福建东南沿海变锆石的成因来自锆石u-pb年代学和地球化学的制约

福建东南沿海变锆石的成因来自锆石u-pb年代学和地球化学的制约

1锆1.1岩石学和矿物学特征（1）形状为双锥形，四面晶为双四面，4.mm。qo.c.0.9004，a:c.1:0.9004；晶体形状为。晶体呈双锥状(图1),柱面m{110}很不发育.锥面上可看到清晰的不规则生长螺纹(图版Ⅲ,1),柱面上无生长螺纹,这表明晶体是沿c轴方向生长的.(2)化学成分所测晶体的化学分析结果见表1.据福建区调队1对该地锆石的化学分析,锆石中的Zr/Hf比在47.33～72.97间,即它们的原子数分别是:Zr0.904～0.8829、Hf0.0191～0.0121.Hf的含量甚低.此外,褐色锆石的H2O+含量达2.15%,接近于水锆石.(3)物理性质本区锆石大部分已非晶质化,晶体呈浅黄褐色至深黄褐色.晶面大部分无光泽,表面龟裂,甚至破裂成隐晶质棱角状碎块,因而可称为变锆石.实测比重为4.615.(4)产状产于福建东南沿海的晶洞钾长花岗岩中.该岩体为燕山晚期侵入于火山岩和次火山岩中的碱性花岗岩(含Na2O4.2%、K2O4.3%).主要组成矿物为石英、钾长石、斜长石、黑云母、霓石、钠铁辉石、锆石、萤石等.岩体含变生锆石204～384×10-6.产于晶洞者较粗大,一般为2～5mm,有时可达10mm左右,产于岩石者大都在1mm以下.1.2锆石的物化性质(1)形态柱状,属四方晶系复四方双锥晶类(图2),4/mmm;a:c=1:0.91;po:To-0.91:1;晶形为(2)成分内蒙锆石的电子探针分析结果见表2.此锆石中不存在一般锆石中所常见的Re2O3、U、Th等成分.(3)物性深褐色,实测比重4.6147,解理不发育,断口不平坦,油脂光泽.(4)产状产于规模不大的、侵入于局部蛇纹石化的白云质大理岩中的伟晶岩脉中.锆石出现于脉的边缘及中部.中部晶体大而完整,一般长约1cm,宽0.2～0.5cm,所见最长达3.5cm,宽1.5cm.2投影要素q0q0(1)形态属斜方晶系斜方双锥晶类(图3),2/mmm;线式要素:a:b:c=0.5212:1:0.9457;极式要素(投影要素):P0:q0:r0=1.8145:0.9457:1;晶形为(2)成分、物性黄玉的化学成分分析结果见表3.按表3资料计算的晶体化学式为:Al2.01[SiO4](F1.84OH0.15)1.99.乳白色,半透明.(3)产状2产于广东阳春锡山钾长花岗岩岩体与下石炭统灰黑色泥灰岩和砂质页岩接触带内外的气成高温热液充填型锡石-黑钨矿石英脉中.3微观组织观察等轴晶系,晶形为该石榴石为淡黄微带褐色的细粒(1～3mm)透明的钙铝榴石,其形态除常见的d{110}+n{211}+r{332}聚形体外,其上还发育轮廓棱角清晰的a{100}单形,这是十分少见的形态习性(图4).立方体各晶面虽坐标方位严格,轮廓清晰,但其内部并非平整光滑的晶面.经双目显微镜和扫描电镜多次观察发现(图5,图版Ⅲ,2),晶面内部实为发育程度不同而局部排列规则、位向一致的微细晶粒.它们有的是垂直立方体晶面延长的细晶柱平行连生,有的似是八面体微粒.总之,在各立方体面的内部却在孕育着非立方体的单形.曾经有人观察到在石榴石晶体上,a{100}、o{111}很难发育成形,尤其是前者.C.Phillips从质点排布的几何观点认为晶体结构中有滑移面d存在,使a{100}各面中的结点密度降低,致使其形成实际光滑平整晶面的可能性亦降低.C.Frondell亦认为,在各立方体面上由于原子不足而难以形成晶面.因而上述a{100}在与n{110}、d{211}和r{331}聚形体的生长现象均可说明,在钙铝榴石晶体的生长过程中a{100}只能与其它单形晶面相交形成规则晶棱、顶点,而在其内部由于此方向面网的结点密度小,物质供应不足,难以形成光滑平整的晶面.钙铝榴石晶体a{100}的这种习性,对其它矿物晶体的晶面生长质量情况都可能有参考意义.3.2符山石与石的共生关系钙铝榴石的化学成分见表4.产于河北涉县接触交代型磁铁矿体中.在外接触带的矽卡岩中石榴石与符山石密切共生.前者有黑褐色半透明、多呈d{110}+n{211}聚形的黑褐色变种和淡黄色透明呈a{100}+d{110}+n{211}+r{331}聚形的钙铝榴石变种.后者多为毫米级大小的晶粒,嵌生在符山石晶体(111)面上或多晶集合体的间隙中,外观易与符山石混淆.4晶体生长丘和多角形交织螺纹晶体呈柱面十分窄小的四方双锥状(图6),属四方晶系复四方双锥晶类,4/mmm;a:c=1:0.5325;po:ro=0.5325:1;晶形为双锥状的聚形体晶体中可有4种以上的复四方双锥,同时可有3个四方柱,柱面不发育.晶体最小2mm,一般为1～5cm,最大可达20cm.(001)比较发育,晶面光亮,其上有各种大小不同的四方形生长丘.生长丘的侧面(锥面)由许多清晰的四方形生长螺纹构成,顶部则往往是更小的(001)面.生长丘的方位与(001)的对称要素一致(图7、图版Ⅲ,3).晶体上p{111}最发育,晶面较光洁,其上有时可看到几毫米大小的似侵蚀成因的凹坑,坑内有明显的多角形交织螺纹(interlacingpolygonalspirals)(图版Ⅲ,4、5),这种螺纹亦可能是在符山石晶体上嵌入浮生的上述淡黄色钙铝榴石晶体剥落后留下的印痕(moldprint).但无论是哪一种成因,这种多角形交织螺纹均可说明在接触交代型硅酸盐矿物的生长过程中存在着晶体的螺旋生长机制.4.2有关成分和性质符山石的成分见表5和表6.符山石呈褐黄色一浅褐色,常见发育十分完好的小晶体(约1cm).实测比重3.34～3.36.4.3产品产于河北涉县接触交代型磁铁矿体中.5半面像性质研究羟硅铍石是1880年发现的老矿物,较为少见.1889年Penfield根据晶体形态测定其轴率为a:b:c=0.5689:1:0.5973,并确定了该矿物的半面像性质.1932年Ito和West测定了晶体结构,因与其形态特征和物性有明显矛盾未被多数学者承认.1961年彭志忠教授精测后确认其结构与Ito等的测定结果根本不同.硅氧骨干为双四面体,顶端向上,互相通过Be联结起来.硅氧骨干中Si-O-Si键角为114°,接近键角所可能达到的最小极限,是已研究过的硅酸盐矿物中键角最小者.此结构模型能合理解释该矿物的形态特征和物理性质.5.1qo、qo、ro为平行于(001)的厚板状晶体(图8),颗粒大小为1～3mm;属斜方晶系斜方单锥晶类,mm2(L2P);线式要素:a:b:c=0.5735:1:0.6064;极式要素:Po:qo:ro=1.054:0.606:1;晶形为上列形态参数和图是根据实测6个羟硅铍石晶体计算和绘制的.晶体具有明显的异极性,c轴两端形态习性不同.上端的各单形斜方单锥r{112},反映双面、e{031}、y{201}(其中r{112}、y{201}未见报道过,为本文首次发现)在下端均未出现.下部顶端只有.各柱面上普遍有显著的纵条纹.在微分干涉显微镜下可看到(010)面上纵条纹的细节,上下两端形态各异,并有两端一尖一钝的生长丘和螺纹,证实c轴方向为极轴(图版Ⅲ,6).(001)与分别为单面,微形貌各异(图版Ⅲ,7、8).5.2c14X光粉晶衍射分析结果