|
鋯石地球化學(xué)特征及地質(zhì)應(yīng)用研究綜述
（作者未知） 2010/5/30
（接上頁(yè)）強(qiáng)有力工具[25 ,42 ,49 ] 。
在巖石由多種組分構(gòu)成、而其Nd 同位素?cái)?shù)據(jù)只有一個(gè)的情況下,可以通過(guò)多組鋯石的Hf 同位素來(lái)認(rèn)識(shí)其演化過(guò)程。
鋯石微區(qū)年齡、稀土元素的測(cè)定與Hf 同位素研究相結(jié)合,是示蹤殼幔相互作用、研究區(qū)域大陸地殼增長(zhǎng)的有力工具[ 50-51 ] 。如鄭建平等[51 ] 對(duì)玄武巖中麻粒巖捕虜體的鋯石進(jìn)行了年齡、REE、Hf 同位素分析,探討了早元古代華北克拉通的形成和殼幔相互作用。
由于性質(zhì)不同的巖石的Hf 同位素組成可能存在一定的差別,物理?xiàng)l件或結(jié)晶途徑也可能改變礦物的化學(xué)成分,但不會(huì)影響Hf 同位素組成。如果鋯石在生長(zhǎng)過(guò)程中不僅存在化學(xué)成分和晶體形貌上的變化,而且還伴隨了Hf 同位素組成的變化,則說(shuō)明有來(lái)源明顯不同的巖漿發(fā)生了化學(xué)混合。這為研究巖漿作用過(guò)程中不同組分的混入提供了重要途徑。代寫工作總結(jié) 對(duì)于一個(gè)由多種組分構(gòu)成的巖石樣品,巖漿巖中形態(tài)不同的鋯石晶體及同一鋯石內(nèi)部不同環(huán)帶均記錄了不同組分的巖漿相互作用的過(guò)程,因此通過(guò)多組鋯石和同一鋯石顆粒內(nèi)不同環(huán)帶的Hf 同位素研究,可追蹤巖體的結(jié)晶歷史,獲得巖漿演化的信息。
Griffin 等[52 ] 通過(guò)對(duì)華南平潭和桐廬I 型花崗巖體中鋯石的Hf 同位素研究,發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)階段的鋯石的Hf 同位素組成不同,且它們的微量元素組成也存在差異[53 ] ,揭示這2 個(gè)I 型花崗巖體在形成過(guò)程中有多于2 種不同來(lái)源的巖漿發(fā)生了混染。雖然化學(xué)混合(mixing) 使巖體中不同類型的巖石具有類似的Sr 、Nd 同位素組成,但鋯石卻像“錄音機(jī)”一樣記錄了不同巖漿產(chǎn)生和相互作用的細(xì)節(jié)。
汪相等[54 ] 利用鋯石中的Hf 同位素探討了幔源巖漿對(duì)過(guò)鋁花崗巖成因的制約。華南過(guò)鋁花崗巖在巖相學(xué)和巖石化學(xué)上充分顯示了殼源的基本特征,且在這些花崗巖體中很少見到地幔巖漿侵入形成的淬冷包體或基性巖脈,故它們的成因無(wú)法與地�；顒�(dòng)聯(lián)系起來(lái)。鋯石顆粒內(nèi)部的多階段生長(zhǎng)的環(huán)帶,記錄了巖漿形成和冷凝過(guò)程中的物理化學(xué)信息。因此對(duì)顆粒內(nèi)部不同環(huán)帶的同位素原位分析可以直接揭示中下地殼花崗質(zhì)巖漿形成過(guò)程的復(fù)雜性和巖漿性質(zhì)的演化,這些現(xiàn)象很難在野外觀察到,通過(guò)全巖同位素分析也難以檢測(cè)出來(lái),而鋯石中的Hf 同位素特征卻可以有效地揭示幔源巖漿對(duì)花崗巖形成的貢獻(xiàn)。
由于鋯石中的Hf 很難與巖石外部的Hf 發(fā)生交換,因此,除Hf 同位素組成本身可以作為地球化學(xué)的示蹤劑外,還可通過(guò)對(duì)鋯石Hf 同位素的研究來(lái)解譯導(dǎo)致鋯石U2Pb 年齡不一致的原因。對(duì)于重結(jié)晶的鋯石,如果體系在鋯石結(jié)晶前后在成分上未發(fā)生明顯變化,則其鋯石的同位素組成符合單體系的線性演化規(guī)律;但如果有外來(lái)Hf 的加入,則會(huì)形成年輕的、Hf 同位素組成明顯不同的增生鋯石�；谕瑯拥脑�,鋯石的Hf 同位素組成能夠指示鋯石的U-Pb 體系是否、何時(shí)發(fā)生了重置,因而在解釋下地殼、地幔來(lái)源的高級(jí)變質(zhì)巖的鋯石年齡時(shí)幫助很大[55 ] 。
4. 2 鋯石的氧同位素
由于地殼物質(zhì)與地幔物質(zhì)的氧同位素組成存在差異,因此氧同位素可以很好地示蹤殼幔的相互作用。此外,氧同位素是一種敏感的、示蹤地殼中的流體和固體相互作用的、依賴于溫度的示蹤劑,巖漿巖的氧同位素比值對(duì)那些經(jīng)歷了低溫水2巖反應(yīng)的物質(zhì)混染尤其敏感,這些物質(zhì)可能曾經(jīng)與大氣水、沉積物及與那些曾經(jīng)和大氣水發(fā)生蝕變的巖石發(fā)生了相互作用,因此氧同位素是示蹤巖漿來(lái)源的最有效的工具之一[56 ] 。
高溫下鋯石和巖漿的同位素分餾很小,鋯石的氧同位素組成基本上反映了鋯石形成時(shí)巖漿的氧同位素特征[57 ] 。研究表明鋯石中的氧同位素?cái)U(kuò)散很慢,氧擴(kuò)散的有效封閉溫度≥700 °C[58-59 ] ,其氧同位素組成不像其他礦物那樣易受高溫變質(zhì)、熱液蝕變的影響而發(fā)生變化[59-60 ] ,即使巖石經(jīng)歷了麻粒巖相的變質(zhì)作用,巖漿鋯石也能在干的巖石中保留巖漿氧同位素的初始比值[57 ] 。
正常地幔的δ(18 O) 約為5 ‰,源于地幔的巖石表現(xiàn)出接近該值的、均一的氧同位素比值(該值被認(rèn)為是正常地幔火成巖的比值) 。在高溫條件下鋯石與正常地幔巖石達(dá)到平衡時(shí)的δ(18 O) = 5. 3 ‰±0. 3 ‰[61 ] 。幔源巖漿分異出的火成巖結(jié)晶的鋯石δ(18O) 接近正常地幔的δ(18 O) [ 61262 ] 。研究表明,鋯石的δ(18O) 是巖漿物質(zhì)來(lái)源的良好示蹤劑。通過(guò)鋯石氧同位素分析,可以判斷結(jié)晶出鋯石的巖漿是直接來(lái)自地幔還是來(lái)自經(jīng)過(guò)地殼循環(huán)的物質(zhì)[ 56 ,60-63 ] 。
如果巖漿的氧同位素比值低于正常地幔值,通常認(rèn)為巖漿的產(chǎn)生是與發(fā)生了熱液蝕變的地殼巖石有（未完，下一頁(yè)）
|