＊彭峰 張小軍 李艷

（新疆地質(zhì)調(diào)查院 新疆 840000）

淺談副礦物地球化學(xué)研究

＊彭峰 張小軍 李艷

（新疆地質(zhì)調(diào)查院 新疆 840000）

相關(guān)的勘探研究發(fā)現(xiàn)，副礦物廣泛分布于各類火成巖、變質(zhì)巖以及沉積巖等類型的巖層中，且其對寄主巖石的形成環(huán)境有很高的敏感度。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展（同位素體系、納米技術(shù)等）以及新設(shè)備（高精度分析儀器等）的運用，使得研究人員對于副礦物地球化學(xué)的研究逐漸深入，并在此過程中取得了不小的成就。本文基于此，主要論述了副礦物地球化學(xué)研究以及相關(guān)內(nèi)涵。

副礦物；地球化學(xué)；專業(yè)研究

作為巖石中的主要微量礦物，副礦物對蝕變作用的穩(wěn)定性以及靈敏性較強，故而獲得了廣大學(xué)者的關(guān)注。近年來，隨著激光分析等技術(shù)的不斷發(fā)展以及運用，我國的學(xué)者在地球化學(xué)領(lǐng)域的研究逐步深入，并由此取得了不小的成就。本文基于此，重點介紹了鋯石、金紅石、磷灰石等副礦物的地球化學(xué)特征，并就副礦物地球化學(xué)的研究方向進行了分析。

1.不同成因鋯石的內(nèi)部特征

作為一種穩(wěn)定相對較高的礦物質(zhì)，鋯石往往具有高U、 Th以及低普通Pb的特征，目前，研究人員在進行峰期、巖漿巖結(jié)晶年齡研究的過程中，加強了對于鋯石的分析以及運用。關(guān)于常見的鋯石的種類，筆者進行了相關(guān)的分析，具體內(nèi)容如下。

(1)結(jié)構(gòu)特征

①巖漿鋯石

相關(guān)的勘探分析資料顯示：鋯石的粒徑變化較大，其晶型的特征往往與巖漿冷凝有關(guān)。一般情況下，巖漿鋯石往往存在從半自形到自形過渡的振蕩環(huán)帶，而部分地幔巖石中的鋯石則出現(xiàn)無分帶或弱分帶的特征。此外，相關(guān)的研究表明，巖漿鋯石中包含了繼承鋯石的殘留核，其往往是巖漿運移過程中從圍巖中捕獲的，也可能是從巖漿源區(qū)帶來的。

②變質(zhì)鋯石

由于鋯石在形成的過程中，存在鉛元素丟失的狀況，故而導(dǎo)致鋯石U-Th-Pb年齡不一致狀況的出現(xiàn)。一般而言，鋯石中微量元素較高，其穩(wěn)定定性就較差，繼而導(dǎo)致重結(jié)晶現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外，由于重結(jié)晶作用中存在流體的參與，還可能導(dǎo)致鋯石捕獲流體或礦物包裹體，甚至出現(xiàn)溶蝕空洞及海綿狀、骨架狀結(jié)構(gòu)。

一般而言，變質(zhì)鋯石因為出現(xiàn)了一定的變質(zhì)作用，故而其外部存在明顯的增生邊。不僅如此，不同程度的變質(zhì)鋯石的陰極發(fā)光特征也具有不同的特性。相關(guān)的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)：進變質(zhì)相以及超高壓變質(zhì)相鋯石往往具有弱發(fā)光效應(yīng)的核和強發(fā)光效應(yīng)的邊，而退變質(zhì)鋯石具有強發(fā)光的核部和弱發(fā)光的邊部。

(2)熱年代學(xué)

熱年代學(xué)能夠分析巖石礦物中放射性同位素衰變行為，繼而對地質(zhì)過程、構(gòu)造活動等因素進行分析以及總結(jié)。一般而言，在進行鋯石熱年代學(xué)分析的過程中，需要加強對于鋯石(U-Th)/He以及鋯石裂變徑跡這兩個方面進行相關(guān)的操作。

事實上，上述的兩個體系在運行的過程中均能夠在熱環(huán)境下進行同位素重置，基于這樣的狀況就導(dǎo)致研究人員無法依據(jù)上述元素的熱年齡分析出寄主巖石的形成時間，但是能夠?qū)崾录l(fā)展的時間進行總結(jié)。

2.不同成因金紅石的內(nèi)部特征

相關(guān)的勘探研究發(fā)現(xiàn)：金紅石(TiO2)主要存在于巖漿巖以及變質(zhì)巖中，其性質(zhì)較為穩(wěn)定。由于金紅石的主要成分為TiO2，故而在其周邊容易聚集較多的Nb、Ta等高場強元素。

(1)礦物學(xué)特征

一般而言，金紅石以四種形式存在，對此筆者進行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下：一是以細(xì)小的顆粒物形式存在；二是以巨晶的形式存在；三是存在于熱液脈中；四是以包裹體的形式存在。但是在沉積巖體系中，金紅石則存在砂礦或碎屑沉積物中。

相關(guān)的地質(zhì)勘探實踐顯示，目前最為常見的TiO2同質(zhì)多像變體主要分為八個類型，分別是：金紅石、銳欽礦、板欽礦、TiO2(B)、TiO2-H、TiO2Ⅱ、極高壓螢石結(jié)構(gòu)TiO2和斜錯石型結(jié)構(gòu)。

(2)同位素年代學(xué)

與鋯石相比較而言，盡管金紅石U-Pb定年受限于U含量和測試時所需要的標(biāo)準(zhǔn)樣品，但其往往存在三個方面的優(yōu)點。一是基于存在于麻粒巖相巖石中的金紅石往往不包含Th，故而研究人員能夠借助208Pb的方式進行普通Pb的校正作業(yè)；二是金紅石U-Pb年齡較為諧和，故而有助于相關(guān)作業(yè)的順利開展；三是金紅石性質(zhì)較為穩(wěn)定，故而不容易遭受到后期熱事件的擾動。

作為在榴輝巖中常見的高壓礦物之一，在對金紅石進行時線定年的操作過程中，技術(shù)人員可以進行Sm-Nd的同位素分析。

3.不同成因磷灰石的內(nèi)部特征

一般而言，磷灰石往往能夠在各類溫壓范圍內(nèi)存在，并且在經(jīng)過風(fēng)化、變質(zhì)和等作用后保存下來，基于這樣的特征可以得知：研究人員通過對磷灰石的分析以及研究可以了解到諸多地質(zhì)過程的轉(zhuǎn)變。不僅如此，磷灰石自身的結(jié)構(gòu)以及地球化學(xué)特征都能夠幫助研究人員實現(xiàn)對于巖漿分異演化以及成巖成礦作用的了解。

隨著時代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，科學(xué)研究人員進一步研發(fā)出Zeta常數(shù)定年法，使得其能夠借助單顆粒沉積碎屑年份的測定。在這樣的背景之下，研究人員加強了對于磷灰石(U-Th)/He以及裂變徑跡年齡數(shù)據(jù)的研究和分析，繼而以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)對盆地?zé)崾返慕忉專⑦€原了古地形以及氣候，促進相關(guān)研究的有序開展以及相關(guān)效益的取得。

目前，相關(guān)學(xué)者在進行熱年代學(xué)的研究過程中，加強了對于磷灰石的分析研究。由于磷灰石的封閉溫度較低，故而在實際的分析操作過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對于巖石抬升冷卻過程最后階段信息的記錄。在進行相關(guān)分析的研究過程中，需要借助磷灰石裂變徑跡以及(U-Th)/He這兩類方法進行相關(guān)的操作。

作為同位素定年法之一，磷灰石裂變徑跡方法在實際的運用過程中，主要以它以238U自發(fā)裂變輻射損傷效應(yīng)為基礎(chǔ)進行相關(guān)的操作。此外，由于相關(guān)的學(xué)者在實際的操作過程中發(fā)現(xiàn)加熱會導(dǎo)致磷灰石的徑跡長度不斷減少，故而裂變徑跡長度的頻率分布和徑跡年齡反映了樣品所經(jīng)歷的熱歷史。

基于上述的分析可以得知：裂變徑跡方法在實際的運用過程中存在著多種的優(yōu)點，并逐步獲得了相關(guān)研究部門的青睞，并將其廣泛的運用在油氣藏形成時間、存在條件的分析研究過程中，并期待在未來與(U-Th) /He相結(jié)合，建立統(tǒng)一的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)定量評估模型。

4.副礦物地球化學(xué)的發(fā)展方向

隨著時代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，我國的學(xué)者加強了對于副礦物地球化學(xué)的研究以及分析。事實上，為了進一步促進相關(guān)工作的有序開展以及相關(guān)效益的取得。學(xué)者不僅加強了對于鋯石、金紅石的研究，還進一步實現(xiàn)對于其他副礦物的研究。諸如部分學(xué)者已經(jīng)開展加強了對石榴石的研究，并由此實現(xiàn)了對于地質(zhì)溫度計的分析以及探討。

此外，為了進一步實現(xiàn)對于地球物質(zhì)演化等問題的深入研究以及分析。技術(shù)人員在實際的操作過程中能夠加強了對于副礦物與巖相學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的交叉使用，促進相關(guān)工作的有效開展。在這一過程中，熱年代學(xué)的運用能夠?qū)崿F(xiàn)促進物源和物源區(qū)熱史的分析，并能定量解釋長期構(gòu)造活動和短期地貌變化的關(guān)系。

近年來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為副礦物地球化學(xué)研究作業(yè)的開展奠定了基礎(chǔ)。在這樣的背景之下，納米技術(shù)不斷地發(fā)展以及運用，為地球科學(xué)的發(fā)展帶來新的契機。在微生物活動豐富的環(huán)境中，由于生物化學(xué)作用會使礦物結(jié)晶環(huán)境的理化條件發(fā)生變化，因此會與一些中一低溫副礦物(如磁鐵礦等)發(fā)生相互作用。這種作用的機制是生物成礦作用和生物能源等重大課題的研究基礎(chǔ)，具有非常大的潛力。

最后，為了進一步促進副礦物地球化學(xué)研究作業(yè)的開展，還需要相關(guān)部門以及人員加強對于各類先進儀器的運用，繼而以此實現(xiàn)對于礦物成分的了解以及分析，促進相關(guān)工作的有序開展。目前，在實際的作業(yè)過程中，研究人員加強了對于SHRIMP, LA-CP-VIS、電子探針等先進儀器的運用。

結(jié)束語

本文基于此，主要分析了不同成因鋯石的內(nèi)部特征（巖漿鋯石、變質(zhì)鋯石），并就熱年代學(xué)的相關(guān)內(nèi)涵進行了論述，隨后筆者就不同成因金紅石的內(nèi)部特征以及不同成因磷灰石的內(nèi)部特征展開了具體的論述，最后分析了副礦物地球化學(xué)的發(fā)展方向。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及研究的不斷深入，我國的副礦物地球化學(xué)研究必將獲得深入的發(fā)展，并以此為基礎(chǔ)促進相關(guān)效益的取得。由于副礦物的地球化學(xué)特征在成巖成礦作用研究中具有廣闊的發(fā)展前景，我國應(yīng)加強在該領(lǐng)域的研究。

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彭峰（1982～），男，新疆地質(zhì)調(diào)查院，研究方向：地球化學(xué)及地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)。

(責(zé)任編輯 李燕)

Dicussion of the Auxiliary Mineral Geochemistry Stu dies

Peng Feng, Zhang Xiaojun, Li Yan

(Xinjiang Geology Investigation Department, Xinjiang, 840000)

The related exploration studies have found that the auxiliary minerals are widely distributed in various types of igneous rocks, metamorphic rocks and sedimentary rocks etc. types of rocks and they have a high sensitivity to the formation environment of host rock. In recent years, the development of science and technology (isotope system, nano technology, etc.) as well as the application of new equipments (high precision of analysis instruments, etc.) allow the researchers to make further study of the auxiliary mineral geochemistry, besides, in this process, they have made no small achievement. Based on this, this paper mainly discusses the auxiliary mineral geochemistry study andthe related connotation.

auxiliary mineral；geochemistry；professional studies

T

A