锆石的成因矿物学研究

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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

2、双锥形，无色透明。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，UO2，ThO2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

3、锆石由核部至边缘拉曼峰强度减小并且Δ355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(1→5)喇曼光谱图(a)T9305;(b)9303;(c)M-y-1;(d)M-y-2Fig.3　Ramanspectrafromcoretorim(1→5)ofmagmatogeniczircons2变质成因锆石变质成因的锆石有三种类型:a变质过程中新生成的变质结晶锆石，b变质增生

4、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，HfO2,ThO2+UO2减小。2.3变质成因锆石的包裹体矿物：变

5、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Δ355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Δ355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.3TypicalCLimagesofmetamorphiczircons（a）

6、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）面形分带增生锆石，引自吴元保[21]3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

7、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.5BSEimagesofmagmaticandhydrothermalzirconsfromtheShuiquangoualka