锆石的成因矿物学研究

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-2

Fig. 3Raman spectra from core to rim (1→5) ofmagmatogenic zircons

2 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.3 Typical CL images of metamorphic zircons

（a ）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.5 BSE images of magmatic and hydrothermal zircons from the Shuiquangou alkalic complex at the

Dongping and hougou gold deposit, Hebei Province

结语

不同成因的锆石其晶体发育程度，晶体形态，内部结构，地球化学特征，拉曼光谱曲线都不同，在分析锆石成因时要综合各个方面的情况，

方能得出比较真实的结论。

参考文献

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