片 。 为保 证不 改 变矿 物及 其 中可能 有的 流态 包体为性质 , 在 枯胶 时 , 是 在尽 可 能 低 沟温 度下 进行 的 。 在偏 光显 微 镜下 , 发 现这些 标 木 的光薄 片 中均有 气一 液 包 体 照片 一 , 见 图版 , 也有单 相 液 态 包 体等 。 且 在其 它 条件 相 同的情 况 下 , 钟 乳石与石笋 中 气一 液 包 体的 含量 与其透 明度有关 。 如 乳 白色 半 透 明 变种 中比 无 色透 明变种 中包体 多 。 对 号标 本的 两块 光薄片 的碎片 进 行 了均 化温 度的初 步 测 定 , 其 中气一 液 包 体 都均 化成液相 。 为 了判 定 它们 属于真正 的气一 液 包 体 , 而非制片 时可 能 混 进去 的其 它 什 么气 体等 , 我们 在 加热台 上对所观 察 的 气一 液 包体反复进行升温和 降温 , 以 观察 汽 泡 消失温度和 汽 泡重 现 的温 度 。 测 试结 果 列 于表 。 所测 包体形状 示 于图 。 这 几个 包 体 , 在加 热过 程 中汽泡均逐 渐 缩 小 直 至 消失而均 化成液 相 。 包体 和 经反 复 两 次 升温 和 降温 。 包体 两 次均 化温 度分别为 犷 和 , 两 次 降温过程 中汽泡 重现温 度均 为 士 。 汽泡 的重 现 , 有时 是 在 ” 士 下 突然 魂 出来 约 , 业 随温 度降低而逐渐 增 大 , 至 室 温 时恢 复原来大 小 。 汽泡 在加 热过 程 中位 置能 发生 变动 , 降温后 汽泡 重 现 时可 能不 在原 来位 置 。 但 气相 与液相 之 比不 变 。 包休 贾加 热室 。 “ 时均化 为液 相 , 包体 均 化为液

( 084010- 231408 05402- 031408- (安) 惑 8O06L 26850 61169 768902 62205 28681 66084 66909 21112 胡 等 品 学 号 厨 器 房 品 H 8007985 8287095 18971081 3127913 發3 胡 系 系 第 号 学 062 翠 抗 热 2600- 6810-4 0610-0 2020-1 2120-4 4020- 6020-4 9020-4 2120-1 2810- 2810-4 N p 6 2 装 3

。 褥获带洲气叹冲 。 长如贪娜一谷 叭 织略冬界 。 扭饰侧一 。 · 娜长肠橄一拭 。 留恻喇升钊限苏洲 。 一霍侧理粗 一一 。 一姐侧︺、 。 皿刊山饰 。 扭侧饰 。 蟾切翅 。 希众零白理司 、 任 叭 姐解司 ︸ 。 希白 、 任一 贪州昌过月皿杯侧 。 留喇升钊暇 一 。 月岛长希碌橄周恤刊 。 皿侧解 。 腾长解食彩恤锻划 。 恤侧杯 兹如牲冷公抹 么 卡廊聆板州冲 卜 卜珠解京早璐留躬划冲 。 水希碧长黛余坏将歌哄特容韶叼翻翁冲创州 哪 囚十 哪 闪叫 侧卿 皿︵ 帜 几 俐书 甲 拟凡 州毅 、 洲 囚哪 闪 的哪闪 们娜一 豁嗡 蕊氧全 的哪闪 洲邸 的哪囚 卜帅洲 卜的 囚卜哪 一的 一 一。需 的一 闪。一一 一 一的 一一的娜哪 的 一 的哪, 一 一帅囚的 一一。的卜。 。哪 ︶︵户 瞪 侧 崛 献 峻鸡 囚咐的︷ 的帅囚邸 卜的囚 心的 的们工。 的工心。 卜的的 们闪州的工 的帅工哪之 卜价之 ︹尸︶ 献吵豁州亘侧蛆凶 阵冲贡来藕旅倒韶织咽澎 闷衅囚裂一 一 巴搏卜圈。闪一 的哪 ︸ 卜叻囚 一彻侧耸坦臼囚书 耸曰读烟坦 曰的洲心一 乏 的 闪的工灸 升耸坦 一 囚闪帅 囚一、 囚、、 尧 轴城脚姆坦 一 娜赵 ﹀︵户一 哟明 忆润 山的一轰 姆葬体 冲贪解 阵练 阵橄饰 阵瑰 阵解命 而 一丽… 中 一 葵 小】 户闷 习 ,州月 二 山 山 闪 斗 山 山囚的 山洲囚 山哪 山 霉众 燕 畔工 三 写

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侧华︵明洲塔 协 山哪︶怜 囚闪解布洲︶协曰闯谬对叭布湘闪协辞闰叫甲旅, 豁衡碳鉴镇珊划赛﹀山仍囚杯命州﹀协荣闷城工· 韶命协曰蚕山琳洲囚。珠协扭权国,临呱 戮组献碳吸氛冲抑韶布困工 护盈两名内渔景名场导 一洛 圃一 轰 鱼 牙 ’ 燕 是 护芝场习之、 的名协命︶郝细备帐眠 山练因﹀曰口协备林 。掀七。、、。 乌解希湘的叫︶冲蜘权州 凰一 案 鸯 旦 舍名场如容勺嘴 圈 一 ﹄七心 一 鬓 ’ 象 ’ 胃

表2 芦笛岩钟乳石(标本1)气-液包体均化温度 整个包 包体中 均化时 汽泡消失温度(°C) 汽泡重现时温度(°C) 包体号 体粒度 汽相直径 (u) (μ) 特 征 第1次 第2次 文 均 第1次 第2次 平均 恤】 76 16 175 178 176.5 148 148 148 恤I 10 3 均化成液 180 192 186.5 173 165 169 的重 40 7± 110 110 №W 32 7± 115 115 注:包体№重、恤W在140°C±爆裂,並見液体沿晶体解理渗透。 图2钟乳石中气一液包体,示均化前情况 图3钟乳石中气-液包体,宅们在同一晶体 包体I、I見于同一花战; 同一生长带上同时形成,但充填不同 包体置、V見于同一试片另一税域 标本2,取自某地×250 标本】,取自广西桂林芦笛岩溶洞中 相的温度约为115°C。两者加热至140°C时爆裂,冷却后汽泡未能再现。 关于测定精度,一般认为加温过程中汽泡消失温度与降温过程中汽泡重现温度之差小于 ±5°C时,结果才可靠。但由于显微镜分辩能力,汽泡在行将消失时躲进包体边缘粗黑腔中 去了(如包体I),可能产生一定误垄。另外,汽泡重现时位置有所变动,並突然成为小汽 泡跳出。因而,误差大一些。不过这点误差对所研究问题来说影响不大。重要的是典型外生 成因钟乳石与石笋中发现了气-液包体才是问题的本质。 所研究的这些气-液包体有一重要特征,它们虽系在同一晶体同-一生长带上同时形成, 但其充填度常不同(图3)。有时在同一钟乳石的同一试片中,有的包体充填度小于或近于 10%,而有的可达40%±。 表2中的均化温度和前述用爆裂法测得的温度一样,它们绝不能代表其形成温度,尽管 其爆裂的起因及均化过程与内生矿物的情况有相似之处。因为钟乳石中气-液包体的起源与 内生矿物中正常气~液包体的成因显然不同。同理,如用图解法或计算法所得温度也不能代 表这些钟乳石和石笋的形成温度。 5

表 芦 苗岩钟乳石 标 本 气一 液包体均化温 度 、 一 , 一一 一 一 一 一 口翻 甲 一 曰 一一 体 整个 粒 包 度 一 卜 包 体 中 汽相 直径 均 化时 ’ 汽泡 消失温 度 。 汽泡重现 时温 度 “ 包体号 卜 特 征 第 次 第 次 …平 均 第 次 第 次 … 平 均 上,上 甘甲‘ 石自八, 土,, 斤了八八 口匕户一 上工 匕任八 」八比 上明 勺任八月 一 取 和 地 地 均成相液化 厅,了‘ 十一 性几,,矛月 自八 注 包体取 互 、 加 万在 ” 士 爆 裂 , 重 尧液体浴 晶 体解 理 渗透 。 犷 ·回盆 丫珍 二办 澎号砂 爪﹃、、 了︸‘,夕、卜 丑 一 图 钟乳石 中气一 液包体 , 示均化 前情 况 图 钟乳石 中气一 液包体 , 它们在 同一 晶 体 包体 、 晃于 同一 视 域 同一 生长 带上 同时形成 , 但 充填不 同 包体 、 晃 于 同一 试 片 另一 视 域 标本 , 取 自某地 标本 , 取 自广 西桂 林芦 笛岩 溶洞 中 相 的温 度约为 。 两者加 热 至 时爆 裂 , 冷却后 汽泡未能 再现 。 关于测 定精 度 , 一 般认 为加 温过程 中汽泡 消失温 度 与降温过 程 中汽泡重现 温 度之 差 小 于 士 “ 时 , 结果才 一 可靠 。 但 由于显微镜分辩 能力 , 汽泡 在行将 消 失时躲 进 包体边 缘 祖黑腔 中 去了 如 包 体 , 可 能产 生一定误 荃 。 另外 , 汽 泡 重 现 时位 置有所 变动 , 业 突然 成 为小 汽 泡跳 出 。 因而 , 误 差大 一些 。 不 过 这点误 差 对所 研究 问题来说 影响不 大 。 重要 的是典型外 生 成因钟乳石 与石笋 中发现 了 气一 液 包 体才是 问题的本质 。 所研究 的这些 气一液 包体有一重 要特征 , 它们 虽系在 同一 晶 体同一 生 长 带 上 同时形 成 , 但 其充 滇度 常不 同 图 。 有时在同一 钟乳石的同一 试片 中 , 有的 包体充填 度小于 或近于 , 而 有的可达 士 。 表 中的均化温 度和前述 用爆裂 法测 得的温 度一样 , 它们绝不 能 代表 其形 成 温 度 , 尽管 其爆裂的起因及均 化过 程 与内生矿 物 的情 况有相似 之处 。 因为钟乳石 中 气一 液 包体的起源 与 内生矿 物 中正 常 气一 液 包体的成 因显 然不 同 。 同理 , 如 用图解 法或计 算法所得 温 度也不 能代 表这些 钟 乳石和石笋的形 成温 度

三、钟乳石和石中气一液包体的成因 鉴于钟乳石及石笋的外生成因与产状,以及未见任何热液蚀变现象,可认为它们是在矿 物形成过程中,在常温常压下形成的。众所周知,当石灰岩中的方解石在风化过程中,在 H2O和CO2的参与下,可形成碳酸氢钙C(HCOa)z,后者为白色固体,但在水中的溶解度 较大。当含有上述碳酸氢钙的水溶液沿灰岩的裂隙等向下流到适当地方,由于H,O的逐渐 蒸发和COz的逸出,便在溶洞中形成钟乳石和石笋,其反应如下: Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2 据上述见解和反应式,可知钟乳石和石笋形成过程中,将有H,O和COz的形成。因此, 钟乳石和石笋有可能捕获H,O和CO2。据此,可推测它们中气一液包体的形成可能与此有 关。所见液相有可能为H:O,其中汽泡可能为CO:。它们被捕获时就是呈非均匀状态出现 的並保持至今。这种成因与内生矿物中正常气一液包体的起源完全不同。不能用加热过程中 得出的均化温度及用爆裂法测得的爆裂温度来代表其形成温度。总之,现代矿物包体测温学 和测压学的原理和方法不能应用于它们。 至于汽泡在低于31°C(CO2的临界温度)下未见其中有新相产生,其可能原因是:在常 温下,COz只有在60atm下才能液化。因而,在常温常压下形成和观察时未见CO2液化並不 奇怪。另外,我们用进行过均化法实验的芦笛岩钟乳石的试片,在冻结台上进行过初步实 验,一直冻到-150°C±,在冻结实验过程中,亦未见所研究的两相气-液包体中产生第三 相流体。虽然在冻结实验中包体有结冰现象,伴随冰块的扩大,汽泡有所缩小和变形,但因 仪器临时发生故障未测出冻结点。理论上CO2在高度冷却下可凝成白色雪状物,但该包体中 的汽泡很小,在冻结台上已较难分辨出来,当高度冷却后,即使按理论浓缩成零状物,也已 超出显微镜分辨范围。因此,在冻结实验中也未见此现象。 为了证实所发现气-液包体中的气相是否为CO:,我们对包体中的气相成分进行了初步 分析。采用的是以爆裂法收兔气体,同时用透明无色的Ba(OH)z溶液与所收集的气体进行 反应,结果B(OH)z溶液产生浑浊和白色沉淀。因此,已初步证实所研究的气-液包体中的 气相为CO2。实验是按图4所示装置和下述原理进行的: Ba(OH)2+CO2-BaCOs+H2O 图4气-液包体中CO:成分定性分析装置示意图 1-栽气:2-KMnO4+KOH水溶液,用以氧化还原性气体,3、6-无水CaC12, 用以吸收H,O;4-烧碱石棉,用以吸收CO2;5-钠石灰,用以吸收CO2; 7-流量计;8-样品管,9-电炉,其中样品管内装有试样;10-带Ba(OH)2 溶液的试管,11-热电偶:12-温度指示器 6

三 、 钟乳 石 和 石 声 中气一 液 包体 的成 因 鉴于 钟 乳石 及石 笋的外生成 因 与产 状 , 以 及未 见 任何 热液蚀 变现 象 , 可认为它 们 是 在矿 物形成过 程 中 , 在 常温 常压 下形 成 的 。 众 所周知 , 当石灰 岩 中的方解石 在风 化过 程 中 , 在 和 的 参 与下 , 可 形 成碳 酸氢钙 。 , 后 者 为 白色固 体 , 但 在水 中的溶解 度 较大 。 当 含有上述碳 酸氢钙 的水 溶液 沿灰岩 的裂 隙等 向下 流 到适 当地 方 , 由于 的逐渐 蒸 发和 的逸 出 , 便 在溶 洞 中形 成 钟 乳石和石笋 , 其反应如下 。 二立 据 上述见解 和反 应 式 , 可 知 钟 乳 石 和 石笋形 成过 程 中 , 将 有 和 的形 成 。 因此 , 钟 乳石和 石笋有可能 捕 获 和 。 据 此 , 可 推 测 它们 中 气一 液 包体 的形成 可 能 与此 有 关 。 所见 液相 有可 能 为 , 其 中汽 泡可 能为 。 它们被捕 获 时就 是呈非均匀状态 出现 的业 保持至今 。 这种 成 因 与内生矿物 中正 常 气 液 包体的起源 完全不 同 。 不 能 用加热 过程 中 得 出的均化温 度及 用爆裂法测得 的爆裂温 度来 代表其形成温 度 。 总 之 , 现 代矿物 包体测 温学 和 测压 学 的原理 和方 法不 能 应用 于 它 们 。 至 于 汽泡 在 低于 的 临 界温 度 下未 见 其 中 有新 相 产生 , 其 可 能 原因是 在 常 温 下 , 只 有在 下才 能 液化 。 因 而 , 在 常温 常压 下形 成 和 观察 时未 见 液化业不 奇 怪 。 另外 , 我 们 用 进行过均 化法实验的芦 笛岩 钟乳 石的 试片 , 在冻结台 上进 行过 初步实 验 , 一 直冻 到 一 “ 士 , 在 冻结 实验 过 程 中 , 亦 未 见所研究 的 两相 气一 液 包体 中产 生第三 相 流体 。 虽然 在冻结实验 中包体有结 冰 现 象 , 伴 随冰 块 的扩大 , 汽泡 有所缩小 和 变形 , 但 因 仪 器 临时发生故 障未测 出冻结 点 。 理 论 上 在高 度冷却下 可凝成 白色雪 状 物 , 但 该 包体 中 的汽 泡很小 , 在 冻结 台 上 已 较难 分辨 出来 , 当高 度冷却后 , 即使按理 论浓缩成 雪状物 , 也 已 超 出显微镜 分辨 范围 。 因此 , 在 冻结 实验 中也未 见 此 现 象 。 为了证实所 发现 气 液 包体 中的 气相 是否 为 , 我们 对包体中的气相 成分 进 行了初 步 分析 。 采 用 的是 以爆裂 法 收集气体 , 同时用 透 明无 色的 溶液 与所收集的 气体进 行 反应 , 结 果 溶 液产 生 浑 浊和 白色沉淀 。 因此 , 已初 步 证 实所研 究 的 气一 液包体 中的 气 相为 。 实 验 是按 图 所示装置 和 下 述原理 进行 的 一 。 十 ‘ 图 气一 液包 体 中 成 分定 性 分 析装置 示 意图 一 载 气 一 ‘ 水 溶 液 , 用 以 氧化还 原 性 气体 、 一 无 水 , 用 以 吸收 一 烧碱 石 棉 , 用 以 吸 收 一 钠石 灰 , 用 以 吸 收 一 流 量 计 一 样 品 管, 一 电炉 , 其 中样 品 管 内装有 试样 一 带 溶 液 的试 管 一 热 电偶 一 温 度 指示 器

使实验前为透明无色的B(OH)2溶液发生浑浊和乳白色沉淀的原因,显然是由于按上式产 生了乳白色的BaCO3沉淀的结果。所用Ba(OH)2溶液浓度为0.1N±(当量浓度),是在配 好后,静置两天,再取其无色透明液体进行实验的。所用载气,在进入样品管前,已反复作 了静化。钟乳石和石笋的分子式为CCO,。为防止碳酸钙晶体在高温下可能发生分解,而产 生C02,因此,用爆裂法收集样品在包体爆裂过程中产生的气体,是在350380°℃下进行 的,这远低于碳酸钙晶体的分解温度(900°C)。但高于所研究钟乳石与石笋的爆裂温度。 按史密斯-亚当斯的资料,方解石在1atm下的分解温度为900°C(在40atm下为1100°C)。 为了确保实验的可靠性,对此分解温度也进行了验证。将北京化学试剂厂所出碳酸钙晶体, 在我们的装置上,在同样条件下,一直逐渐加热至850°C±,均未见Ba(OH),产生浑浊或沉 淀现象。确实到接近900°C条件下,Ba(OH)2才突然发生浑浊现象和产生大量乳白色的沉 淀,这显然是碳酸钙晶体分解的结果。这一实验,证实了碳酸钙晶体或方解石在1atm下的 分解温度确为900°C。从而证实钟乳石和石笋在350~380°C下进行加热时不会分解。这就排 除了使Ba(OH)2产生浑浊和乳白色沉淀的CO2,是来自碳酸钙晶体分解的可能性。另外,也 进行了空白试验。在Ba(OH)z溶液中通O25分钟,未见溶液浑浊或产生白色沉淀。因此,可 以认为,所述实验结果是可靠的(表3)。 表3 钟乳石与石笋中气-液包体的成分分析 原样 样重粒 度 用爆裂法收 集CO2时的, 载 反应 析 矿物!产地 加热温度 试 剂 时间 反应结果 (克) (目) 气 (℃) (分) 桂 Ba(OH):O2 Ba(OH)2溶 1 钟乳石芦笛 6 80120 350~380 溶液,5毫升 5 液变浑浊並产 生白色沉淀 2 2 钟乳石 5,石笋 对芦笛岩洞口泥盆纪灰岩的1个标本及一块水洲石标本,也顺便用同样的办法进行了实 验,当在350~38)C条件下加热时,两者也都使Ba(OH)2溶液浑浊和产生乳白色沉淀。只 不过前者含CO2包体更多,因而反应后的溶液的浊度更大,沉淀也更多。而后者因透明度 高,所含包体少,所产生的CO2也少,所以反应后的溶液浊度较小,乳白色沉淀也较少。 四、方解石等碳酸盐对热声分析的干扰及其排除 表1中4号标本的钟乳石,在我们的仪器和实验条件下,1克-20+40目的样品在加热 至700°C时,竟产生256894次脉冲。通常爆裂法样品称量1克,如考虑到测试中有些样品 只能记录到几千次或几百次甚至更少的脉冲的话,那末样品中只要含有0.1%的方解石,就 可产生很大干扰,甚至严重干扰。因此,燥裂法测温样品,一般需要经过仔细处理,即用酸 溶等办法,以彻底清涂其中可能存在的方解石等碳酸盐。按我们的经验,处理样品时应注意 两个原则。首先,既要保证排除被清除矿物,又要保证需要保留的矿物不受破坏或少受破坏。 7

使实验前为透 明无 色的 么 溶液发生浑 浊和乳 白色沉淀的原 因 , 显然是由于技上式产 生了 乳 白色的 沉淀的 结果 。 所用 溶液浓度为。 士 当量浓度 , 一 是在配 好后 , 静置 两夭 , 再取其无 色透 明液 体 进行实验 的 。 所用载气 , 在进入 样品管前 , 已反复作 了 静化 。 钟 乳石和 石笋的分子 式为 。 。 为防止碳 酸钙 晶体在高温下可能发生分解 , 而产 生 , 因此 , 用爆 裂法 收集样品在包体爆裂过 程 中产生 的气体 , 是在 、 “ 下进行 的 这远低 于碳 酸钙 晶体的 分解 温 度 “ 。 但高于所研究 钟 乳石与石笋的爆裂温 度 。 按 史 密斯一 亚 当斯 的 资料 , 方解石在 下的 分解温 度为 在 下为 “ 。 为了确保实验 的可 靠性 , 对此 分解温 度也 进行 了验证 。 将北 京化学试剂厂所出碳酸钙 晶体 , 在我们的装置上 , 在同样条件下 , 一 直逐渐 加热 至 土 , 均未见 产生浑浊或沉 淀 现 象 。 确实到 接近 条件下 , 才突然发生浑 浊现象和产生大量 乳 白色的沉 淀 , 这 显然是碳酸钙 晶体 分解 的结果 。 这一实验 , 证实了碳 酸钙 晶 体或 方解石在 下的 分解温 度确为 “ 。 从而证实钟乳石和 石笋在 。 、 。 ” 下进行加 热 时不 会分解 。 这就排 除了使 产生浑浊和 乳 白色沉 淀的 , 是来自碳 酸钙 晶体分解的可能 性 。 另外 , 也 进 行了空 白试验 。 在 溶液 中通 分 钟 , 未见 溶液浑 浊 或产生 白色沉淀 。 因此 , 可 以 认为 , 所述 实验结果 是可靠的 表 。 表 钟 乳石与石笋中气一 液包体的成 分分析 爆 法时度收的 显℃ ﹄ 廿︸ 组冲 加用集 矿物 样重 「 粒 艺 地 , 反应 时 间 反 应 结 果 , 克 目 分 分析号 原样号 钟乳“ 誉 笛馨 、 ‘ 、 溶 液 变浑 浊业 产 生 白 色沉淀 … · 幻 、 钟 乳石 “ 一 “ 一 …二 , ‘ ’ , 、 一 一 一 一一一 一 -一 一 一 一 一一 一一一一一一 - -一一 - 一 一一 一 -- 「一一 一-一 一 - - 一 , ‘ 一 , , 一 一 一 。 石笋 · , , 扩 刀 , ’ 一 四 、 方解石 等碳 酸盐对热 声分 析的干 扰及 其排 除 表 中 号标 本的 钟乳石 , 在我们 的仪 器和 实验 条件下 , 克 一 。 目的 样品 在加热 至 “ 时 , 竟产生 次脉 冲 。 通 常爆裂法样品 称量 克 , 如考虑 到测试 中有些 样品 只 能 记录 到几 千次 或几百 次甚至 更少 的脉 冲的话 , 那末 样品 中只要 含有 。 叱 的 方解石 , 就 可产生 很大干扰 , 甚至严 重干拢 。 因此 , 爆裂法 测温样品 , 一般需要经过仔细处理 , 即 用酸 溶等办法 , 以彻底清 涂其 中可能存在的方解石等碳 酸盐 。 按 我们 的经验 , 处理 样品 时应注 意 两 个原则 。 首 先 , 既 要保 证排除被清除矿 物 , 又要保证需 要保 留的矿物不 受破坏 或 少受破坏

其次,处理过程如需加热,必须控制在一定温度下进行,以确保波测试的样品及共中可能存 在的气~液包体的性质不受改变。关于溶剂的选择,如试样为石英或锡石,要排除其中可能 存在的方解石等碳酸盐,可用较强的酸(如一定浓度的盐酸),因石英和锡石物化性质很稳 定,强酸对它们无多大影响。如试样为易被强酸破坏的矿物(如磁铁矿)可用其他弱酸(如 一定浓度的醋酸溶液),具体情况可通过实验确定。若除测温外尚需作包休成分分析,则最 好用酷酸溶液处理。否则,如用盐酸处理后,尚需彻底清除C1和Na等离子,较麻烦。 五、方解石等碳酸盐热爆裂的原因 碳酸盐在加热过程中常产生热爆裂的原因还研究得不够。有人认为主要是解理发育而硬 度又低。这种解释现不一定合适了。就目前所研究的钟乳石而言,似主要与其中含有丰富的 气-液包体有关。表1中,在相同测试条件下,2号样品爆裂脉冲数为64592,而3号样品因 较透明爆裂球冲数降为49119,,10号样品更透明一些,爆裂脉冲仅为21112(11号样品因钟乳 体很小,结晶细小,在此情况下一般爆裂脉冲较少,不参加比较)。另外,我们发现在相同 条件下,1克灰色沉积石灰岩(芦笛岩:同口泥盆纪灰岩中的标本)产生65838次爆裂脉冲, 而1克冰州石*则仅生955次球冲(粒度均为-20+4)目)。前者加热至700°C,加热至 500°C时已产生19914次脉冲影而后者加热至500°C时爆裂已终止)。F.G.密史斯也曾发现 乳白色方解石产生大量爆裂声脉冲。他研究美国甚萨斯Baxter Springs的方解石,l克样 品,粒度为-40+83目,在加热速度为37.7'C/分的情况下,从60560°C的加热区间记录 到7650次爆裂脉冲。他认为纯净、透明的热液矿物(例如光学级方解石)只产生很少的异 常爆裂声。但同一种矿物的乳白色变种可产生大量的异常爆〔8)。我们认为这些异常爆裂不 能用解理发育及硬度低去圆满解释。因解理及硬度是矿物面有性质,不论其是纯净透明变种 或乳白色变种,都具有同样解理和硬度。如系解里引起强烈热爆作,则不同变种都应产生强 烈热爆裂。所以,一些碳酸盐在加热过程中受生强烈异常爆裂的原因,很可能,在相当程度 上是其中含有丰富的气-液包体。虽然也不能完全忽视热声分析过程中,由于解理发有和硬 度低可能出现的一定影响,但其影响只是加重了上述起源于气一液包体的爆裂的干扰程度。 六、关于矿物中气-液包序的分类尚题 本文不详细讨论包体分类的问题,但是下面这些情况是值得注意的。 矿物中的气-液包体,从某种成因角度来看,似可分为两大类。一类为正常成因气-液包 体,它们广泛分布于一些内生矿物中。其成因完全符合H.C.索尔比的理论。它们被捕获时 是单相流体,由于物理作用,物质冷缩后发生了气相与液祖的分离。它们是包体矿物学研究 的主要对象,可用于包体测温学、包体测压学和用于找矿勘探工作。另一类为异常成因气~液 包体,它们分布于某些内生或外生矿物中。其中大约又可分为物理成因的和化学成因的两个 亚类。由原生正常气一液包体,经重结晶或其他物理作川等而发生非均匀分裂形成的包体,可 作为物理成因的异常气~液包体的代表。而闰前发现于钟乳石和石笋等典型外生矿物中的 气~液包体,则是化学成因的异常气一液包体的代表。而且,无疑凡是化学成因的气-液包体 *承卢焕章同志照送标本。 8

其次 , 处理过程如 需加热 , 必须控制在一 定温 度下进行 , 以确保 波则试的样品 及其 中可能存 在的 气 液 包体的 性质不 受改变 。 关于 溶剂 的选择 , 如试 样为石英 或锡石 , 要 排涂其 中可 能 存在的方解石等碳酸盐 , 可用较强的酸 如 一 定浓度的盐 酸 , 因石英 和 渴石 初化性质很 稳 定 , 强酸对它们无 多大影响 。 如 试样为易被强 酸破坏 的矿物 如磁 铁矿 可 用 其他弱 酸 如 一定浓度的醋酸溶 液 , 具体情况可通过实验确定 。 若 涂测 温外 尚需作包体成 分分析 , 则 晨 好用醋酸溶液处理 。 否则 , 如 用 盐酸处理后 , 尚需彻底清除 和 等离子 , 较麻烦 。 五 、 方解石 等碳 酸盐 热爆裂 的原 因 一 碳酸盐在加 热过程中常产 生热爆裂的原 因还研 究得不够 。 有 人认为主 要豁 理 发育 而硬 度又低 。 这 种解 释现不一定合 适 了 。 就 目前所研究 的 钟 乳石 而言 , 似主 要 与其 中含有 丰富 的 斗液包体有关 。 表 中 , 在 相同测 试 条件下 , 号样品 爆 裂脉 冲数为 而 号样 品因 较透 明爆 裂 冰冲数 降为 工工 , 功 号样品 更透 明一些 , 爆裂脉 冲仅为 号样 品 因钟 乳 体很小 , 、 结 晶 细小 , 在此 清况下一 般 瀑裂 冰 冲 较 少 , 小 参刀” 比 狄 。 为 外 , 执 及现 位州 ’田 条件下 , 克灰 色沉 识石灰 岩 芦 笛岩 词 口 泥盆 纪灰 岩 中的标本 产生 次爆裂脉 冲 , 而 克 冰 州石 则仅 岔 生 次 泳 冲 位 变均为 一 十 ,目 。 前 者加 热 至 “ , 加热 至 时已产生 工 次 咏冲 而后 者加热 至 “ 时爆裂 已终 止 。 密史斯也 曾发现 乳 白色方 碎石产 生 大量 爆裂 老脉 冲 。 他 研究 美国 甚萨 斯 “ ‘ “ , “ 笋 的方解石 , 克样 品 , 粒度为 一 ,目 , 在 加热 室度为 了 “ 分 的 情 兄下 , 从 、 的加热 区 间记录 到 〕 次爆 裂 咏 冲 。 他认为 纯 净 、 透 明的热液矿 物 例如 光 学级方解石 只产生 很少 的异 常 爆 裂声 。 但 同一 种矿 物 的 乳 白 色变 种 可产生 大量 的 异常 爆 〔 〕 。 我们 认为这些异 常爆裂不 能 用解理 发育及 硬度低去 圆满解 释 。 因 裤理 及硬 度是矿 物 固有性 质 , 不 论其 是纯 净透 明变种 或 乳 白色变种 , 都 具有同样解理 和 硬 度 。 如 系解 理 引起 虽烈 热爆 炸 , 则不 同 变种都 应产 生强 烈热 爆裂 。 所 以 , 一些 谈 酸 盆在 加热 过程 中 泛生 强 烈异常 爆 裂的 原 因 , 很 可 能 , 在相 当程 度 上 是其 中含有丰富 的 气一 液 包体 。 虽然 也不 能 完 全忽 视热 声 分 析 过程 中 , 由于解理 发育 和 硬 度低可能 出现灼 一定影 响 , 但 其 影响 只 是加重 了 匕述 起 原于 气一 液 包体 的爆 裂 的干扰 程度 。 六 、 关 于 矿 物 中气一 液 包并 的分 类 尚题 本文不详细讨 论包体分类 的 问题 , 但是下 面 这些 清况是值 得注 意 的 。 矿 物中的气一 液包体 , 从 某种成 因角度来 看 , 似 可分为 两大类 。 一类为正 常成 因气 一 液包 体 , 它们广泛 分 布于一些 内生矿 物 中 。 其 成 因 完全 符 合 索 尔 比 的理 论 。 它 们被 捕获 时 是单相 流体 , 由于物理 作 用 , 物质 冷缩后 发生 了气 相 与液们 的 分离 。 它 们是包体 犷物学研 究 的主 要 对象 , 可 用于 包体测 温学 、 包 体测 压 学和 用 于找矿 劫 探 工作 。 另一 类为异 常 成因 气 液 包 体 , 它 们分布于 某 些 内生 或外生 矿 物 中 。 其 中大 约 又可 分为物理 成 因 的和 化学成 因 的 两个 亚类 。 由原生正 常气,液包 体 , 经重 结晶或其 他物理 作用等而 发生 非均匀分 裂形 成的 包体 , 可 作为 物理 成因 的异 常 气 一 液 包体 的 代表 。 而 目前 发现 于 神 乳石和 石笋 等典型外生 矿物 中的 气一液包 体 , 则是 化学成因 的异 常 气一 液包体的 代表 。 而 且 , 无 疑 凡 是化学成因 的 气一液 包体 承卢焕 章同志 蹭 送标本

均应属于异常气-液包体。这类异常气一液包体,被捕获时就可能是非匀流体,其中气相与液 相的分离,不是由于物哩作用使物质冷缩的结果,而可能与矿物形成时的化学作用有关。最 后,还有一种异常气-液包体,它们是在样品加工过程中或其他人为作用下形成的。例如石 盐和甲盐等,因其在水中溶解度很大,如果磨制薄片时不适当地采用干磨法,则可以使其原 有流态包体改变性质,如单相液态包体变为异常气一液包体等。事实上在磨制这类薄片时, 可以在其饱和盐溶液中进行,从而不致产生异常包体。 所有上述这些异常包体,均绝不能用于包体测温学、包体测压学等方面的研究,也不能 用于找矿勘探工作。相反,在包体矿物学工作中,要尽量排除这类气一液包体可能产生的干 扰。特别是某些异常气-液包体在自然界可能分布很广,如化学成因的包体就是如此。某些 内生矿物中是否有这类化学成因包体,也值得注意研究。 七、结 論 1.所研究的钟乳石和石笋中的气一液包体,是在风化作用过程中,在常温常压下形成 並保持至今的。其成因与内生成因矿物中的一般气一液包体不同,不能用于地质测温学和地 质测压学。 2.这些两相气一液包体,其液相可能为水溶液,气相为CO2。它们的特点是成因的特 殊性、同一矿物同一生长带上同时形成的气一液包体具有很不同的充填度、以及在常温常压 下不能见到其CCz汽泡的液化。 3,钟乳石等碳酸盐,在加热过程中发生强烈爆裂的原因,是其中含有较丰富的特殊成 因的气一液包体,而主要不是由解理引起的。 4.文献中己发表的一些方解石等碳酸盐测温结果的正确性,应审旗地重新评价。可能 其中有些是不正确的。不管它们是用的包体测温法中的哪种方法。包体测温学和测压学的研 究成果。在解释时应抱有一定警裼性。其解释正确与否,应视其在地质情况上是否合理。 5.由于钟乳石中发现了这种特殊成因的气-液包体,基于矿物包体研究的地质测温学和 地质测压学的某些基本原理似应适当修改和补充。在广泛应用包体的原理方法于地质测温学 和地质测量学时,必须适当加强对有关矿物包体的一些基本理论的研究。 6.除钟乳石与石笋外,其它方解石(包括内生的)中也可能有这种特殊成因的气~液 包体。其特征是在同一晶体的同一生长带内,同时形成的同种气-液包体充填度可能不同, 也不能用于地质测温学和地质测压学。只有当这些在同一一晶体上,同一生长带内,在同一条 件下形成的同种气一液包体,具有近似充填度並用均化法或图解法或计算法所测各包体的温 度也近似,这些气一液包体在形成时才是单相流体,测试结果也才可靠。 7,爆裂法研究用样品,必须预先用酸处理以彻底清除其中可能存在的方解石等碳酸 盐。因试样中如含有1~0.1%的上述碳酸盐,均可能产生严重干扰。 8.对方解石的热测量,可通过测其共生矿物的形成温度来解决。在确证其中气-液包 体系一般内生成因,而非C(HCO3)z分解而成时,可用包体测温法。如用爆裂法,则以用 热真空法或热压法较合适,它能排除即使解理可能产生的干扰。 当然,不应,也不能因这次工作成果去怀疑一切。矿物包体地质测温学和地质测压学的 方法,己由发现、肯定、怀疑、否定、再肯定到大发展阶段。这一新兴科学頠域必将吸引更 多的人来研究,其研究成果必将越来越广泛地应用来解决有关地质方面的许多理论问题和实 9

均应 属于 异 常气一 液 包 体 。 这类异 常气一 液 包体 , 被捕 获时就 可能是非匀 流体 , 其 中气相与液 相 的 分 离 , 不 是 由于物 理作 用使 物质冷缩 的 结果 , 而可能 与矿 物形成时的化学作用有关 。 最 后 , 还 有一 种 异常 气一 液 包体 , 它 们是 在样品 加 工过 程中或其他人为作用下形成的 。 例如石 盐 和 甲盐等 , 因 其 在水 中溶解 度很大 , 如 果磨 制薄片时不适 当地 采用干磨法 , 则可 以使其原 有流态 包体改 变性质 , 如单相液态 包体变为异 常 气一 液 包体等 。 事实上在磨制这类薄片时 , 可 以 在其饱和 盐溶液 中进行 , 从而不 致产 生异 常包体 。 所有上述这 些异 常 包体 , 均 绝不能 用于 包体测 温学 、 包体测压 学等方面 的研 究 , 也不能 用 于找矿 勘探工 作 。 相反 , 在 包体 矿 物学工 作 中 , 要尽量排除这 类 气一 液 包体可能产生的干 扰 。 特 别是某些 异常 气一 液 包体在 自然 界 可能分 布很广 , 如 化学成 因 的包 体就是如此 。 某些 内生矿物中是否有这 类 化学成因 包体 , 也 值得注 意研 究 。 七 、 结 箫 所研究 的钟 乳石 和石 笋 中的气一 液 包体 , 是 在风 化作 用过程 中 , 在 常 温常压下形成 业 保持 至今 的 。 其成 因与内生 成因矿物 中的一 般气一液 包体不 同 , 不 能 用于地质测 温学和地 质 测压学 。 这 些 两相 气一 液 包体 , 其液相可能为水溶液 , 气相为 。 它们 的特点是成因 的特 殊性 、 同 一矿 物同一生 长带 上同时 形成 的气一液 包体具有很不 同 的充填度 、 以 及在常 温常压 下不能 见 到其 汽 泡 的液 化 。 钟乳石 等碳酸盐 , 在加热 过程 中发生 强烈爆裂 的原 因 , 是 其 中含有较丰富 的特 殊成 因 的气一 液 包体 , 而主要 不是 由解理 引起的 。 文 献 中己发表的一些 方解石 等碳 酸盐测 温结 果的正确性 , 应 审慎地重新 评价 。 可能 其 中有些 是 不 正确的 。 不管 它们是 用的 包体测温法 中的哪种方法 。 包体测 温学 和 测压 学的研 究 成果 。 在解 泽时应 抱 有一定警惕 性 。 其解释正 确 与否 , 应视 其 在地质 情况 上是 否 合理 。 由于 钟乳石 中发现 了这种特殊成 因的气一 液包体 , 基 于矿 物 包体研究 的地 质 测温学 和 地 质侧压学的 某些基 本原理 似 应适 当修 改 和补充 。 在广泛 应用 包体的原理 方法 于地 质测 温学 和 地质测 量学时 , 必须 适 当加强对 有关矿 物包体的一些 基本理论 的研究 。 除 钟乳石与石笋外 , 其它方解石 包括 内生 的 中也可能 有这种特 殊成 因 的 气 一 液 包体 。 其特征是 在同一 晶体的同一 生 长带 内 , 同 时 形成 的同种 气一 液 包体充填度可能不 同 , 也不 能 用 于地 质测温学 和地 质测 压 学 。 只 有当这些 在同一 晶体 上 , 同一 生 长带 内 , 在同一 条 件下 形成 的同种 气一 液 包体 , 具有 近 似充填度业 用均 化法或图解法或 计算法所测 各包体 的温 度也近 似 , 这些 气一 液 包体在形成 时才是 单相 流 体 , 测试 结果也才可 靠 。 爆 裂法研 究 用样 品 , 必须 预先用 酸处理 以彻底 清除其 中可能存在 的 方解石 等碳 酸 盐 。 因试样 中如 含有 一 的上述碳 酸盐 , 均 可能 产生 严重干扰 。 对方解石的热 测量 , 可通 过测 其共生矿 物 的形成 温度 来解决 。 在确证其 中 气一 液 包 体系一 般 内生 成 因 , 而非 “ 。 分解而成时 , 可 用包体测 温法 。 如 用爆裂法 , 则 以 用 热真空法 或热 压法较 合适 , 它能排 除即使 解理 可能产生 的干扰 。 当然 , 不 应 , 也 不能 因这 次工作成 果去怀 疑一 切 。 矿 物包体地 质测 温学 和地 质测压 学的 方法 , 己由发 现 、 肯定 、 怀疑 、 否定 、 再肯定到大 发展阶 段 。 这一 新兴科学颁域 必 将吸 引更 多的人 来研究 , 其研究 成 果必 将越 来越广 泛地应 用 来解 决有关地质方面 的许 多理 论 问题 和 实

际问题。· 上述初步工作是在领导和同志们积极支持下进行的,尤其是本文承陈希廉、袁怀雨两同 志详细申阅並提出很多宝贵意见。 这次所测芦笛岩各标本中有一块钟乳石是承刘正果同志代采的。北京第三研究所为该标 本均化法测温工作热情提供了热台。特别是陈先同志积极和我们一起观察了芦笛岩部分钟乳 石中的气一液包体並一道测定了两个包体均化温度。冻结试验是在中国地质科学院的冻结台 上进行的,承李荫清同志热情提供帮助。 参考文献 〔1)O.A.orOB:Pa3Bari2 TexHEKM n yc1o3M分ΠHM3H:HH7M3T0aaB3p- BaHH牙BKIo4eHhi,《Mua :panoruteckas repMoM3 rpna n6poM3TpH》, M3n.Hayka,1965. (2)H.C.Sorby:On the microscopic structure of crystals indicating the origin of minerals and rocks,Jour.Geol.Soc.London,1858. 〔3〕何知礼、张志庆:爆裂法的应用范围和取样要求,冶金部北京地质研究所内部资 料,1967。 (4)H.II.EpMoB:M:To ucnoJb3oBaHn ra30BOKx BK npH noucKax pa3Beake nocrMaTMaryecKux MecrpoxeHH cnc- pynx To.,CoBerekaa reomors,M9,1966. 〔5)北京钢铁学院:矿相学,1977.4, (6)H.II.EpMakoB:MccnenoB3 MuHepanoo6pa3yoo pacrBopoB, 1950. (7)T.M.IIImyH:K Boupocy o ra30BO-Rx BKJo4eHHax B MHHepa- nax cHoayMeHOBHx nerMaTHroB,-B c6:(Teonorua MecrpoxaeHu peakux3I3Me宜roB》,BblΠ.9,1931. [8)F.G.Smith and W.M.Little:Sources of error in the decrepitation method of study of liquid inclusions,Econ.Gool,N3,1953 (9)JI.C.IIy3aHoB,A.JI.AMurpuk Hekoropbe Bonopoch Meronnxn nccaenoBannn no nexpnranan MHepanoB,Inron.n none3H.HcKo- naeMbe,№3,1965. (10)F.G.Smith:Physical geochemistry,1962. (11)E.Ingerson:Liquid inclusions in geologic thermometry,Amer. Mineralogist,v.33,1947. (12)H.S.Scott:The decrepitation method applied to minerals with fluid inclusions,Econ.Geol.,v.43,N038,1948. 10

际 问题 。 ‘ 上述初步工作是在领导和 同志们积极支持下 进 行的 , 尤其是本 文承 陈希廉 、 袁怀雨 两同 志详细审阅业提 出很多宝贵意见 。 这次所测芦笛岩各标本中有一块 钟乳石是承刘正 呆 同志代采 的 。 北京第三 研究 所为该标 本均 化法测温工作热情提供 了热 台 。 特别是 陈先同志 积极 和 我们 一 起观 察 了芦 笛岩 部分 钟乳 石 中的气一液包体业一道测定 了两个包体均化 温度 。 冻结试 验是 在 中国地质科学院 的冻结 台 上进行的 , 承李荫清同志热情提供 帮助 。 参 考 文 献 〔 〕 〔 〕 〔 〕 〕 〔 〕 八 。 二 。 盗 、 。 , 二 。 “ 。 ” 二 ” 仄 ” “ 一 只 几 幻 、 , 业 , 几 · 只 只 “ 只 , 江 。 , , , 何 知 礼 、 张 志庆 爆 裂 法 的 应用 范围和取 样要求 , 冶 金 部北 京地质研 究所 内部资 料 , 一 。 、 。 江 涯 。 且 “ 水 且 及 江 刃 互 。 且 万 “ 及 蓝 且 任 班 袱 仄 业 几 一 江 几 , 只 几 只 , 恤 , 北 京钢 铁学院 矿相 学 , 夕班 江 。 江 。 述 江 “ 江 弓 犯 犯 以 义 , 工 几 且 一 水 汉 砚 几 幻 从 红 “ 几 二 及 从 , 一 《 几 只 东 众 “ 众 及 直 日》 , , 一 , , 取 , 月 , … 几 二 。 江 。 二 。 班 及 直 及 。 坟 班 交 红 江 , 玫 万 “ 几 。 “ 一 , 犯 , , · 了, , , , , , 取

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