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1、锆石的成因矿物学研究摘要：锆石是一种分布范围广，稳定性极强，封闭温度高的富矿物；并且锆石中普通铅含量较低，铀钍较为富集。锆石的成因主要有岩浆成因，变质成因，热液成因。区分锆石不同成因的方法可从以下几方面考虑：a 从锆石的结晶习性，环带 b 从锆石的地球化学特征，c 从锆石的包裹体矿物，d 从微区拉曼的图像特征等方面来区分。关键词：锆石成因；岩浆成因；变质成因；热液成因由于锆石分布于三大岩中，且记录信息丰富，所以弄清锆石的成因不仅可以还原锆石的形成环境，还可以演绎当时的地质过程。1 岩浆成因锆石1.1 岩浆成因锆石的晶体形态及其环带：岩浆成因锆石一般较为自形，为四方柱，四方锥，复四方双锥形，无色
2、透明。岩浆成因的锆石一般有振荡环带；在基性岩中由于成岩温度较高，微量元素扩散较快，环带较宽；在偏酸性岩石中由于成岩温度较低，微量元素扩散较慢，环带较窄且 CL 为亮色。1.2 岩浆成因的锆石地球化学特征：岩浆成因的锆石铀，钍含量比较高，铀钍比值较高（一般大于 0.4）且 REE 分布较为均匀，HREE较为富集，正 Ce 异常，适度的 Eu 负异常；岩浆成因的锆石由核部至边缘 ZrO2/HfO2 减小而 HfO2，UO 2，ThO 2 含量增多1.3 岩浆成因锆石包裹体矿物：岩浆成因的锆石结晶时难免会包含一些矿物和包裹体如金红石，磷灰石，熔体包裹体。1.4 岩浆成因锆石的拉曼光谱特征：岩浆成因锆
3、石由核部至边缘拉曼峰强度减小并且 355 值减小 .图 2 不同类型岩浆锆石的 CL 图像(a) 辉长岩中的岩浆锆石; (b) 花岗岩中的岩浆锆石和残留核; (c) 花岗岩中的扇形分带锆石. (a) 引自赵子福等人 41 , (b)和(c)分别为大别山主薄源和北淮阳花岗岩样品(本文 )图 3岩浆型锆石从晶体核至边缘(15) 喇曼光谱图(a)T9305; (b)9303; (c)M -y-1; (d)M -y-2Fig. 3Raman spectra from core to rim (15) ofmagmatogenic zircons2 变质成因锆石变质成因的锆石有三种类型:a 变质过程中新
4、生成的变质结晶锆石，b 变质增生锆石（在原来锆石的基础上继续增长） ，c 变质重结晶锆石（在原来锆石的基础上重新结晶，晶体比较自形）2.1 变质成因的锆石的晶形及内部特征:变质成因锆石的形态从他形到自形都有，一般他形较多，为卵形，不规则形状，晶棱圆滑，晶面有溶蚀。而内部环带主要有无环带，斑杂状分带，扇形分带，冷杉叶状分带，面状分带，片状分带，海绵状分带，流动状分带等且CL 为黑色。2.2 变质成因锆石的地球化学特征：铀钍含量低，铀钍比值一般小于0.1，LREE 分布较为分散，HREE 含量较低；变质成因的锆石有核部至晶体边缘 ZrO2/HfO2 增大，HfO 2,ThO2+UO2 减小。2.3
5、 变质成因锆石的包裹体矿物：变质成因矿物的包裹体矿物多含变质矿物如绿泥石，石榴子石，绿辉石甚至高温高压矿物柯石英，金刚石2.4 变质成因锆石的拉曼光谱特征：第一类是由晶体核至边缘喇曼峰的强度及 355 值增大,表明晶体的内核生程度最大,至边缘则相对减小。由变生程度与 U、Th 含量成正比的关系推断,这种锆石由核至边缘 U、Th 含量是逐渐减小的。另一类由晶体核至边缘喇曼峰强度变化不大,其 355 值变化小,表明这一类锆石中 U、Th 含量变化不大。峰的峰宽较小,因此这类锆石可能未受到或受到弱的变生作用。图 3 变质锆石中的典型 CL 图像Fig.3 Typical CL images of m
6、etamorphic zircons（a ）无分带结构,引自吴元保 21 ； （b ）扇形分带结构 （rd ） ； （c ）斑杂状分带； （d ）扇形分带结构 （rd ） ； （e ）冷杉叶状分带 （ft ） ； （f ）面状分带 （bd ） ， （b ） 、 （c ） 、 （d ） 、 （e ） 、 （f ） 引自 Vavra 等 22,33 ； （g ） 片状分带， 引自 Rubatto 等人 34 ； （h ） 边部变质重结晶锆石切割原岩岩浆锆石的环带,引自吴元保 21 ； （i ） 核部重结晶锆石中有明显的残留岩浆锆石岩浆环带， 据 Pidgeon 等人 10 （有改动 ） ； （j
7、） 面形分带增生锆石， 引自吴元保 213 热液成因锆石3.1 热液成因锆石的晶形及内部结构：热液成因的锆石多不规则状，多孔洞，海绵状，环带状，细脉状，晶体的棱线不明显。内部无振荡环，无阴极发光。3.2 热液成因锆石的地球化学特征：铀钍含量较高，铀钍比值较大，LREE 富集，REE 标准曲线轻微倾斜，较小正 Ce 异常，适度 Eu负异常。3.3 热液成因锆石的包裹体矿物：热液成因的锆石所包含的矿物一般都是典型的热液矿物如黄铁矿，电气石，白钨矿，绢云母，自然金，还有低盐度的 H2O-CO2 流体包裹体。图 5 河北省东坪与后沟金矿田岩浆锆石和热液锆石 BSE 图解 （资料来源： 本文 ）Fig.
8、5 BSE images of magmatic and hydrothermal zircons from the Shuiquangou alkalic complex at theDongping and hougou gold deposit, Hebei Province结语不同成因的锆石其晶体发育程度，晶体形态，内部结构，地球化学特征，拉曼光谱曲线都不同，在分析锆石成因时要综合各个方面的情况，方能得出比较真实的结论。参考文献鲍学武 李惠民 陆松年 锆石微区拉曼光谱研究及成因标型意义雷玮琰 施光海 刘迎新 不同成因锆石的微量元素特征研究进展移根旺 锆石成因矿物学研究李长民 锆石成因矿
9、物学与锆石微区定年综述谢桂青 胡瑞忠 蒋国豪 赵军红 锆石的成因和 U-Pb 同位素定年的某些进展张宏法，陈刚，包洪平，王润三，彭天郎火山岩锆石产状及痕量元素对成因的约束毕诗健，李建威，赵新福， 热液错石 U-Pb 定年与石英脉型金矿成矿时代:评述与展望侯可军 1 , 李延河 1 , 田有荣 2LA -MC -ICP -MS 锆石微区原位 U-Pb 定年技术李洪奎, 田秀林, 耿科SHRIMP 锆石 U-Pb 测年方法简介吴元伟 周广法 曾现虎变质锆石成因类型及内部结构、 地球化学特征陈道公，李彬贤，夏群科，吴元保变质岩中锆石 U- Pb 计时问题评述兼论大别造山带锆石定年吴荣新锆石阴极发光和 U-Pb 年龄特征研究 钟玉芳，马昌前，佘振兵锆石地球化学特征及地质应用研究综述凌文黎，任邦方 段瑞春 柳小明 毛新武 彭练红 刘早学 程建萍 杨红梅 南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石 U-Pb 同位素年代学及其地质意义 (
