论包裹体成分-相态分类

李葆华， 顾雪祥， 彭义伟， 陈 晨， 王升鹏， 杨倩倩

(1.成都理工大学 地球科学学院，成都 610059；2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083)

0 引言

任何一门自然学科，往往都把分类问题作为首先需要研究的任务之一。这是因为，分类被认为是一种阐明自然规律的有效方法，甚至可能是最简单的方法。当然，包裹体的分类也不例外。

包裹体分类是人们对其特征认识的归纳和总结。到目前为止，包裹体分类方案归纳起来大致有4种：①成因分类(原生包裹体、次生包裹体和假次生包裹体)；②物理相态(固体包裹体、液体包裹体和气体包裹体)；③捕获状态分类(均匀捕获包裹体、非均匀捕获包裹体，也称正常包裹体和异常包裹体)；④成分-相态分类。

笔者只讨论矿物中包裹体的成分-相态分类。将包裹体的成分和相态特征进行归纳，提出一个能反映包裹体自然规律的分类，对研究岩石、矿床成因有着重要的意义。

1 包裹体成分-相态分类的现状

为了满足理论研究和实际应用的需要，前人进行了大量研究工作，并提出了他们认为比较合理的分类方案。其中著名的有：

1)H.П.耶尔马可夫[1]于1950年以物理状态为主要依据，结合包裹体成分及成因，提出了一个包裹体分类，此后又进行了补充，他将矿物中包裹体划分为5大类：①外来物及早期生成物；②岩浆包裹体；③液体包裹体；④气体包裹体；⑤碳氢化合物包裹体(有机包裹体)。每类中按物质成分及不同相态分成若干亚类[2]。

2)1961年，B.A.卡留日内[2]在研究工作的基础上，并参考H.П.耶尔马可夫的资料，提出了一个分类方案，他首先把包裹体分为固相包裹体、液相包裹体、气相包裹体和玻璃包裹体4大类，然后又把液相包裹体分为气-液包裹体、液-气包裹体、复杂包裹体、CO2包裹体和石油包裹体5个亚类，最后再把复杂包裹体划分为H2O-CO2包裹体、H2O-玻璃包裹体和H2O-石油包裹体3个小类[1]。

3)卢焕章等[3,4]根据包裹体中物质成分的不同，把包裹体分为流体包裹体和岩浆包裹体2大类。按流体包裹体在室温下的成分和相态，又分为：纯液体包裹体、纯气体包裹体、液体包裹体、气体包裹体、含子矿物包裹体、含液体CO2包裹体、含有机质包裹体和油气包裹体。把岩浆包裹体细分为玻璃质熔融包裹体、晶质熔融包裹体和流体熔融包裹体3个小类。

以上分类方案的优点是使用方便，基本反映了不同包裹体类型的特征，但在包裹体大类、亚类和小类的划分上均存在不合理之处，特别是以室温下气液比50%作为界线划分气体包裹体和液体包裹体，既缺乏依据，也没有物理的、化学的或成因的意义[5]。

2 包裹体成分-相态分类及主要特征

笔者根据室温下包裹体中物质种类的不同，将矿物中的包裹体分为固体包裹体、熔体包裹体、流体-熔体包裹体和流体包裹体4大类(表1)；按照包裹体的矿物成分或化学成分划分亚类(如固体包裹体按矿物成分不同可分为磷灰石包裹体、锆石包裹体、金红石包裹体、辰砂包裹体等；又如流体包裹体按化学成分划分为H2O包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃包裹体和烃-H2O包裹体等亚类)；根据室温下相态划分小类，如H2O包裹体可以进一步划分为液相H2O包裹体、气相H2O包裹体、气液H2O包裹体(又可分为富液相的气液H2O包裹体和富气相的气液H2O包裹体)和含子晶的气液H2O包裹体。

表1 包裹体按成分-相态分类表Tab. 1 The table of inclusion classification by component and phase state

图1 包裹体类型(一)Fig.1 The type of inclusions(one)

图2 包裹体类型(二)Fig.2 The type of inclusions(two)

图3 包裹体类型(三)Fig.3 The type of inclusions(three)

1)固体包裹体：是指主矿物生长过程捕获介质中早期结晶的固相，一般以微小的自形单晶被圈闭在主矿物中。例如橄榄石中的铬尖晶石，辉石和斜长石中的磷灰石，石英、长石(斜长石和钾长石)和云母中的磷灰石、锆石、磁铁矿、金红石、榍石，石英中的辰砂、方解石(图1(a)、图1(b))等。

2)熔体包裹体：又称岩浆包裹体或熔融包裹体(硅酸盐熔融包裹体)。它是岩浆阶段生成的矿物捕获的硅酸盐熔体小珠滴(1 μm ～300 μm)冷凝而成的。熔体包裹体根据结晶程度又可分为玻璃质熔体包裹体(图1(c))和晶质熔体包裹体(图1(d))。玻璃质熔体包裹体主要分布于喷出岩中，由于其形成时冷却迅速，熔体来不及结晶，故成玻璃质，除玻璃外也含有气体。晶质熔体包裹体存在于侵入岩矿物中，包裹体中主要由晶体+气体组成。

3)流体-熔体包裹体(流-熔包裹体)：这是伟晶岩、花岗岩和闪长岩中常见的包裹体类型，室温下它由气相+液相+晶质矿物或玻璃组成。气相和液相统称流体相。流-熔包裹体中的流体相可以是由捕获的岩浆(硅酸盐熔融体)分异出来的，并与岩浆共存，是均匀捕获的包裹体；也可以是在岩浆-流体不混溶体系中，主矿物结晶时在一个包裹体中同时捕获了岩浆和热液，是一种非均匀捕获的包裹体。这种包裹体可细分为富流体相的流-熔包裹体和富熔体相的流-熔包裹体两类(图1(e)、图1(f))[6.7]。

4)流体包裹体：它是主矿物生长过程中捕获的成矿流体(气相或液相或超临界流体相)所形成的包裹体。按其成分可将此类包裹体又可分为H2O包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃包裹体和烃-H2O包裹体5个亚类[6-12]。

5)H2O包裹体：也可写作水包裹体。地壳中的流体主要是纯水到含盐60 wt%的盐水溶液。因此，H2O包裹体在岩浆岩、变质岩、沉积岩、热液矿床以及油气藏的矿物中分布极其广泛。特别是在沉积喷流型(SEDEX)铅锌矿床、浅成低温热液矿床、斑岩型铜钼矿床、密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床等热液矿床中，流体包裹体类型均以H2O包裹体为主。

在室温下按包裹体的物理相态，可以把H2O包裹体划分为气相H2O包裹体、液相H2O包裹体、气液H2O包裹体(又可分为富液相的气液H2O包裹体和富气相的气液H2O包裹体)和含子矿物的气液H2O包裹体4小类(图1(g)，图1(h)，图2(a)，图2(b))[8]。其中，气液H2O包裹体又有富液相的气液H2O包裹体和富气相的气液H2O包裹体之分，前者均一成液相，后者均一成气相。

6)CO2包裹体：又称为纯CO2包裹体。在室温下，CO2包裹体中可以呈现为单一气相(VCO2)或液相(LCO2)、气液两相(VCO2+ LCO2)，这取决于CO2包裹体的密度和室温的高低。因此，室温下CO2包裹体可以分为气相CO2包裹体、液相CO2包裹体和气液CO2包裹体3小类(图2(c)～图2(e))[9]。

7)CO2-H2O包裹体：根据CO2相(VCO2+ LCO2)占包裹体的体积百分数的大小，可将CO2-H2O包裹体进一步划分为富CO2相CO2-H2O包裹体和富H2O相CO2-H2O包裹体(图2(f)～图2(h))[9]，前者均一成CO2相，后者均一成H2O相。

8)烃包裹体：也称为有机质包裹体或油气包裹体。这类包裹体是指完全由碳氢化合物组成的包裹体，烃包裹体的成分变化范围很大，可以从纯甲烷到黑色固体沥青，化学成分是复杂的碳氢化合物的混合物，即烃类的混合物。按包裹体中碳氢化合物的物理相态，可以把烃包裹体划分为气相烃包裹体、液相烃包裹体、气液烃包裹体、沥青包裹体、含沥青的气相烃包裹体、含沥青的液相烃包裹体和含沥青的气液烃包裹体(图3(a)～图3(d))[10-12]。

9)烃-H2O包裹体：又称为含烃的水溶液包裹体。在室温下，此类包裹体中含有液相、气相、固相有机物和水溶液[10-12]。根据烃的体积占包裹体体积的百分比，此类包裹体可进一步分为两类，即富烃相的烃-H2O包裹体和富H2O相的烃-H2O包裹体(图3(e)～图3(h))。

3 包裹体成分-相态分类的意义

如前所述，包裹体的各种分类方案是包裹体研究历史过程中各个不同阶段的产物，它为人们深入认识和研究包裹体奠定了基础。但时至今日还没有一个公认的包裹体成分-相态分类。本文在前人研究的基础上，结合多年的包裹体观察，提出了一个包裹体成分-相态分类方案。本文分类与原有分类相比，具有一定的科学性和实用性。

目前包裹体的分类命名存在着含义不清，易于混淆的问题。例如，液体包裹体和气体包裹体，在室温下这两类包裹体中既有气相，也有液相，但是其名称容易与纯液体包裹体和纯气体包裹体混淆。以室温下气液比50%作为界线划分气体包裹体和液体包裹体，也缺乏理论依据。包裹体分类本来是以室温下显微观察为基础的，而在鉴别液体包裹体和气体包裹体时，又要考虑均一相态，液体包裹体均一到液相，气体包裹体均一到气相。液体包裹体和气体包裹体的成分是H2O、CO2，还是烃类，不明确。在室温显微观察条件下，笔者采用大类、亚类和小类三级对包裹体进行分类和命名，首先根据室温下包裹体中物质种类的不同，划分大类；再按照包裹体的成分划分亚类；最后根据室温下相态划分小类。这种分类方案不仅使用方便，而且还能反映不同包裹体类型的特征，含义明确，避免混淆。如气相H2O包裹体、液相H2O包裹体和气液H2O包裹体；气相CO2包裹体、液相CO2包裹体和气液CO2包裹体；气相烃包裹体、液相烃包裹体、气液烃包裹体等。这些包裹体均有确切的含义，明确的特征，亦可见名知义。

我们把主矿物生长过程捕获介质中早期结晶的微小的自形单晶固相，作为包裹体大类之一，称之为固体包裹体。这类包裹体过去研究较少。固体包裹体一般用来探讨成矿物质来源及性质，在热液成矿作用中对了解矿物共生组合有一定的帮助。如果固体包裹体是一种较大的副矿物(锆石、磷灰石等)，其中含有熔体包裹体、流-熔包裹体和流体包裹体时也可用来研究成矿作用的物理化学条件。

流-熔包裹体常见于伟晶岩矿床中，它既含有熔体又含有流体，特征独特，故把它与固体包裹体、熔体包裹体和流体包裹体并列，划为一个大类。流-熔包裹体是岩浆-热液过渡性流体存在的直接证据[8]。

一般认为，一个好的分类方案，应该具有一定的预见性，也就是说新发现的包裹体在包裹体成分-相态分类表中应有确切的位置。自然界可能还存在H2S包裹体、H2S-H2O包裹体、CH4-CO2包裹体等，它们分属于流体包裹体的亚类之一，而且亦可按照室温下的物理相态，再划分出几个小类。但是由于目前对这些包裹体研究较少，故暂未列入分类表中。

应该指出的是，本成分-相态分类仅仅是一种尝试，希望通过今后的实践以及包裹体研究者的新成果和新发现，不断地加以修正、补充和完善。