锆石成因研究及地质应用

2021.08科学技术创新锆石在地质研究中的应用夏浪(成都理工大学,四川成都610000)锆石一直被视为具有高度稳定性的矿物,具有能持久保持矿物形成时的物理化学特征,富含U 、Th 等放射性元素、离子扩散速率低、封闭温度高等特点,因此被广泛于岩石学、地球化学研究中。

近年来微区定年技术发展,锆石更加成为了U -Pb 定年的理想对象。

本文从锆石岩相学、地球化学、包裹体等方面阐述锆石在地质领域研究中的应用方向。

1锆石矿物学和岩相学特征锆石的化学式为Zr Si O 4,含有H f ,Th ,U 等混入物,在岩浆岩矿物中含量较低,一般是以副矿物的形式存在。

在岩浆结晶分异演化过程中,根据鲍文反应序列分为连续和不连续系列。

岩浆中先后结晶出橄榄石、辉石、角闪石等暗色矿物,斜长石伴随暗色矿物且牌号递减依次结晶出来,从基性向酸性斜长石演化。

Zr 在基性岩浆中不饱和,锆石难结晶出来,而在酸性岩浆中饱和可以晶出。

CL 阴极发光的原理实质上是由于矿物中可能会混入杂质离子或者是晶体生长过程中产生的缺陷、双晶、生长条纹等,这些因素都可能导致矿物颗粒内部由于成分不均一而在阴极发光图像上呈现不同,锆石环带很好的记录了岩浆演化的过程。

在对锆石的CL 阴极发光影像图中,不同岩石成因的锆石在CL 阴极发光图像下形态会有显著的区别。

岩浆锆石广泛存在于酸性岩浆岩中,而在偏基性的岩石中存在的较少,岩浆锆石具有特征的同心韵律环带,具有自形到半自形的长柱状特征。

在沉积岩中也会以少量碎屑锆石的形式存在,碎屑锆石磨圆较好。

在高级变质岩中,特别是在原岩富含锆石的高级变质岩中,锆石的结构往往较为复杂,构成由晶核和变质增生组成的复杂结构。

变质锆石指的是变质作用过程中形成的锆石,成因不同的锆石(深熔作用形成、变质流体结晶、变质重结晶等)甚至是不同变质相下形成的锆石在阴极发光图像上都具有不同的环带特征以及锆石形态,如图1。

2锆石包裹体包裹体是矿物生长过程中或形成之后被捕获包裹于矿物晶体缺陷中的,保存在主矿物至今的物质。

锆石成因与文化摘要：锆石作为十二月生辰石之一，象征着成功。

因其稳定性较好，而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物。

本文从锆石的基本特征，成因，文化等方面加以阐述，着重体现出锆石的文化特征。

关键字：锆石，特征，成因，文化引言锆石又称锆英石，日本称之为“风信子石”，是十二月生辰石之一。

也是宝石的一种。

其英文名为Zircon，是地球上形成的最古老矿物之一。

1 锆石的基本特征锆石的化学成分：硅酸锆；化学组成为Zr[SiO₄]，晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。

晶体呈短柱状，通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。

锆石颜色多样，有无色、紫红、金黄色、淡黄色、石榴红、橄榄绿，香槟，粉红，紫蓝，苹果绿等，一般有无色、蓝色和红色品种。

色散高，有金刚光泽。

无解理。

摩氏硬度7.5-8，比重大，达4.4-4.8。

锆石中通常含有各种微量元素，常见的有U-Th-Pb 体系、Hf、REE 等，这些微量元素离子半径大、价态高，不易存在于大多数硅酸盐造岩矿物中，却可以广泛容纳在锆石的晶体结构中，是限定源岩性质和形成过程非常重要的示踪元素（Hoskin 等，2003）。

因此可以利用这些元素来反推锆石的成因。

2 锆石成因锆石可在多种环境中形成，而不同成因的锆石在形态、内部结构、微量元素种类和含量等方面具有差异，因此可通过这种差异来推导锆石的形成环境。

目前，对锆石成因的分类通常分为岩浆锆石、变质锆石和热液锆石三种。

岩浆锆石是指直接从岩浆中结晶形成的锆石。

变质锆石是指在变质作用过程中形成的锆石。

热液锆石是指经过热液流体蚀变或者热液改造了的锆石，或从热液流体中直接结晶的锆石（李长民，2009）。

3 锆石文化锆石是常见的宝石矿物，因其外观酷似钻石而更换了其角色，对于很多人而言其名字仍意味着“仿品”。

这不免令人遗憾，因为锆石本是一种美丽的彩色宝石，它将民间传奇和独特魅力诠释得恰到好处。

锆石一般又分为高型锆石和低型锆石。

由于低型锆石有些含有放射性元素，所以如果是首饰用的锆石，低型锆石是不能接受的，低型锆石是由于放射性而晶体变为非晶体的锆石，很可能是带有放射性的，一般首饰珠宝用锆石只会选用高型锆石。

浅谈地球地质应用研究摘要：介绍并对比了用于锆石等副矿物测试的离子探针、激光探针、电子探针、质子探针等几种微区原位测试技术各自的特点。

锆石u-pb 定年实现了对同一锆石颗粒内部不同成因的锆石域进行原位年龄的分析，给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等重要信息，为地质过程的精细年龄框架的建立提供了有效的途径。

锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来源和成因的指示器。

锆石hf 同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用、区域大陆地壳增长的研究等；锆石氧同位素组成能有效地约束壳幔相互作用和示踪岩浆来源等。

关键词：锆石；年代学；地球化学特征；地质应用随着能够显示矿物内部复杂化学分区的成像技术和高分辨率的微区原位测试技术的发展和广泛应用，研究颗粒锆石等副矿物微区的化学成分、年龄、同位素组成及其地质应用等已成为国际地质学界研究的热点[1 ] 。

锆石u2pb 法是目前应用最广泛的同位素地质年代学方法，锆石的化学成分、hf 和o 同位素组成广泛应用于岩石成因、壳幔相互作用、区域地壳演化的研究等，对地球上古老锆石的化学成分和同位素的研究是追朔地球早期历史的有效工具。

笔者着重综述锆石的化学成分、同位素组成特征及其在地质学中的应用。

1 微区原位测试技术锆石等副矿物在地质学中的广泛应用与近年来原位分析测试技术的快速发展密不可分。

代写论文目前已广泛应用的微区原位测试技术主要有离子探针、激光探针和电子探针等。

1. 1 离子探针离子探针（ sensitive high resolution ion micro-probe ，简称shrimp）可用于矿物稀土元素、同位素的微区原位测试。

在目前所有的微区原位测试技术中，shrimp 的灵敏度、空间分辨率最高（对u 、th 含量较高的锆石测年，束斑直径可达到8μm），且对样品破坏小（束斑直径10～50μm ，剥蚀深度<5μm） [ 2-3 ] ，是最先进、精确度最高的微区原位测年方法。

锆石的o同位素
锆石是地球科学领域中非常重要的矿物之一，因其晶体结构的特殊性质，可用于地质年代学和岩石成因等方面的研究。

锆石中的o同位素（氧同位素）也被广泛应用于这些领域。

o同位素是指锆石中氧原子的质量数为16的同位素，其中有些氧原子的原子核中可能会有8个中子，这种同位素也被称为氧-18。

地球上的大气、水、岩石等中的氧同位素比例是有一定规律的，因此，矿物中的氧同位素含量可以反映矿物形成时的环境和过程。

通过分析锆石中的o同位素含量，可以精确地确定锆石形成的年代和成因。

由于锆石具有高温稳定性和长时间稳定性，因此在地质年代学和岩石成因研究中被广泛应用。

例如，在地球上的某一时期，岩石中的锆石普遍具有相似的o同位素含量，因此，可以通过分析不同样品中的锆石o同位素含量，确定它们形成的年代和地质环境。

除了锆石之外，其他矿物中的氧同位素含量也可以用于地质年代学和岩石成因研究。

例如，石英、长石等矿物中的o同位素也被广泛应用于这些领域。

但由于锆石具有独特的晶体结构和o同位素含量特征，因此在地质年代学和岩石成因研究中被广泛应用。

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锆石地球化学特征及地质应用摘要:介绍并对比了用于锆石等副矿物测试的离子探针、激光探针、电子探针、质子探针等几种微区原位测试技术各自的特点。

锆石U-Pb定年实现了对同一锆石颗粒内部不同成因的锆石域进行原位年龄的分析,给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等重要信息,为地质过程的精细年龄框架的建立提供了有效的途径。

锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来源和成因的指示器。

锆石Hf同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用、区域大陆地壳增长的研究等;锆石氧同位素组成能有效地约束壳幔相互作用和示踪岩浆来源等。

关键词:锆石;年代学;地球化学特征;地质应用随着能够显示矿物内部复杂化学分区的成像技术和高分辨率的微区原位测试技术的发展和广泛应用,研究颗粒锆石等副矿物微区的化学成分、年龄、同位素组成及其地质应用等已成为国际地质学界研究的热点[1]。

锆石U2Pb法是目前应用最广泛的同位素地质年代学方法,锆石的化学成分、Hf 和O同位素组成广泛应用于岩石成因、壳幔相互作用、区域地壳演化的研究等,对地球上古老锆石的化学成分和同位素的研究是追朔地球早期历史的有效工具。

笔者着重综述锆石的化学成分、同位素组成特征及其在地质学中的应用。

1微区原位测试技术锆石等副矿物在地质学中的广泛应用与近年来原位分析测试技术的快速发展密不可分。

写作论文目前已广泛应用的微区原位测试技术主要有离子探针、激光探针和电子探针等。

离子探针离子探针可用于矿物稀土元素、同位素的微区原位测试。

在目前所有的微区原位测试技术中,SHRIMP的灵敏度、空间分辨率最高,且对样品破坏小[2-3],是最先进、精确度最高的微区原位测年方法。

其不足之处是仪器成本高,测试费用昂贵,测试时间较长。

2000年,CamecaNanoSIMS50二次离子质谱开始用于对颗粒大小为1～2μm的副矿物进行U-Th-Pb年代学研究。

写作毕业论文NanoSIMS对粒度极细小的副矿物进行定年要以降低精度为代价,且用于U-Th-Pb定年还没有进行试验,还未完全估算出其准确度和分析精度,有可能在西澳大利亚大学获得初步的成功[2,4]。

锆石结构特征及其研究内容与意义锆石作为一种副矿物广泛存在于各类岩石中，具有耐熔、耐腐蚀的特性，化学性质极其稳定，当原岩经历后期地质作用发生改变时，锆石可以被很好地保存下来。

此外，锆石是U、Th、Hf、REE等微量元素的主要富集矿物，这些元素可以作为测定岩石形成年龄的母同位素或探讨原岩形成过程的重要指示物(Hoskin and Schaltegger, 2003)。

人们对于锆石的研究和利用由来已久且应用广泛，主要包括利用其U-Th-Pb同位素进行年龄计算，Lu-Hf同位素体系和O同位素结合示踪原岩源区，近几年来还增加了对其Zr同位素的研究，这些在地壳和岩石圈地幔的时间演化过程中具有重要意义(Dhuime et al., 2012; Harrison et al., 2005; Valley et al., 2005; Wilde et al., 2001）。

1. 锆石化学成分和内部结构锆石是一种硅酸盐矿物，化学式为Zr[SiO4]，除了主要含Zr外，还包括Hf、Nb、Ta、Th和REE等元素。

化学成分是ZrO2一般为67.2wt%，SiO2约32.8wt%。

主要存在于酸性岩和变质岩中，沉积岩中的锆石也是来自风化的火成岩和变质岩，多为碎屑锆石。

根据成因，锆石可以被分为岩浆锆石和变质锆石，观察其内部结构的常用方法有HF酸蚀刻图像、背散射电子（BSE）图像和阴极发光电子（CL）图像。

在CL图像中，部分锆石可见清晰的核边结构。

岩浆锆石通常具有震荡环带结构（图1（a）），少部分有扇形分带的结构。

振荡环带的宽度与锆石寄主岩石的成分和锆石结晶时岩浆温度有关，微量元素在岩浆温度锆石扩散速度较快快，因而锆石结晶时形成的环带较宽（如辉长岩中的锆石）；低温时微量元素扩散慢，形成的环带较窄（如I型和S型花岗岩中的锆石）(Rubatto and Gebauer, 2000)。

扇形分带的结构是由于锆石结晶时外部环境变化导致各晶面的生长速率不一致(Vavra et al., 1996)。

锆块矿的地质特征与矿床类型研究锆块矿是指在自然界中以锆石为主要矿物的矿石。

锆石是一种重要的工业矿石，广泛应用于陶瓷、建筑、电子和化工等领域。

在进行锆块矿的地质特征与矿床类型研究之前，我们先来了解一下锆石的基本信息。

锆石是含锆的硅酸盐矿物，化学成分为ZrSiO4。

锆石晶体结构稳定，硬度高达7.5-8，密度为4.6-4.7 g/cm³。

锆石一般呈现出透明或半透明的晶体，常见的颜色有无色、淡黄、浅褐和深褐等。

它的特点是具有高熔点、耐酸碱腐蚀和高抗蚀性能。

在地质特征方面，锆块矿常见于岩浆和变质岩中，特别是与花岗岩和碱性侵入岩密切相关。

在岩浆岩中，锆石一般形成于深部岩浆的结晶过程中，由于其结晶温度较高，相对稳定，往往成为岩浆岩的重要矿物之一。

而在变质岩中，锆石往往形成于岩石的变质过程中，通过岩浆岩的熔融与叠加作用、流体的渗透和岩石的再结晶等过程而形成。

锆块矿的地质分布具有一定的规律性，主要分布在地壳较厚、富含铝的大陆地区。

例如，我国华北地区的太行山、华北老山和华北克拉通等地区，及我国西南地区的云南和广西等地，都是锆块矿资源较为丰富的地区。

在这些地区，晚中生代的岩浆活动相对频繁，不仅有大量火山喷发和地壳运动，而且形成了大量花岗岩和变质岩，为锆块矿的形成提供了良好的地质背景。

根据矿床类型的不同，锆块矿可分为岩浆型锆石矿床和变质型锆石矿床。

岩浆型锆石矿床往往与花岗岩密切相关，形成于岩浆的结晶过程中。

这种矿床常见于构造较活跃的地区，例如我国的太行山、华北老山等地。

这些区域的岩浆活动频繁，有大量的岩浆从深部升华到地表，并与周围地质体发生接触反应，形成了大量的岩浆岩，进而形成了岩浆型锆石矿床。

变质型锆石矿床则与岩石的变质过程有关，往往伴随着岩石的变质和再结晶。

在变质过程中，岩石受到高温和高压的作用，原有的矿物结构发生改变，同时形成了新的锆石矿床。

这种类型的矿床常见于大陆碰撞带和造山带等构造带，例如我国的青藏高原和大别山等地。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟锆石(锆英石)(Zircon)Zr［SiO4］【化学组成】常含有Hf、Th、U、TR 等混入物，当其中一些混入物达一定含量时可形成许多变种。

如山口石(TR2O31093%;P2O5177%)、水锆石(含水量一般为3%～10%)、曲晶石(含较高的TR 及U，放射性使晶面弯曲而故名)、富铪锆石(HfO2 可达24%)等。

由于锆石中常含Th、U，故测定锆石中Th/U 的含量和由它们蜕变而成几种铅同位素间的比值和它们与U 的比值，可测定锆石及其母岩的绝对年龄。

由于Pb 元素很难进入锆石晶格，锆石结晶时U 与Pb 发生强烈分馏，因此锆石是良好的U-Pb 同位素定年对象。

此外，越来越多的研究表明，锆石环带状增生的现象十分普遍，结合微区定年法可以反映与锆石生长历史相对应的地质演化过程。

锆石同时还是很可靠的压力仓（pressurevessel），能够保存来自其母岩或早期变质作用的包裹物。

20 世纪末开始在一些具有争议性的变质带展开了一系列针对锆石的包裹物检测和微区定年工作，成效显着（Vavraetal.,1996,Hermanetal.,2001,Katayamaetal.,2001）。

【晶体结构】四方晶系；a0=0.662nm,c0=0.602nm;Z=4。

在结构中，［SiO4］四面体呈孤立状，彼此借助Zr4 相联结；且二者在c 轴方向相间排列。

Zr4+的配位数为8，呈由立方体特殊畸变而成的［ZrO8］配位多面体。

整个结构也可视为由［SiO4］四面体和［ZrO8］多面体联结而成。

【形态】晶体呈四方双锥状，柱状，板状(图G-1)，可依(011)成膝状双晶。

图G-1 锆石的晶体(其中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)引自潘兆橹，1993，(f)据赵珊茸，产于福建魁歧岩体晶洞中)四方柱:m｛110｝,a｛100｝;四方双锥:p｛111｝,u｛331｝;复四方双锥:x ｛311｝。

锆英石精矿的成矿地质背景与成矿时代分析锆英石是一种重要的矿石，它在地球科学研究和工业应用中具有广泛的应用价值。

了解锆英石精矿的成矿地质背景和成矿时代对于矿产资源勘查和开发具有重要意义。

本文将对锆英石精矿的成矿地质背景和成矿时代进行详细的分析和阐述。

首先，我们需要了解锆英石的成矿地质背景。

锆英石主要形成于岩浆岩、变质岩和沉积岩中。

岩浆岩中的锆英石成因为岩浆熔融过程中的结晶分离，通常伴随着钾长石、斜长石、黑云母等矿物。

变质岩中的锆英石则是由于地壳变质过程中的岩石再结晶所形成的。

沉积岩中的锆英石则是来自于原岩石的风化和侵蚀过程中，通过沉积和聚集形成的。

根据成矿地质背景的不同，锆英石精矿的产出地也有所差异。

接下来，我们将对锆英石的成矿时代进行分析。

通过地质年代学的方法，我们可以确定不同地区的锆英石成矿时代。

通常，锆英石在地壳中形成的时间可以与岩石的形成时间相对应。

例如，某些岩浆岩中的锆英石形成于岩浆喷发的年代，这可以通过锆石U-Pb同位素年代学方法进行准确测定。

同样，变质岩和沉积岩中的锆英石成矿时代也可以通过同位素测定的方法确定。

过去几十年来，通过对锆英石的精细研究和同位素测定，我们对于锆英石的成矿时代已经有了很多认识。

在岩浆岩中，常见的锆英石成矿时代包括新元古代、早古生代和晚古生代等。

例如，中国华北地区的大量岩浆岩中的锆英石成矿时代主要分布在早古生代和晚古生代。

在变质岩和沉积岩中，锆英石的形成时代更加复杂，涵盖了多个时代范围。

通过对锆英石成矿时代的认识，我们可以进一步了解地质构造的演化历史以及矿产资源形成的机制。

锆英石精矿的成矿地质背景和成矿时代分析对于矿产资源勘查和开发具有重要意义。

首先，通过对成矿地质背景的了解，可以帮助我们确定潜在的锆英石矿产资源分布区域。

其次，对成矿时代的研究有助于确定不同时代的锆英石矿产资源的丰度和品质。

最后，了解锆英石的成矿地质背景和成矿时代对于制定合理的勘探和开发方案具有重要指导意义。

金属合成锆石原理及应用锆石是指富含锆的矿石，其主要成分是锆硅酸盐。

锆石矿石原理合成金属锆石的过程是通过化学反应将金属锆与其他元素或化合物反应生成。

以下是合成金属锆石的原理及应用的详细分析。

一、金属合成锆石的原理金属合成锆石的原理主要分为两个步骤：锆的提取和锆与硅酸盐的反应。

1. 锆的提取锆一般通过矿石中的锆石矿石进行提取。

首先，将锆石矿石经过破碎、选矿和浸取等处理，得到含锆的溶液。

然后，使用溶剂萃取法或离子交换法等方法将溶液中的锆分离提取出来。

最后，经过精细处理和炉热焙烧等步骤，得到纯度较高的锆粉末。

2. 锆与硅酸盐的反应将合成的锆粉末与硅酸盐反应，得到金属合成锆石。

一般采用的反应方式是高温固相反应。

将锆粉末和硅酸盐按照一定的比例混合均匀，然后将混合物置于高温环境下进行烧结。

在高温下，锆粉末与硅酸盐发生反应，生成含锆的锆硅酸盐化合物。

这个化合物具有锆石矿石的结构和性质，可以被称为金属合成锆石。

通过控制反应的温度、时间和反应物的配比等因素，可以得到不同性质的金属合成锆石。

二、金属合成锆石的应用金属合成锆石具有丰富的应用价值，下面将对其几个主要应用领域进行介绍。

1. 高温结构材料金属合成锆石具有优异的高温稳定性和尺寸稳定性，可以用于制备高温结构材料。

其中，尤以氧化锆（ZrO2）为主要成分的金属合成锆石，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械强度，在高温工况下可以保持结构的稳定性和强度，因此被广泛应用于航空航天、能源和化工等领域的高温设备和零部件中。

2. 电子材料金属合成锆石作为电子材料具有良好的电学性能和热学性能，可以用于制备电容器、阻容器和介电体等器件。

其中，氧化锆是一种广泛使用的介电体材料，具有较高的介电常数和低的介电损耗，被广泛应用于电容器、传感器和滤波器等电子器件中。

3. 生物材料金属合成锆石具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制备生物材料。

例如，氧化锆具有良好的生物稳定性和机械强度，被广泛应用于骨科义齿、人工关节和人工骨骼等医疗器械中。

锆石u-pb同位素定年的原理,方法及应用
锆石U-Pb同位素定年是一种广泛使用的放射性同位素定年方法，应用于地质科学中，用于测定岩石、矿物的年龄。

以下是其原理、方法和应用：
原理
锆石晶体中自然存在的微量铀和钍，通过自然放射性衰变过程，最终分别转变为稳定的铅同位素。

锆石U-Pb同位素定年，即利用锆石中铀和铅之间的放射性衰变关系，测定锆石的年龄。

具体来说，是利用锆石晶体中铀（^238U）自然放射性衰变成铅（^206Pb），以及钍（^232Th）自然放射性衰变成铅（^208Pb）的过程中释放出的α粒子造成的连锁反应计算锆石形成的时间。

方法
锆石U-Pb同位素定年的方法通常有两种：碰撞法和非碰撞法。

碰撞法利用离子束将样品表面剥蚀，将离子轰击区域的同位素进行测量。

非碰撞法则是利用激光将样品表面打在一个小点上，使表面物质的离子化并被聚焦和加速，最终进行同位素测量。

应用
锆石U-Pb同位素定年可用于测定岩石和矿物的年龄、形成时期等，并广泛应用于地质学、矿床学、构造地质学等领域。

例如，在岩石学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来了解岩石的形成历史和演化过程；在矿床学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来确定矿床形成的年龄和矿床类型；在构造地质学中，可以通过同位素定年来研究大地构造演化过程等方面。

同时，锆石U-Pb同位素定年也可以与其他定年方法相结合，以提高年代学的精度和可靠性。

锆石成因矿物学与锆石微区定年综述
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*极发光图像(CL)、背散*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*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*和有效*带来了不同程度的影响.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*极发光和背散*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.。

锆石地球化学特征及地质应用摘要:介绍并对比了用于锆石等副矿物测试的离子探针、激光探针、电子探针、质子探针等几种微区原位测试技术各自的特点。

锆石U-Pb定年实现了对同一锆石颗粒内部不同成因的锆石域进行原位年龄的分析,给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等重要信息,为地质过程的精细年龄框架的建立提供了有效的途径。

锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来源和成因的指示器。

锆石Hf同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用、区域大陆地壳增长的研究等;锆石氧同位素组成能有效地约束壳幔相互作用和示踪岩浆来源等。

关键词:锆石;年代学;地球化学特征;地质应用随着能够显示矿物内部复杂化学分区的成像技术和高分辨率的微区原位测试技术的发展和广泛应用,研究颗粒锆石等副矿物微区的化学成分、年龄、同位素组成及其地质应用等已成为国际地质学界研究的热点[1]。

锆石U2Pb法是目前应用最广泛的同位素地质年代学方法,锆石的化学成分、Hf 和O同位素组成广泛应用于岩石成因、壳幔相互作用、区域地壳演化的研究等,对地球上古老锆石的化学成分和同位素的研究是追朔地球早期历史的有效工具。

笔者着重综述锆石的化学成分、同位素组成特征及其在地质学中的应用。

1微区原位测试技术锆石等副矿物在地质学中的广泛应用与近年来原位分析测试技术的快速发展密不可分。

写作论文目前已广泛应用的微区原位测试技术主要有离子探针、激光探针和电子探针等。

离子探针离子探针可用于矿物稀土元素、同位素的微区原位测试。

在目前所有的微区原位测试技术中,SHRIMP的灵敏度、空间分辨率最高,且对样品破坏小[2-3],是最先进、精确度最高的微区原位测年方法。

其不足之处是仪器成本高,测试费用昂贵,测试时间较长。

2000年,CamecaNanoSIMS50二次离子质谱开始用于对颗粒大小为1～2μm的副矿物进行U-Th-Pb年代学研究。

写作毕业论文NanoSIMS对粒度极细小的副矿物进行定年要以降低精度为代价,且用于U-Th-Pb定年还没有进行试验,还未完全估算出其准确度和分析精度,有可能在西澳大利亚大学获得初步的成功[2,4]。