测温分析在线视频

同学们大家好

这一章

我们主要来学习测温分析的实践问题

再通过两个实验

来具体说明实验的注意事项

首先我们来看测定之前的一般准则

1、一般准则

测定之前，应对样品中的包裹体进行充分描述

因为加热过程中，包裹体通常会发生非弹性扩张

甚至出现渗漏和爆裂作用

不同世代、不同成分的包裹体应加以区分

选择合适的包裹体用于进一步的分析

为防止不可逆事件的发生，通常的做法是

（1）把样品碎成几块较小的碎片

（2）准备一个复制的薄片

（3）测试工作先从冷冻操作开始

（除了单相水溶液包裹体，或低气体/液体比值的包裹体）

2、冷冻实验

下面我们来看一下自然界常见的几种体系流体的低温相变

首先介绍H2O-盐溶液包裹体（H2O-NaCl体系）

从相图上我们可以看到

在室温下H2O-NaCl体系流体可以划分为

不饱和的水溶液流体

以及饱和的水溶液流体两种

不饱和的水溶液包裹体

又可以划分为盐度介于0-23.3 wt%NaCl的溶液

以及盐度介于23.3-26.3wt%NaCl的溶液

盐度介于0-23.3 wt%NaCl的溶液

冷冻时包裹体内的相变化顺序依次为

液体→冰+液体→冰+水石盐

在初溶温度TFM时液体与固体的比率

代表此类流体盐度的高低

根据杠杆原理（Hall and Insley，1974）

液体 / 冰= a / b

液体% = a /（a+b）× 100

在初溶温度TFM时

液体相所占的百分含量越高

此类流体的盐度则越高

盐度介于23.3-26.3wt%NaCl的溶液

冷冻时包裹体内的相变化顺序依次为

液体→水石盐+液体→冰+水石盐

在初溶温度TFM时液体与固体的比率

用杠杆原理也可以表示（Hall and Insley，1974）

液体 / 水石盐= d / c

液体% = d /（c+d）× 100

同样，在初溶温度TFM时

液体相所占的百分含量越高

此类流体的盐度则越高

自然界另外一种常见的二元体系流体是H2O-CO2体系

由于CO2相密度的差异

加热实验中此类流体通常具有三种均一方式，即

当体系内CO2相密度相对较低时

均一到水溶液相；

当体系内CO2相密度相对较高时

均一到CO2相；

当体系内CO2相密度处于临界点时

流体发生临界均一

将室温下不混溶的H2O-CO2体系流体冷冻到零下100℃

再缓慢回温至室温

这一过程中可观察CO2相的低温相变行为

在冷冻过程中

由于CO2水合物或者“笼合物”的形成

包裹体内各相有强烈的相互作用

在CO2水合物中固定了大量的CO2和水

从而干扰了剩余水溶液和非水溶液的低温相变

实验过程中我们可以观察到

CO2在水溶液中的均一温度不会超过31.1℃

这与体系中的CO2的密度高低直接相关

在自然界的还原性体系流体中

通常会含有大量的CH4

形成H2O-CO2-CH4体系流体

该体系流体与H2O-CO2体系在室温下难以区分

但在低温下可以区分

因为CH4的加入

降低了H2O-CO2体系的三相点（-56.6℃）

扩大了固体CO2溶化范围

自然界常见的三元体系流体

通常为混合的H2O-NaCl-CO2包裹体

该体系流体在冷冻时至少可以发育5个相

水溶液、冰、气水化合物、固体CO2、富CO2液体、富CO2气体

室温下（20℃）

包裹体为含有水溶液、CO2液相

和CO2气相的典型三相包裹体

在冷冻过程中气泡不断扩大

直到-28℃水溶液相看起来好像冻结为止

同时，固体在液体CO2相的中心

形成放射状结构

这是由于“笼合物”化作用

即CO2水合物CO2•5.75H2O的形成所致

笼合物是无色均质的

一般难以观察

除了液体CO2-水溶液界面的轻微弯曲

和CO2量的减少外

这个变化很容易被忽视

由于笼形化合物的出现

将水从水溶液相中移出

从而增加了剩余溶液的盐度

在进一步冷却过程中

水溶液相在-40℃时经历第二次冻结

这次的固化作用较容易观察到

水溶液变成了半透明的冰

并且围绕气泡的笼合物标尺

也破裂并形成弯曲的椭圆形态

最后在-92℃时

包裹体相组成为

CO2固体、CO2气体、笼合物和冰

测温过程应注意：

CH4、N2和很多其它常见气体

会形成带有CO2的混合水合物固熔体

CH4提高了CO2水合物熔化温度的上限

即会出现高于+10℃的CO2水合物熔化温度

我们也可以利用这一现象判断体系内CO2的纯度

通常情况下

水合物熔化温度测定的精确度±0.5℃

3、加热实验

加热实验与低温研究相比，相对简单

加热实验的过程，即液-气均一化作用的过程

如图展示的是

富液包裹体的密度、wt%NaCl和TH之间的关系

通常情况下

该类流体包裹体在加热过程中均一到液相

随着密度及盐度的升高

体系内流体的不混溶区间

向更高的温度和压力方向拓展

如图展示的是富气包裹体

盐度和压力之间的关系

随着体系盐度和压力的增大

不混溶区间范围

也是向更高的温度、压力方向扩展

在适度的温度和压力下

NaCl-H2O体系会发生沸腾作用

与流体沸腾有关的富气相包裹体

多含有低于1wt%NaCl的盐度

和低于0.1g/cm3的密度

特定的条件下，体系会发生临界均一

临界均一化作用并没有没有特殊意义

临界密度随含量的增加而沿临界曲线增加

加热实验过程应注意

(1)接近最终均一温度时

加热速率降到每分钟几度

(2)加热过程中

气/液比值的应呈现有规律的平稳变化

如果出现气泡的突然增大或减小

则包裹体内的流体可能发生了泄露或爆裂作用

在含石盐、液体和气体的NaCl饱和水溶液包裹体中

通常会出现石盐等子矿物

加热实验中，需要关注的子矿物的溶解速率

这与它们在液相中的溶解度有关

如果气泡早于子矿物消失

指示包裹体捕获的是过饱和流体

如果气泡晚于子矿物消失

指示包裹体捕获的是不饱和流体

如果气泡与子矿物同时消失

则指示包裹体捕获的是临界流体

好了，这节课到这里就结束了

本节课的知识点比较多，也比较重要

希望同学们下来能够实际操作一下

这样才能更好的掌握本章知识

在下一章中，我们将会讲解测温数据表示和解释

同学们下节课再见