黄敏 石头科普工作室 2019.5.28

一说起锆石，大家可能想到的就是那些传说可以与钻石“媲美”的宝石饰品。然而市场上的锆石饰品实际上多数为合成立方氧化锆，并不是天然锆石。

天然锆石中多含U、Th等放射性元素，其实并不适合收藏，

但也是因为这个特点，它在地质年份鉴定中反而发挥着重要的作用。

那么什么是锆石呢？

锆石是自然界中一种常见的副矿物，主要成分是ZrSiO4，可含有微量 Mn、Ca、Fe、Mg、Al、P、Hf 以及放射性微量元素 U、Th 等，普遍存在于沉积、岩浆和变质岩中。

是什么使得锆石能成为地质研究的热点？

由于具有极低的吉布斯能，锆石具有特别稳定的晶体结构，能持久保持矿物形成时的物理和化学（特别是元素和同位素）特征。除此之外，锆石的普通铅含量低，U、Th等放射性元素含量高，离子扩散速率低，封闭温度高可达900℃，这些特点使得它被广泛应用于岩石学、矿物学和地球化学研究中，成为U- Pb 法定年的最理想对象。

锆石是如何形成的呢？

锆石的形成过程非常复杂，根据其成因类型，可以分为碎屑锆石、继承锆石、岩浆锆石、变质锆石、热液锆石和深熔锆石等。这些不同成因的锆石具有独特的晶体形态、地球化学元素组成和包裹体等特征。所以除了定年之外，锆石还可以用于指示岩石的形成和演化过程，岩石成因和物质来源等重要信息。

成因不同的锆石又该如何辨析呢？

锆石在形成后，还要经受变形变质和热液作用的改造，锆石群的组成往往会变得更加复杂。如花岗片麻岩中可以出现残留锆石、岩浆锆石、变质锆石、热液锆石等。有时甚至在同一个锆石颗粒中可以包含不同成因类型、不同形成时代的锆石相。锆石内部也因此形成复杂的分区，这些区域可能都记录了锆石所经历的结晶、变质、热液蚀变等复杂的历史过程。这些内部结构特征可以借助HF酸蚀刻图像、背散射电子图像进行观察，可借助离子探针、激光探针等实验来进行化学成分的测定。

锆石内部结构的深入研究是至关重要的。
如果测试前没有进行很好的锆石成因矿物学和锆石微区研究，得到的不少年龄实际上是没有地质意义的混合年龄。因此，在进行锆石地质年代学研究之前应先对锆石进行阴极发光电子（CL）图像和（或）背散射电子（BSE）图像等成因矿物学和锆石内部结构的深入研究，这样才有可能使测得的年龄数据得到合理的地质解释，才有可能对岩石成因、成矿年代学和地质体的构造演化历史有更深入的了解。

END

参考资料：李长民，锆石成因矿物学与锆石微区定年综述.[J].地质调查与研究，2009.
图片来源于网络

撰稿：黄敏
美编：李莹

石头科普工作室出品

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来源：知乎 www.zhihu.com

作者：石头科普工作室

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