锆石成因矿物学与锆石微区定年综述

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1、第33卷第3期地质调查与研究Vol.33No.32009年9月GEOLOGICALSURVEYANDRESEARCHSep.2009锆石成因矿物学与锆石微区定年综述1、2、3李长民（1中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京100083；2中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室，北京100083；3中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083）摘要：锆石是岩浆岩、变质岩和石英脉型金矿床中的一种常见副矿物，对锆石成因类型的准确判断是正确理解锆石U-Pb年龄意义的关键。本文中笔者对不同成因类型锆

2、石的判别标志及年龄意义进行系统的总结，并认为将锆石的阴极发光图像（CL）、背散射电子图像（BSE）、痕量元素组成及矿物包裹体特征的研究相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法。近年来同位素质谱技术的发展使得人们对同一锆石颗粒内部不同成因类型的锆石晶域进行原位年龄测定成为可能。通过微区原位定年技术，能够给出有关寄主岩石的地质演化历史等重要信息，这可以为地质过程的精细年代学格架的建立提供有效的证据。来自不同类型岩石中的锆石可能经历了Pb的扩散丢失作用、晶格损伤导致的蜕晶化作用以及变质重结晶作用。这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来了

3、不同程度的影响。为了对测定锆石年龄的地质意义进行合理解释，在进行锆石U-Pb定年前，必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构的深入研究，特别是阴极发光和背散射电子成像研究，通过内部结构特征确定锆石的成因类型和形成环境。笔者认为，组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb定年对象，变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区，容易给出混合年龄，只有变质增生锆石和完全变质重结晶锆石才能给出准确的变质时代，而从继承锆石中鉴别出的热液锆石可以获得可靠的流体活动时间。关键词：岩浆锆石；变质锆石；热液锆石；蜕晶化作用；重结晶作用；年代学制

4、约中图分类号：P578.94文献标识码：A文章编号：1672－4135（2009）03－0161-14锆石是自然界中一种常见的副矿物，普遍存在出了更高的要求。除通常要求利用显微镜观察锆石于沉积、岩浆和变质岩中。这是因为锆石具有极低的外部形态，或者利用BSE和CL成像技术观察锆[1]的吉布斯能，从而具有特别稳定的晶体结构，使得石的内部构造，或者利用锆石的Th/U比值来判别它很容易在各种地质环境中结晶，并被完好地保存和区分不同类型的锆石外，还需要对锆石进行细致下来。传统意义上，锆石一直被视为具有高度稳定的形态学、地球化学和微区特

5、征等方面的研究来综[9]性的矿物，具有能持久保持矿物形成时的物理和化合判别锆石的成因类型。由于锆石在形成后，还要学（特别是元素和同位素）特征，普通铅含量低，富经受变形变质和热液作用的改造，锆石群的组成往含U、Th等放射性元素，离子扩散速率低，封闭温度往会变得更加复杂。如花岗片麻岩中可以出现残留高等特点，因此被广泛应用于岩石学、矿物学和地锆石、岩浆锆石、变质锆石、热液锆石等。有时甚至球化学研究中，特别是近些年来，以精细的锆石矿在同一个锆石颗粒中可以包含不同成因类型、不同物学研究为基础，开展同位素定年工作，锆石已成形成时代的锆石

6、相。近些年来我国有不少研究者对[2~4]为U-Pb法定年的最理想对象。一些花岗岩、火山岩以及石英脉型金矿床开展在花岗岩类，特别是前寒武纪花岗岩类和变质SHRIMP锆石U-Pb年代学研究，得到十分分散的岩年代学以及金矿成矿年代学研究中，通常可以发年龄结果，后经研究发现这是由于测试前没有进行现多种成因类型的锆石，如碎屑锆石、继承锆石、岩很好的锆石成因矿物学和锆石微区研究，得到的不[5~8]浆锆石、变质锆石、热液锆石和深熔锆石等。这种少年龄实际上是没有地质意义的混合年龄。因此，复杂性对锆石的成因判别及其年龄数据的解读提在进行锆石地

7、质年代学研究之前应先对锆石进行收稿日期：2009-07-19责任编辑：刘新秒基金项目：国土资源部计划项目(1212010711814)；国家自然科学基金重点项目(40234048)作者简介：李长民（1962），男，理学博士在读，岩石学专业，E-mail：lchangmin62@yahoo.com.cn。162地质调查与研究第32卷阴极发光电子（CL）图像和（或）背散射电子（BSE）图锆石U含量高的区域，在CL图像上颜色就深一些，像等成因矿物学和锆石内部结构的深入研究，这样呈黑到暗灰色，在BSE图像上则呈亮灰白到白色，才有可能

8、使测得的年龄数据得到合理的地质解释，说明这些区域更富大离子半径的微量元素（如U、才有可能对岩石成因、成矿年代学和地质体的构造Th、Y等）；而U含量较低的锆石区域,在CL图像上演化历史有更深入的了解。颜色较浅，呈亮灰白色，在BSE图像上则呈黑到暗现把岩浆锆石、变质锆石、热液锆石的特征以灰色，