锆石的成因和u_pb同位素定年的某些进展_谢桂青

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1、地质地球化学2001年第29卷第4期64GEOLOGY2GEOCHEMISTRYVol.29,No.4,2001文章编号:1008-0244(2002)01-0064-07锆石的成因和U2Pb同位素定年的某些进展1,211,21,2谢桂青,胡瑞忠,蒋国豪,赵军红(1.中科院地球化学研究所矿床开放实验室,贵州贵阳550002;2.中科院研究生院,北京100039)摘要:锆石是岩浆岩、变质岩、沉积岩和月岩中最重要的副矿物。本文分别从锆石的形态、以及影响锆石形态的因素、锆石的主量、微量、稀土元素地球化

2、学和氧同位素特征等方面进行系统综述。同时,论述了目前国内外有关锆石U2Pb法定年的研究进展,并对各种方法的局限性加以总结。关键词:锆石;地球化学特征;U2Pb法中图分类号:P597;P581文献标识码:A锆石是岩浆岩、变质岩、沉积岩和月岩中最重Zr含量,而它的晶型是由晶体内部结构和结晶时[1]要的副矿物。由于锆石具有特殊的矿物性质,能的物理化学条件所决定的。锆石的基本形态特够用来讨论岩石成因和地质事件的形成时代。为征可以揭示它在岩石中的历史,并据此合理地解[2]了深入讨论锆石的成因,不少学者分别

3、从锆石的释所得到的年龄值,故锆石形态学研究备受学形态、主量、微量和稀土元素以及氧同位素等方面者的关注。锆石的形态由理论上最可能出现的晶[1～29]进行了一系列研究,特别是近十几年离子探面{100}、{110}、{211}和{101}四种单形任意组合针开发以来,人们逐渐认识到同一地质体的不同[1,3,4]而成。对锆石形态研究经历了定性到半定锆石颗粒以及同一锆石颗粒内部的不同区域,均量,最后发展到定量描述的过程。最初Polder2可能具有不同的成因,故只有对大量锆石颗粒进vaart[5]等提出利用锆

4、石长度、宽度及其比值和频行全面分析,才可以得出具有地质意义的锆石成率分布曲线来讨论火成岩中锆石的形态特征。因,在此方面已取得了一定研究进展。同时,因锆Pupin对花岗岩中锆石形态学系统地总结后,提出石具有富含U和Th、普通铅含量低及封闭温度高锆石晶型分类法[6]。另外,通过测定C轴长度和的特征,是U2Pb法确定地质事件时代最理想的矿a1,a2轴宽度被称为单一主轴法描述锆石的形态物。由于离子探针和激光等离子质谱的技术发特征[7]。近十年来,定量描述锆石方法出现不少,展,特别后者近几年取得很大进展,

5、利用颗粒锆石如:Hayashi[4]等通过对锆石形态仔细研究后,设计微区的U2Pb法讨论地质事件形成时代成为国际了平直度(flatness)、延长率(elongation)、柱面和锥[30～56]地质学界研究热点。本文就国内外关于锆面四种指数,这四种指数组合成PPET图解定量石以上方面的研究成果进行综述。描述锆石的柱面与锥面、平直度与延长率之间的[8]1锆石的成因关系。Vavra利用阴极发光技术从锆石晶面中选取特定晶面为参考晶面,然后测定各晶面与参1.1形态学考晶面的中心距离,通过测得锆石群每个

6、锆石中锆石属于四方体心格子结构,规则而多变的心距离后建立其与生长速度的函数关系,来定量晶面组合特征使其成为一个典型的形态标型矿[9,10]描述锆石形态特征。国内汪相设计锆石柱物。研究表明,锆石晶体大小取决于初始岩浆的面、锥面和延长三种指数,建立了简便和全面的锆石形态的定量描述方法,并利用此方法,再结合锆收稿日期:2001204205;修回日期:2001208229石微量元素特征成功地讨论了浙江青田钙碱性花基金项目:国家杰出青年科学基金(49925309);国家重大基础研究[10]岗岩中微粒暗色包

7、体的成因。规划项目(G1999043200)第一作者简介:谢桂青(19752),男,现正在攻读博士学位,地球锆石的晶型特征主要受到结晶时物理化学条化学专业。件的影响。晶体柱面和锥面形态分别取决于锆石第1期谢桂青:锆石的成因和U2Pb同位素定年的某些进展65生长介质中ZrSiO4过饱度和特殊微量元素浓浆型锆石高,岩浆型锆石Th/U值一般小于[1,10]4[15,19]。锆石常量和微量元素在不同类型的岩石度。Pupin认为锆石的柱面{100}和{110}相对发育程度的T指数和常见锥面的A指数分别中具

8、有一定的规律,如:花岗岩中锆石P和Y含[6]量较高[19];碳酸岩和霞石正长岩具有较低Sc、中与锆石结晶时温度和(Na+K)/Al值呈正相关。[12]等Hf[15～17];镁铁质锆石具有较高Sc、较低Hf和而Benisek等通过电子探针和背散射电子图象[15,16]技术研究了花岗岩中垂直于C轴锆石薄片,结果较高Th/U特征;金伯利岩中锆石以极低的[15,19]表明锆石{110}柱面与岩浆中U有关,锆石柱面U、Th、P和Y为特征;月岩中锆石具有中等4+4+U、Th和较高的Zr/Hf为特征[21]。