红外显微镜在金属矿物流体包裹体研究中的应用

李 芳，黄惠兰

（中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉 430205）

流体包裹体学作为一门独立学科，已有上百年的历史，并取得了很多重要的研究成果。1984年，Campbell等人自行组装了第一台红外光学显微镜，实现了对金属矿物内部结构和流体包裹体的红外光学成像研究。1987年，Campbell等人将这项技术结合显微测温分析，应用于金属矿物流体包裹体热力学特征研究。近些年，美国、加拿大、澳大利亚、中国、日本、法国等国家的地质学家不断地开展金属矿物中流体包裹体的研究工作。到目前为止，已研究的矿物有暗色闪锌矿、金红石、黑钨矿、辉钼矿、辉锑矿、黄铁矿、深黝铜矿、黝铜矿、银镍黝铜矿、硫锑铜银矿、钛铁矿、赤铁矿、铬铁矿、车轮矿等矿物。

红外显微镜系统主要由载物台、红外光源、聚光镜、物镜、调焦机构、图像转换管、目镜、摄像头及计算机等组成。目前最为先进的红外显微镜可以提供两种范围的红外波长（长红外波长λ≤2200nm和短红外波长λ≤1100nm）可以满足不同矿物研究工作的需要。流体包裹体显微测温是使用英国Linkam-THMS600冷热台配备红外显微镜上进行（温度范围:-195℃～600℃）。

红外显微镜对金属矿物中流体包裹体观测的内容，与常规的偏光显微镜下透明矿物中流体包裹体研究内容基本一致。按成因可分为原生包裹体、次生包裹体和假次生包裹体。按物相分为纯液相包裹体（L）、纯气相包裹体（V）、气液相包裹体（L+V）、含子矿物的多相包裹体（L+V+S）、含 CO2三相包裹体（LH20+NaCl+LCO2+VCO2）和熔融包裹体（G）等六大类。

红外显微镜在进行金属矿物流体包裹体测试过程中存在一些问题和难点。主要归纳为以下几点:（1）同种矿物红外透明度存在差异:主要表现为a）不同成因的同种矿物透明度差异较大；b）矿物中微量元素造成透明度的变化。（2）流体包裹体红外透明度的变化:很多金属矿物中流体包裹体整体为黑色或暗灰色，分辨不清相态，如暗色闪锌矿、黑钨矿和黄铁矿等矿物中均已见到。（3）红外光强度影响流体包裹体盐度测定和包裹体类型的判别:在红外光下，由于不能使用红外滤光片，使得红外光直接投射到流体包裹体片上，造成在室温条件下流体包裹体片上的温度过高，从而造成测得盐度偏高等问题。（4）显微测温过程存在的难点:由于在红外显微镜下，流体包裹体的图像是通过红外电子感应转换成数据信号，最后通过电脑软件处理在显示器上输出的，红外光沿着包裹体壁发生强烈折射，从而很难观察到冰晶的形成。冰点温度只能通过包裹体中气泡的大小，形状及位置在冷冻与回温过程中发生的根本性变化来确定，为此我们采用冷冻法与循环测温技术相结合得到。

随着科学技术的发展，红外显微镜应用于金属流体包裹体研究所发挥的作用越来越突出，开拓了流体包裹体学研究的新领域。目前，我国红外显微镜应用于流体包裹体的研究工作还是一项较为新兴的技术手段，具有良好的发展前景，将会引起更多地质学家的广泛重视。