均一法

均一法

最常見的氣液包裹體是在某種溫度和壓力條件下從均一的流體中捕獲的,當溫、壓降低時,由於流體和主礦物的收縮係數不同,包裹體中的流體才分離成液體和氣體,加熱包裹體使它們恢復到原來的均一狀態,此時所對應的溫度稱為均一溫度。

基本介紹

  • 中文名:均一法
  • 外文名:homogenization method
主要原理,主要儀器,溫度的校正,實驗步驟,

主要原理

我們在室溫下從顯微鏡看到的各種氣液包裹體主要由液相和氣相組成,這種氣相和液相是包裹體中被捕獲的成曠溶液(捕獲時充滿了包裹體整個空間)收縮(成曠溶液和主礦物的收縮係數不同)的結果。氣相和液相均一的過程實際上是相轉變的過程。當我們把含有包裹體的薄片放在熱台中加熱。則可以看到,隨著溫度上升,各個相的量比發生了明顯的變化。當達到一定溫度時,發生了相的轉變,即從二相或多相轉變到一個相,這就叫做均一,這時的溫度就叫均一溫度。
(1)液體包裹體,在室溫時其氣液比小於50%。當加熱時,我們可以看到液相逐漸擴大,氣相逐漸縮小,最後完全消失。此時的溫度就叫做均一溫度。當再下降溫度時,氣相又重新出現。這叫均一到液相,說明原先捕獲的成礦溶液是液相。
(2)氣體包裹體,在室溫下氣液比大於50%。加熱時液相逐漸變小,氣相逐漸擴大直至在均一溫度時充滿了整個包裹體的內腔。當溫度下降時,液相又重新出現。這叫均一到氣相,說明原先捕獲到包裹體中的成礦溶液是氣體,冷卻後氣體中的少量液體在包裹體的邊上冷凝出來,形成我們在室溫下見到的氣體包裹體。
(3)包裹體在加熱時,氣相既不縮小也不擴大,而是在升溫過程中,氣,液相的界線逐漸淡薄,最後在均一溫度時界線消失而均一到一相。這種現象比較少見,表明包裹體捕獲的成礦溶液體系可能是處於臨界狀態,其均一過程是沿著該體系的臨界曲線進行的。包裹體的這種從多相轉變到一相或均一的現象,可以說是基本上恢復了它被捕獲時的原始狀態,而均一溫度加上壓力校正值(即壓力對溫度的校正值)則可以作為成岩戍礦溫度的下限。如果形成的礦床的壓力不大(深度不超過1—2公里),均一溫度則直接可以近似地看作成礦溫度的下限。在這裡特別耍指出的是均一溫度是一個相對的溫度,而不是絕對的溫度。 ·

主要儀器

均一法儀器的主要特點是簡便,容易推廣。其儀器主要分以下幾部分。
(1)熱台
顯微鏡熱台是均一法測溫的主要儀器,國內外均設計和製成了各種各樣的熱台。
①設計熱台的主要技術要求 ·
A.熱台是在顯微鏡下使用的,設計應考慮與顯微鏡配套,一般高度為30一40毫米。
B.為適合各類樣品的測試需要,應設計熱台工作範圍為20一1300℃左右。
c.為保證測試的精度,爐膛內相對恆溫區的溫度梯度越小越好。
D.設計時應考慮長焦距物鏡的工作距離,放樣品的平面與熱台外殼上玻璃窗距離應小於長焦距物鏡的工作距離。
E.裝取樣品方便。
②熱台的主要部件
A.熱台外殼體,由台蓋和台體二部分組成,分別裝有冷水循環系統。其作用是固定,保溫和保護顯微鏡物鏡。
B.爐膛,它是熱台的中心,其中安裝加熱電爐、載樣台及熱電偶,其作用是銣造一個樣品測定的相對恆溫區。
C.加熱電爐,是由電熱絲在雲母片上繞制而成的,其作用是在一定電流通過下產生熱量使樣品升溫,
(2)顯微鏡
各種生物顯微鏡或偏光顯微鏡均可用,也可以用干涉顯微鏡、投影顯微鏡或電視顯微鏡。為避免物鏡在高溫熱台上工作時與樣品距離太近而造成損壞,顯微鏡要求具備各種倍數的長焦距物鏡(5×、10 X、20×,30 X、50 X等)以及與之相適應的目鏡。
(3)光源
用於均一法的顯微鏡光源要求比j般的岩石顯微鏡光源要強些。原因有三點。
①包裹體一般很小,而且它的折光率與主礦物的折光率一般相差不大,因此沒有足夠的光亮度不能保證其成象的清晰度。
②均一法測溫是在熱台中進行的,光線通過多層石英玻璃或白雲母片做成的光窗,被觀察的樣品也有一定的厚度,從而使透過的光線大大受到削弱,因此,需要使用較強的光源。
③當在熱台中進行6000c以上高溫測定時,加熱爐絲由於高溫而發紅,有時整個爐膛都會變紅,從而減小了透過光線的對比度,為此原因也需要增強光源。
綜上所述,我們在作均一法時所用的顯微鏡光源應加強,並注意把光源聚焦在熱台的載樣平面上,而不是顯微鏡的工作檯面上。
(4)溫度測量部分 由熱電偶和高溫表組成,也可以用汞溫度計。這是均一法的計量部分,要求所配備的熱電偶、高溫表或汞溫度計在熱台工作範圍之內。熱電偶一般用鎳鉻一鎳鋁熱電偶或鉑銠一鉑熱電偶,也可以用銅一康銅熱電偶。熱電偶的冷端要放在冰中或接上冷端溫度補償器,以使其保持零位。高溫表必須與熱電偶相配套。連線時要注意外接電阻,不能接錯,也可以用毫伏計來測量,把測得的毫伏數在已知的圖表上換算成溫度值。
(5)熱台的電源加熱電爐的電源的輸入電壓應視其電阻值而定,不能太高,以免燒斷爐絲。為了能自如地控制升溫速度,可在加熱電爐與電源問裝一個可調變壓器,調節變壓器使熱台溫度勻速上升(最好是線性自動升溫)。

溫度的校正

由於熱電偶本身的誤差、熱台中的熱梯度及樣品與熱電偶位置差異等原因,熱台製成後必須對高溫表上指示
的溫度值進行校正,校正的辦法有:
(1)與標準熱電偶、溫度計相比較國內外均生產各種標準的溫度計和熱電偶。可將標準熱電偶或溫度計與我們所用的熱電偶或溫度計同時放在熱台的載樣位置上,得出各個不同溫度點的差值,然後作出校正曲線。
(2)純金屬或純化合物的熔點法因為各種金屬及純化合物的熔點已被公認,我們可以用來校正我們高溫表上讀得的溫度值。校正的方法是將被測的各種純金屬或純化合物放在所測樣品的位置上,按測定條件升溫以求得各標準熔點與高溫表上讀出溫度值之差,然後作出校正曲線。

實驗步驟

在準備好樣品、校好溫度後,即可進行均一法的測定。根據我們的體會,均一法測溫的主要步驟如下:
(1)用於測溫的包裹體的選擇
①區分好包裹俗的各種類型,如原生、次生包裹體,氣體、液體、多相包裹體等.以便分別測定。測定時,應按從低溫到高溫,先次生後原生,先液體包裹體後氣體包裹體的次序進行。
②根據各個工作目的,選擇不同的包裹體來測定。如需要解決成礦溫度問題,要選擇原生包裹體I要了解後期熱液活動情況,應選擇次生包裹體來測定。
③為使測定正確起見,對於同一類包裹體中應選擇體積大,腔邊細,氣、液相界限清楚的包裹體進行測定。
④多相包裹體被選作測定對象時,要單獨詳細地記錄,特別要注意氣、液相之外的其他相在加熱時的變化情況。
⑤根據上述條件選出的包裹體在樣品所在區域用筆圈出來做上記號,以便能在測溫時容易找到,並對這些包裹體照相。
(2)把圈起來的樣品分割成若干小塊,以能逐個放入熱台測定。
(3)檢查儀器的光路、電路是否暢通。
(4)溫度測定把分割成小塊的樣品放入熱台,調葦顯微鏡使之聚焦找到欲測的包裹體,打開冷水循環開關,手動調壓器控制溫度以每分鐘5—10℃的速型均勻上升,並連續觀察包裹體在升溫過程中相的變化,直到二相均一到一相時記下這瞬時的溫度,即為均一溫度。再調低電壓使溫度下降,觀察並記錄包裹體均一後又出現二相時的瞬時溫度。.當兩者溫度相差不超過5%時,則說明測得的均一溫度是正確的。

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