中文摘要：

本项目主要致力于宽广温度-压力-组成下地壳中常见CO2(CH4)-H2O-NaCl流体的体积(PVTx)和相平衡性质的理论模拟及其在流体包裹体中的应用。由于气-水-盐体系的高度非理想性，仅仅采用一个状态方程在宽广的温度-压力-组成范围内同时准确预测气-水-盐流体的体积和相平衡性质被证明是不可行的，但是分开考虑则是可行的。本研究本着这条思路，首先用具有良好外延性的Helmholtz自由能方程来预测CO2(CH4)-H2O-NaCl体系的PVTx性质，然后用Pitzer理论结合状态方程的方法来研究其相平衡，最后把新建的气-水-盐体积及相平衡模型以程序的形式应用到相应的流体包裹体研究中以显微测温和拉曼光谱实验数据为基础，计算未知的均一压力、体积（密度）和等容线，进一步获得流体被矿物捕获时的物理化学参数。

结论摘要：

在热液型矿床研究中，包裹体是目前我们确定成矿流体组成、成矿温度和成矿压力等物理化学参数最为有效的工具，其研究主要包括显微测温分析、激光拉曼等实验研究及状态方程等热力学模拟。由于以前状态方程的过时性及其在水气盐体系包裹体应用中的局限性，因此本项目主要致力于宽广温压范围内常见地质流体体系CO2(CH4)-H2O-NaCl的PVTx和V-L相平衡模拟，并与实验数据结合，应用到相应包裹研究中。在CO2-H2O-NaCl、CH4-H2O-NaCl、CH4-CO2、NaCl-CaCl2-H2O体系的体积和相平衡的理论模拟及相应包裹体的应用方面取得了重大进展（1）对于CO2-H2O-NaCl体系，以Pitzer电解质理论为基础，提出了一个改进的二氧化碳的溶解度模型，在二元CO2-H2O体系Helmholtz自由能方程的基础上，发现了一种预测三元CO2-H2O-NaCl体系PVTx性质的方法，其意义在于能准确地计算包裹体的均一压力和等容线。（2）对于CH4-H2O-NaCl体系，利用最新的拉曼位移与压力盐度的关系，结合PVTx和V-L相平衡模型，基于流体包裹体升温和降温过程中体积保持不变，提出了一种新的迭代方法，可以同时获得包裹体的组成、均一压力和密度。（3）对于CH4-CO2体系，在纯组分Helmholtz状态方程的基础上，运用四个混合参数，提出了一个改进的二元CH4-CO2体系的Helmholtz自由能状态方程，可以精确地重现该混合物的PVTx和V-L相平衡性质，并应用到包裹体研究中，针对不同均一方式，给出了体积-组成相图及等容线方程。（4）对于NaCl-CaCl2-H2O体系，运用金刚石压腔技术，实验研究了水峰Raman位移与温度、压力、组成之间的关系，并获得了这些物理化学参数的定量方程。该方程可以作为压标应用到流体包裹体研究中。另外，运用Helmholtz状态方程方法，研究了NH3-H2O体系的热力学性质。本研究所建立的热力学模型，很多已免费提供给国内外同行使用。在本项目的支持下，共发表了7篇期刊论文（其中SCI论文6篇，5篇发表在影响因子大于2的国际SCI期刊上）和4篇会议论文，培养了5名硕士毕业生。