人工合成H2O及NaCl-H2O体系流体包裹体低温原位拉曼光谱研究

盐水化合物低温时具有特征的拉曼光谱,已有实验证明这种拉曼光谱适合于判定标准溶液的溶质性质.人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,也是检验激光拉曼法测定单个流体包裹体溶质性质可行性的关键.本文采用Sterner和Bodnar提出的方法,在50/100MPa,500~600℃范围内合成了纯H2O体系和NaCl含量为5.12,9.06,16.6,25wt%的NaCl-H2O体系的流体包裹体.联合使用冷热台和激光拉曼探针,在低温(-180℃)时原位测定采集了冰及水石盐(NaCl·2H2O)的拉曼光谱.研究表明合成包裹体的盐水化合物(NaCl·2H2O)具有特定的拉曼光谱,可以做为鉴定自然界水-盐体系包裹体中NaCl存在的标准.包裹体中的水在冷冻后以结晶冰的形式出现,而不是以非晶质的固体(水玻璃)形式出现.初次冷冻后采集的原位拉曼谱显示了明显的冰峰(3098cm-1),但没有典型的水石盐拉曼谱峰出现.随着温度的升高,在-40~-22℃温度区间观察到明显的相变,其代表了水石盐的结晶事件而不是熔化事件,对低于NaCl-H2O体系低共熔点(-20.8℃)的相转变温度的解释应该慎重.盐水化合物的拉曼谱与冰的拉曼谱的相对强度及截面之比,指示出流体包裹体盐度的相对大小.水石盐的3423cm-1峰与冰峰(3098cm-1)的峰高、峰的截面积之比是获得NaCl-H2O体系盐度信息的比较理想的参数.