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《锆石U-Pb年代学及锆石成因矿物学》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、锆石U-Pb年代学和成因矿物学研究吴元保THEMINERALZIRCONRefractoryaccessorymineralcommonlyoccursinmagmatic,metamorphic,pegmatitic,andalluvialrocksChemicalFormula:ZrSiO4Composition:Zirconium49.77%Zr67.22 %ZrO2Silicon15.32%Si32.78 %SiO2Oxygen34.91%OElectrovalenceandIonradiiZr
2、4+=0.84ÅU4+=1.05ÅTh4+=1.10ÅPb2+=1.29ÅZirconhashighUcontentandhighU/Pbratios,andthusisideallysuitedforhighprecisiongeochronologyThedecayseriesofuraniumandthorium238U206Pb+8α+6β-+Q235U207Pb+7α+4β-+Q232Th208Pb+6α+4β-+QBasicofradiogenicisotopedating(1)Basico
3、fradiogenicisotopedating(2)Basicofradiogenicisotopedating(3)锆石U-Pb定年的基本方法比较定年方法优点缺点适用对象ID-TIMS精确度高费时、样量大成因单一SIMS原位分析价格昂贵微区分析LA-ICPMS快速经济精度较差分析量较大锆石U-Pb年龄一致曲线图(1)锆石U-Pb年龄一致曲线图(2)Tera-WasserburgconcordiaDiagramConcordiadiagram如何得到合理的锆石U-Pb年龄(1)>1000Ma的锆石,选
4、择207Pb/206Pb年龄(分析过程中Pb同位素之间的分馏小)<1000Ma的锆石,选择206Pb/238U年龄(235U衰变成207Pb的含量低)微区分析时,选择不同的成因区域分析如何得到合理的锆石U-Pb年龄(2)单颗粒分析时选择不同物理性质的颗粒进行分析EdgesofzirconwillbeblurredbutstillretaininitialcompositioninzirconcentersPreservationofoxygenandcationzoninginzircon1.不同成因锆
5、石的内部结构特点和年龄意义2.锆石的微量元素研究及其对U-Pb年龄的制约3.锆石的矿物包裹体研究及其对U-Pb年龄的制约常用锆石内部结构分析方法1HF酸蚀刻法2背散射电子图像3阴极发光电子图像HF酸蚀刻法原理(锆石抗HF酸腐蚀性)优点(简单易行)缺点(破坏锆石表面结构)背散射电子图像原理(锆石表面的平均分子量)优点(表面特征清楚、照相速度快)缺点(效果较差)100µm阴极发光电子图像原理(微量元素含量和晶体缺陷)优点(可以清楚显示内部结构)缺点(表面特征不清楚)锆石CL强度与U和Y含量的关系(Rubat
6、toandGebauer,2000)Dy和Tb等稀土元素影响锆石的CL强度(HancharandRudnick,1995)典型岩浆锆石的CL特征辉长岩岩浆温度高环带宽花岗岩岩浆温度低环带窄岩浆锆石辉长岩岩浆温度高环带宽变质锆石的CL结构类型50µm无分带特征锆石弱分带锆石扇形分带锆石冷杉叶状分带锆石(受温度和饱和程度影响)面状分带锆石斑杂状分带锆石受溶蚀作用影响的锆石(Varvaetal.,1996;Schalteggeretal.,1999)海绵状分带锆石流动状分带锆石变质锆石形成机制深熔过程中从熔体
7、中结晶(Vavraetal.,1999;Keayetal.,2001)。固相矿物分解产生的Zr和Si,成核和结晶(Fraseretal.,1997;Bingenetal.,2001)。变质流体中结晶(Liatietal.,1999;Rubattoetal.,2003)。原岩锆石的变质重结晶作用(HoskinandBlack,2000;Tomascheketal.,2003)。热液蚀变(Vavraetal.,1999;Liatietal.,2002)典型固态重结晶锆石CL图像特征较规则的外形CL较亮,无分
8、带、弱分带或斑杂状分带重结晶区域常常切割岩浆环带、无明显界限变质重结晶锆石内部结构特征(Pidgeonetal.,1998)典型变质增生锆石CL特征多晶面或不规则,在残留锆石外部或整个颗粒具有典型变质锆石分带特征不切割残留岩浆环带、界限清楚变质重结晶锆石和变质增生锆石的区分麻粒岩相变质锆石CL特征榴辉岩相变质锆石CL特征角闪岩相变质增生锆石CL特征不同变质条件下生长锆石的结构变化变质锆石生长时的温度控制?297西Alps的Monviso地区