本书是作者在吸收多年来国内外流体包裹体研究精华的基础上，总结流体包裹体最新研究成果编写而成。本书分为三个部分，第一部分为测定篇，主要介绍流体包裹体测定和计算的基本热力学原理；显微测温、成分分析和年龄测定的基本方法；盐度测定；简单体系流体包裹体的热力学参数测定和计算；气体水合物测定和复杂体系流体包裹体的热力学参数测定和计算。第二部分为计算篇，主要介绍流体包裹体捕获条件下热力学参数计算方法，包括形成温度、压力、熔体活度、流体逸度、氧逸度、水溶液pH和Eh等；不混溶流体包裹体特征和三种类型不混溶流体包裹体组合的判别、鉴别和计算；烃类（油气）包裹体均一化和捕获时热力学条件的计算；流体包裹体动力学条件计算；流体包裹体迹面表征参数的测定、断层应力参数分析和构造应力场的数值模拟。第三部分为分析篇，主要介绍有限元分析在流体包裹体中的应用；分形理论和流体包裹体迹面分维测定；小波分析在流体包裹体中的应用；人工神经网络系统分析在流体包裹体中的应用。
样章试读
目录
- 目录
序
前言
（上）
测定篇
第1章 流体包裹体形成机制、相态特征和有关的热力学性质 3
1.1 流体包裹体定义、形成机制和分类 3
1.1.1 流体包裹体定义 3
1.1.2 流体包裹体形成机制 3
1.1.3 流体包裹体分类 5
1.2 流体包裹体有关的相平衡和所属体系相态特征 6
1.2.1 相平衡和相律 6
1.2.2 相图 7
1.2.3 最常见无机成分体系流体包裹体的相态特征 9
1.3 流体包裹体研究的热力学基础 38
1.3.1 流体包裹体研究的三个基本前提 38
1.3.2 流体包裹体等容线 39
1.3.3 流体包裹体常用的状态方程 45
主要参考文献 85
第2章 流体包裹体显微测温原理、成分分析和年龄测定 90
2.1 流体包裹体显微测温原理 90
2.1.1 包裹体捕获后的相变行为 90
2.1.2 均一化测温的相变特征 91
2.1.3 冷冻法测温的相变特征 95
2.2 流体包裹体成分分析 99
2.2.1 成分分析概述 99
2.2.2 成分分析方法 100
2.2.3 包裹体离子成分分析总结和展望 101
2.2.4 包裹体成分分析流程 101
2.3 流体包裹体稳定同位素分析 102
2.4 流体包裹体绝对年龄测定 103
2.4.1 流体包裹体的Rb、Sr同位素年龄测定 104
2.4.2 流体包裹体40Ar、39Ar同位素年龄测定 104
主要参考文献 107
第3章 流体包裹体盐度的测定和计算 110
3.1 盐水（NaCl-H2O）包裹体 110
3.1.1 低盐度（0～23.3%NaCl）水溶液包裹体 110
3.1.2 中等盐度（23.3%～26.3%NaCl）水溶液包裹体 113
3.1.3 高盐度（＞26.3%NaCl，含有NaCl子矿物）的水溶液包裹体 114
3.2 其他盐水（KCl-H2O、CaCl2-H2O、MgCl2-H2O）包裹体 116
3.2.1 图表计算法 116
3.2.2 计算公式 118
3.3 NaCl-KCl-H2O包裹体 122
3.4 NaCl-CaCl2-H2O包裹体 126
3.4.1 NaCl-CaCl2-H2O体系包裹体相变特征 126
3.4.2 NaCl-CaCl2-H2O包裹体测定计算 128
3.5 NaCl-H2O-CO2包裹体 130
3.5.1 NaCl-H2O-CO2包裹体相变特征 130
3.5.2 NaCl-CO2-H2O包裹体测定计算 134
3.6 其他三元盐水溶液包裹体 135
主要参考文献 136
第4章 简单体系流体包裹体体积、密度等参数的测定和计算 138
4.1 测定和计算方法概述 138
4.1.1 方法概述 138
4.1.2 单组分体系流体包裹体一般计算方法 140
4.1.3 两组分及多组分流体包裹体一般计算方法 143
4.2 H2O包裹体 143
4.2.1 H2O包裹体密度的计算 143
4.2.2 H2O包裹体体积的计算 146
4.2.3 H2O包裹体均一压力的计算 147
4.3 CO2包裹体 147
4.3.1 CO2包裹体密度的计算 147
4.3.2 CO2包裹体体积的计算 151
4.3.3 CO2包裹体均一压力的计算 151
4.4 CH4包裹体 151
4.4.1 CH4包裹体密度的计算 151
4.4.2 CH4包裹体体积的计算 155
4.4.3 CH4包裹体均一压力的计算 155
4.5 NaCl-H2O及其他盐水包裹体 155
4.5.1 NaCl-H2O包裹体密度的计算 155
4.5.2 H2O-NaCl及其他盐水包裹体 161
4.5.3 NaCl-H2O包裹体均一压力的计算 162
4.6 CO2-CH4（N2）包裹体 163
4.6.1 测定和计算的相变分析基础 163
4.6.2 流体体积、组成等参数的测定和计算 168
4.6.3 CO2-N2 及其他体系 174
4.7 CO2-H2O体系 176
4.7.1 包裹体相变分析和测定的热力学前提 176
4.7.2 CO2-H2O包裹体密度和体积的相图投影法 179
4.7.3 CO2-H2O包裹体密度和体积的计算法 184
4.7.4 计算程序框图 190
4.7.5 计算实例 191
4.8 NaCl-H2O-CO2包裹体 192
4.8.1 测定的热力学前提和计算的基本公式 192
4.8.2 密度和体积的相图投影法 194
4.8.3 NaCl-H2O-CO2包裹体密度和体积的精确计算法 197
4.8.4 计算步骤 199
4.8.5 程序框图 201
4.8.6 计算实例 202
4.9 NaCl-H2O-CH4包裹体 203
4.9.1 溶解度方程计算含挥发分盐水包裹体体积和密度的原理 203
4.9.2 NaCl-H2O-CH4体系包裹体溶解度方程式 204
4.9.3 NaCl-H2O-CH4体系包裹体状态方程式 204
4.9.4 计算步骤 206
4.9.5 计算程序框图 211
4.10 计算实例 211
主要参考文献 212
第5章 含多种挥发分盐水溶液包裹体体积、密度等参数的计算 214
5.1 气体水合物特征 215
5.1.1 气体水合物生成的热力学条件 215
5.1.2 气体水合物的相态平衡曲线 216
5.1.3 烷烃气体水合物的p-T稳定曲线和某温度范围的经验公式 219
5.2 气体水合物的拓扑图、测定过程中相态变化 220
5.2.1 气体水合物的拓扑图 220
5.2.2 包裹体中气体水合物测定过程中相态变化 222
5.3 气体水合物生成条件预测——气体水合常数计算 226
5.3.1 混合气体水合常数Ki 226
5.3.2 混合气体水合物特征 226
5.3.3 气体水合常数计算公式 227
5.3.4 包裹体中气体水合物的稳定温度、压力计算实例 230
5.4 利用气体水合物测定数值计算水溶液包裹体的含盐度 233
5.4.1 有关含盐度的图表 233
5.4.2 根据气体水合物最后熔化温度确定含挥发分盐水包裹体的含盐度 239
5.4.3 几种水溶液包裹体的含盐度计算公式 242
5.5 含挥发分盐水包裹体密度和体积计算原理 244
5.5.1 相平衡常数和相态方程计算方法概述 244
5.5.2 含挥发分盐水包裹体密度和体积计算假设和定义 245
5.6 挥发分相态充填度计算法 246
5.6.1 挥发分相态充填度计算方法概述 246
5.6.2 计算步骤 247
5.6.3 计算框图 249
5.6.4 计算实例 252
5.7 包裹体完全均一温度（Th）测定计算法 253
5.7.1 含多种挥发分盐水包裹体完全均一温度（Th）计算法原理 253
5.7.2 具体计算步骤 253
5.7.3 计算程序框图 255
5.7.4 计算实例 257
5.8 挥发分相态充填度和包裹体完全均一温度同时测定计算法 257
5.8.1 概述 257
5.8.2 计算步骤 258
5.8.3 计算程序框图 258
5.8.4 计算实例 258
主要参考文献 260
计算篇
第6章 流体包裹体及其主矿物共生平衡形成温度和压力计算 269
6.1 流体包裹体与主矿物共生平衡热力学基础 269
6.1.1 形成温度和压力热力学计算原理 269
6.1.2 形成温度和压力热力学计算方法 272
6.2 流体与主矿物不发生反应时的计算 276
6.2.1 流体包裹体状态方程与纯结晶主矿物单变平衡热力学方程联立的计算 276
6.2.2 流体包裹体状态方程与主矿物（固溶体）单变平衡热力学方程联立的计算 281
6.2.3 流体包裹体状态方程与矿物温度计、压力计联立的计算 287
6.3 流体与主矿物发生反应时的计算 288
6.3.1 包裹体纯组分理想气体或液体参与矿物反应时的计算 289
6.3.2 包裹体纯组分实际气体或液相参与矿物反应时的计算 292
6.3.3 包裹体混合气体或液相参与矿物反应时的计算 294
6.4 自然界主要体系流体包裹体与矿物共生平衡热力学参数计算软件——Visual Basic程序 298
主要参考文献 299
第7章 流体包裹体逸度和氧逸度的计算 300
7.1 流体包裹体逸度的计算 300
7.1.1 流体包裹体逸度的基本概念 300
7.1.2 流体逸度和逸度系数定义式 302
7.1.3 逸度系数计算方法 303
7.1.4 混合物逸度计算 305
7.2 流体包裹体逸度的简化计算 309
7.2.1 流体包裹体逸度简化计算公式的推导 309
7.2.2 流体包裹体逸度系数公式 309
7.2.3 流体包裹体逸度计算实例 312
7.3 流体包裹体氧逸度的计算 314
7.3.1 流体包裹体氧逸度公式推导 315
7.3.2 含氧化学反应的逸度平衡常数（Kf） 318
7.3.3 流体包裹体氧逸度计算公式 321
7.3.4 公式误差 331
7.3.5 计算实例 332
主要参考文献 336
第8章 水溶液包裹体中pH、Eh的计算 338
8.1 包裹体中不同离子反应类型和四种类型离子反应平衡热力学计算 338
8.1.1 离子水溶液反应类型 338
8.1.2 四种类型离子反应平衡热力学计算 338
8.2 简单体系水溶液包裹体pH和Eh计算式的推导和计算实例 345
8.2.1 pH计算式 345
8.2.2 Eh计算式 353
8.2.3 应用注意事项 356
8.2.4 计算实例 357
主要参考文献 360
第9章 熔体包裹体活度方程在岩浆热力学平衡计算中的应用 363
9.1 硅酸盐熔体热力学特征 363
9.2 硅酸盐熔体活度-成分关系式 365
9.3 熔体活度反应 368
9.3.1 常见的熔体活度反应 368
9.3.2 特定组分活度反应 369
9.3.3 压力对熔体组分活度的效应 371
9.4 熔体SiO2、Al2O3活度方程式 373
9.4.1 缓冲剂反应和活度方程式 373
9.4.2 压力对活度的影响 375
9.4.3 温度对活度的影响 376
9.5 熔体包裹体活度方程在岩浆热力学计算中的应用 377
9.5.1 热力学条件计算方法 377
9.5.2 计算实例 378
主要参考文献 381
（下）
第10章 不混溶流体包裹体特征和热力学参数的计算 383
10.1 流体的不混溶性、不混溶流体包裹体组合及其类型 383
10.1.1 流体的不混溶性 383
10.1.2 不混溶性流体包裹体组合及其类型 385
10.2 不混溶流体包裹体捕获时的状态和它们的组合特征 389
10.2.1 不混溶流体包裹体捕获时的状态 389
10.2.2 不混溶流体包裹体组合特征 390
10.3 不混溶流体限定的热力学条件 391
10.3.1 一元体系 391
10.3.2 二元体系 392
10.3.3 三元体系 399
10.4 不混溶包裹体组合的鉴别方法 399
10.4.1 显微镜观察鉴别 400
10.4.2 显微冷热台中均一法鉴别 402
10.4.3 热力学数值计算法 402
10.5 不混溶流体包裹体捕获温度和压力的计算 417
10.5.1 “端元组分包裹体”的概念、类型及其在不混溶流体包裹体组合温度和压力计算中的应用 417
10.5.2 纯组分不混溶流体包裹体组合的计算 418
10.5.3 不同组分不混溶流体包裹体组合的计算 419
主要参考文献 422
第11章 三类不混溶流体包裹体组合的测定、判别和计算 424
11.1 沸腾流体包裹体组合 424
11.1.1 沸腾流体包裹体组合的特征 424
11.1.2 盐水溶液-蒸气沸腾流体包裹体组合 425
11.1.3 盐水溶液-蒸气沸腾流体包裹体组合的判别 430
11.1.4 盐水溶液-蒸气沸腾流体包裹体组合计算实例 432
11.2 挥发分-水溶液不混溶包裹体组合 433
11.2.1 挥发分-水溶液不混溶包裹体组合的特征、室温下相态类型 433
11.2.2 挥发分-水溶液不混溶包裹体组合分析方法和具体步骤 435
11.2.3 CO2-纯/盐水不混溶包裹体组合特征 441
11.2.4 CO2-纯/盐水三种组合类型包裹体的测定方法和步骤 443
11.2.5 CO2-纯/盐水三种组合类型包裹体的计算实例 449
11.2.6 烃类-纯/盐水不混溶包裹体组合 453
11.2.7 烃类-纯/盐水不混溶包裹体组合计算实例 456
11.3 挥发分-熔体不混溶包裹体组合 460
11.3.1 挥发分-熔体不混溶包裹体组合特征 460
11.3.2 挥发分-熔体不混溶包裹体组合计算步骤 462
11.3.3 CO2-熔体不混溶包裹体组合的测定和计算 463
11.3.4 H2O/盐水-熔体不混溶流体包裹体组合的测定和计算 464
11.3.5 （CO2-H2O-NaCl）-熔体体系不混溶流体包裹体组合的测定和计算 466
主要参考文献 467
第12章 烃类（油气）包裹体热力学参数的计算 470
12.1 石油包裹体热力学模拟方法的计算 470
12.1.1 石油组成模式 470
12.1.2 石油包裹体热力学模式 471
12.1.3 计算方法 476
12.1.4 测定步骤和计算程序 479
12.1.5 计算实例 480
12.2 复杂烃类（石油）包裹体热力学参数的相态平衡常数计算法 482
12.2.1 “相态方程”在烃类包裹体“均一化”测定中的应用 482
12.2.2 包裹体均一化参数的简化计算——相平衡常数图表法 490
12.2.3 包裹体均一化参数的复杂计算——相态平衡常数公式计算法 497
12.2.4 烃类包裹体均一化参数的复杂计算——状态方程的逸度系数法 503
12.2.5 烃类包裹体均一化参数的严格计算——混合模型的活度系数法 509
12.2.6 复杂烃类（石油）包裹体均一和捕获时热力学参数计算软件 517
12.3 烃-烃不混溶包裹体组合的测定、判别和计算 519
12.3.1 烃-烃不混溶体系包裹体组合 519
12.3.2 A类相组合烃-烃不混溶体系包裹体组合的测定、判别和计算 521
12.3.3 B类相组合烃-烃不混溶体系包裹体组合的测定、判别和计算 528
12.3.4 C类相组合烃-烃不混溶体系包裹体组合的测定、判别和计算 533
主要参考文献 537
第13章 流体包裹体在区域热动力学计算中的应用 540
13.1 利用单一盐水包裹体计算捕获时地层的古温度和古压力 540
13.1.1 计算原理 540
13.1.2 计算方法 543
13.1.3 计算程序框图 548
13.1.4 计算实例 549
13.2 利用流体包裹体等容式和地层温度（压力）梯度式计算包裹体捕获温度和压力 552
13.2.1 计算原理 552
13.2.2 计算方法 553
13.2.3 常见几种流体包裹体计算图表 553
13.2.4 计算实例 557
13.3 古地层剥蚀厚度的计算 558
13.3.1 测定和计算原理 558
13.3.2 应用实例 560
13.4 包裹体流体势的计算 563
13.4.1 流体运移理论和流体势的概念 563
13.4.2 流体势的两种表达式 564
13.4.3 包裹体流体势的计算和等值线势图的绘制 565
13.4.4 应用实例 568
主要参考文献 572
第14章 流体包裹体迹面表征参数的测定、断层应力参数分析和构造应力场模拟 574
14.1 FIP表征参数特征 574
14.1.1 FIP类型和特征 575
14.1.2 FIP的构造应力和方位 575
14.1.3 FIP表征参数类型 578
14.1.4 FIP构造统计图的绘制 582
14.2 FIP在断层应力参数分析中的应用 585
14.2.1 构造应力的概念和发展阶段 585
14.2.2 FIP断层性质判别中的应用 586
14.2.3 应用实例 595
14.3 FIP构造应力场数值模拟 603
14.3.1 构造应力场的概念及构成 603
14.3.2 FIP古构造断层应力场测试 607
14.3.3 FIP应力场模拟有关的计算公式 613
14.3.4 FIP应力场模拟流程 617
14.3.5 应用实例 620
主要参考文献 627
分析篇
第15章 有限元分析在流体包裹体中的应用 635
15.1 有限单元法的基本概念和方法 638
15.1.1 有限单元法的基本步骤 638
15.1.2 位移场的有限单元分析概念和理论 652
15.1.3 有限元网格划分 657
15.2 有限元分析在岩体FIP研究中的应用 658
15.3 有限元数值模拟FIP构造应力场 661
15.3.1 构造地质体FIP有限元数值模拟几个重要问题 662
15.3.2 FIP数值模拟能提供的参数 665
15.3.3 有限元数值模拟的优缺点 665
15.3.4 有限元数值模拟需要进一步探讨的问题 666
15.4 有限元分析ANSYS软件 667
15.4.1 概述 667
15.4.2 ANSYS 14.0 用户界面 667
15.4.3 ANSYS 文件系统 669
15.4.4 ANSYS分析过程 671
15.5 应用实例——FIP在白鹤岭岩体滑坡分析中的应用 673
主要参考文献 679
第16章 分形理论和FIP分维测定 681
16.1 分形理论和分维测定方法 681
16.1.1 分形几何的基本概念 682
16.1.2 分形与分维 683
16.1.3 分形维数的定义 684
16.1.4 分维测定方法 687
16.2 岩体FIP分形结构 689
16.2.1 岩体FIP分形特征 689
16.2.2 最简单FIP分形结构模型 690
16.3 岩体FIP分维测定 692
16.3.1 FIP线裂分维 692
16.3.2 FIP面裂分维 692
16.3.3 FIP结构分维的测定 693
16.4 几种典型岩体FIP分形结构模型 694
16.4.1 岩体FIP粗糙度系数的分形模型 694
16.4.2 岩体FIP迹长的分形模型 695
16.4.3 岩体FIP隙宽的分形模型 695
16.4.4 岩体FIP倾向的分形模型 696
16.4.5 岩体FIP间距的分形模型 696
16.4.6 岩体FIP贯通性的分形模型 697
16.4.7 岩体FIP网络的分形模型 697
16.4.8 岩体FIP网络的多重分形模型 698
16.4.9 岩体FIP分维测定意义和注意问题 699
16.5 应用实例——三峡库区断裂岩中FIP分形计算和分析 702
16.5.1 方法概述 702
16.5.2 分析步骤 704
16.5.3 三峡库区断裂岩中FIP分形测算 704
16.5.4 三峡库区断层中FIP形变的分形测算与地震危险性判定 715
16.5.5 水库诱发地震的预测 717
主要参考文献 718
第17章 小波分析在流体包裹体中的应用 719
17.1 小波变换的有关概念及定义 719
17.1.1 小波及小波基 719
17.1.2 小波变换 722
17.1.3 小波变换的性质 725
17.2 小波分析在滤波和消噪中的应用 729
17.2.1 小波分析在滤波中的应用 729
17.2.2 小波消噪方法 729
17.2.3 地震实例 732
17.3 基于小波消噪的偏最小二乘回归模型 734
17.3.1 偏最小二乘法概述 734
17.3.2 偏最小二乘回归建模 735
17.3.3 交叉有效性原则 737
17.3.4 多重相关性诊断 737
17.3.5 基于小波消噪的偏最小二乘回归模型应用步骤 738
17.4 应用实例——浙江杭州灵山洞地区水溶液包裹体pH预测 738
17.4.1 地质概况 738
17.4.2 流体包裹体特征和成分分析 738
17.4.3 小波消噪处理和偏最小二乘法回归模型建立 739
17.4.4 测定结果——水溶液包裹体pH分布图 740
主要参考文献 741
第18章 人工神经网络系统分析在包裹体中应用 742
18.1 人工神经网络的特点 742
18.2 人工神经网络模型的拓扑结构 745
18.3 人工神经网络的运行过程 747
18.3.1 网络的学习 747
18.3.2 网络的联想 748
18.4 人工神经网络模型的分类 749
18.5 BP-ANN模型的应用 749
18.6 神经网络与其他方法融合技术 751
18.6.1 神经网络与统计分析 751
18.6.2 神经网络与模糊系统 752
18.6.3 神经网络与灰色系统 753
18.7 神经网络应用前景和讨论 753
18.7.1 应用前景 753
18.7.2 讨论 753
18.8 应用实例——人工神经网络在矿藏流体包裹体分析中的应用 754
18.8.1 算法和模型 755
18.8.2 样本和特征变量 757
18.8.3 预测结果 758
18.8.4 讨论 760
主要参考文献 761
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