宁德—湖口地学断面下地壳的物质组成和时代——地球化学、Nd同位素和捕获锆石年龄证据

赵凤清　金文山　甘晓春

（天津地质矿产研究所，天津　300170）

孙大中

（中国科学院广州地球化学研究所，广州　510640）

摘要　宁德—湖口断面东起福建省宁德市，西至江西省湖口市，穿越了华夏地块和扬子地块东南缘。华夏地块出露的最老的结晶基底为2400～2000Ma古元古代岩石，扬子地块最老的结晶基底为2200～2000Ma的古元古代岩石。这些基底岩石已遭受角闪岩相（华夏地块）或高绿片岩相—低角闪岩相（扬子地块东南缘）变质作用的改造，大体代表了断面穿越两地块的中地壳特征。火成岩的tDM和火成岩中捕获和/或继承锆石年龄变化于2750～2500Ma，有些达3100Ma，揭示了下地壳的年龄信息。华夏地块的大量花岗质岩石为S型且具负的εNd值，表明下地壳物质组成主体为长英质成分。华夏地块加里东期花岗质岩石的εNd值为—11～—8，而燕山期花岗质岩石的εNd为—6～—1，显示出随着时代的演化，华夏地块下地壳的物质组成由“富花岗质”（富集型）向“贫花岗质”（贫瘠型）方向演化，这主要是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用的影响。扬子地块东南缘的花岗质岩石和酸性火山岩虽然主体仍以过铝S型为主，但其εNd值变化于—6～＋4之间，表明扬子地块的下地壳有较多的地幔物质加入，造成其下地壳的成分成熟度低于华夏地块。

关键词　宁德—湖口断面　下地壳的成分和时代　华夏地块　扬子地块　tDM　捕获锆石年龄

1　引言

探讨大陆下地壳的时代和物质组成是一项十分艰难的研究工作，这主要是由于大陆地壳的形成具有十分复杂的历史和过程，同时人们也缺乏对深部地壳不均匀性的深入了解。近些年来在探讨下地壳信息方面已做了较多的尝试，如地震反射和衍射方法[4,14]、岩浆岩的深源包体的研究[12,13]以及对出露的深部地壳剖面的研究[1,2]。下地壳的物质组成和结构并不是一成不变的，往往随时代演化发生很大变化，那么怎样才能描绘这一动力学过程呢？地球化学，尤其是同位素地球化学，可以用作一种探针来剖析这个过程。本文主要通过地质、地球化学和地质年代学的综合研究来探讨宁德—湖口断面下地壳的性质。

2　宁德—湖口地学断面的地震波速结构

近些年来，华南已相继完成了宁德—湖口[15]、温州—屯溪[18]、泉州—黑水[11]数条地学断面（图1），其中宁德—湖口断面东起福建的宁德，经政和、崇安、乐平，至江西的湖口，穿越了华夏地块和扬子地块两大构造单元。地震波速结构揭示出断面走廊的地壳厚度约为30km，可划分出上、中、下地壳，界限约在10km和20km。上地壳的Vp为46～60km/s，密度为267～275g/cm3，主要由沉积岩、花岗质岩石和板岩、千枚岩之类的变质岩石组成。中地壳Vp由606km/s到625km/s，密度由279g/cm3到285g/cm3，主要由角闪岩相变质的岩石组成，其中在断面的东端（政和以东）在14km至17km深度之间，存在低速层（Vp≈59km/s），很可能属滑脱构造层性质。下地壳的Vp为630～715km/s，和长英质—镁铁质麻粒岩的Vp一致。下地壳的上部Vp≤70km/s，和酸性—中性麻粒岩的Vp吻合[14]，下地壳的底部Vp>70km/s，表明其成分偏镁铁质成分，指示有较强烈的地幔物质添加。

图1　华南构造格架及地学断面位置略图

断面1、2、3分别代表温州—屯溪、宁德—湖口和泉州—黑水断面

3　断面走廊的变质基底

华夏地块的变质基底包括了三大构造层（图2）：古元古代的麻源群、中元古代的马面山群和新元古代—早古生代的长汀超群（或称之为长汀浅变质岩系）。

图2　宁德—湖口地学断面走廊地质略图，主要表示变质基底的分布及特点

1—古元古代地层；2—中元古代地层；3—新元古代地层；4—新元古代—早古生代地层；5—寒武纪—白垩纪地层；6—第四纪；7—花岗质岩石

麻源群主要由黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、石榴云母片岩、云母石英片岩、夹斜长角闪岩和大理岩。这套岩石已遭受角闪岩相变质作用的改造，其p=400～650MPa,T=550～680℃[7]，表明其埋深大致由16km至24km。麻源群上部的岩石流体包裹体以H2O为主，而下部则主要为CO2+H2O。麻源群地层至少遭受四期变形，前两期为韧性—塑性流变机制共轴叠加的平卧（或等斜）褶皱，大量的颗粒锆石U-Pb测年数据表明其时代为2400～2000Ma[3]。

马面山群与麻源群多呈构造接触关系，主要由变质的双峰式细碧—角斑岩（岩性为绿帘斜长角闪岩和钠长变粒岩）、十字石榴云母片岩、云母石英片岩、大理岩和石英岩。这套地层已遭受高绿片岩相—低角闪岩相变质作用的改造。同位素年龄值显示马面山群成岩时代为1400～1000Ma。

长汀超群呈构造关系和麻源群接触，为一套绿片岩相变质的岩石组合，下部岩性为斜长云母石英片岩、石英黑云片岩，上部为浅变质的粉砂岩、长石石英砂岩、板岩、千枚岩和杂砂岩。

综上所述，麻源岩的岩石组合大致反映了宁德—湖口断面东段华夏地块的中地壳的特点，长汀超群可能代表上地壳褶皱基底的特点，马面山群分布比较局限，从特点上看可能处于中地壳和上地壳的过渡带。

在扬子地块的东南缘，变质基底包括古元古代的星子群和中元古代的双桥山群（图2）。星子群出露于庐山附近，主要由十字石榴黑云片岩、石榴云母片岩、云母石英片岩和黑云斜长变粒岩组成，夹有斜长角闪岩、石英岩和不纯大理岩。岩石的变质程度为高绿片岩相—低角闪岩相，其T=530～600℃，p=400～570MPa，估计埋深大约在15～20km，由此推测星子群岩石组合反映了扬子地块东南块东南缘中地壳的特点。颗粒锆石U-Pb年龄表明其时代为2200～2000Ma。

双桥山群和星子群呈构造接触，主要由绢云母板岩、千枚状板岩、变质粉砂岩、杂砂岩和凝灰质板岩为主，夹有双峰式细碧角斑岩建造，岩石主体遭受低绿片岩相变质，局部达高绿片岩相，年龄为1700（）～1000Ma。

4　断面的下地壳时代

沿断面走廊未见麻粒岩地体出露，因此下地壳的时代主要依靠Nd的模式年龄（tDM）和火成岩的捕获锆石年龄进行示踪研究。锆石是一种硅酸岩矿物，从理论上它应从SiO2饱和—过饱和岩浆中结晶，因此岩浆岩中捕获/或继承锆石时代揭示出深部长英质基底的时代信息。基性岩的tDM可以用来粗略估计“早期造壳时代（early crust formation age）”，而长英质火成岩的tDM可以解释为源岩的地壳滞留年龄（residence age）。

41　华夏地块下地壳的时代

前人对该区火成岩的同位素测年工作已发现一些大于2500Ma的年龄，朱玉磷（1985）发表的新桥花岗闪长岩的微量锆石U-Pb年龄为2713Ma，尔后，又相继报道了一些老的U-Pb年龄信息：汤湖花岗岩年龄2516Ma[9]，清湖岩体2642Ma[10]，德化花岗岩3051Ma年龄[17]。最近周新华（1992）在江绍断裂附近陈蔡群斜长角闪岩中获得了（3125±184）Ma的全岩Sm-Nd等时线年龄，这些年龄值多落在2750～2500Ma区间内，少数点达到3100Ma，揭示出华夏地块下地壳形成时代的信息。使用颗粒锆石U-Pb测年也发现华夏地块存在2415～2589Ma的年龄（表1），进一步佐证在华夏地块深部存在2750～2500Ma的长英质基底。

表1　断面走廊火成岩的捕获锆石U-Pb分析

① 误差为2σ；②对空白和稀释剂已作校正；③对空白、稀释剂和初始铅已作校正。

华夏地块的花岗岩分布非常广泛，侵位时代从古元古代延续至中生代，其元素地球化学和同位素地质化学特点显示出S型花岗岩特征，表明这些花岗岩主体是由深部长英质基底深熔作用的产物。因此花岗岩可以视为一种探针来分析下地壳时代和成分。

中条期花岗质岩石（1900士100）Ma的tDM为2602～2674Ma（表2，图3），其fsm/Nd和εNd变化很小，表明其同位素组成基本上没受到后期AFC过程的明显影响，因此2600～2700Ma大致可看作中条期花岗质岩石的源岩时代。

表2　华夏地块Sm、Nd同位素分析数据

加里东期花岗质岩石（400～450Ma）的tDM年龄多数落在1800～2500Ma区间内（表2，图3），这一时限和麻源群的时代大体吻合。野外证据表明加里东期花岗岩体与麻源群之间多呈侵入关系，并非麻源群分熔作用的产物，因此加里东期花岗质岩石的源岩时代应大于2500Ma。

燕山期花岗质岩石（100～120Ma）的tDM变化较大，但总体上小于2000Ma（表2，图3）。燕山期花岗质岩石具高的εNd值，暗示其源岩已遭受较强烈的地幔物质添加作用的影响，幔源物质添加作用可能是造成tDM年龄偏低的主要原因。

图3　华夏地块tDM年龄直方图

1—中条期花岗岩；2—加里东期花岗岩；3—燕山期花岗岩

图4　华夏地块斜长角闪岩的tDM年龄直方图（原始数据见赵凤清等，1995）

1—古元古代；2—中元古代

变质基性火山岩（斜长角闪岩）的tDM年龄已归纳于图4中，麻源群的斜长角闪岩的tDM主体在2400～2600Ma以及2000～2300Ma两个时间段内，马面山群的tDM为2000～2300Ma，揭示出华夏地块早期多期次地幔岩浆的底板垫托时代多发育在2000～2300Ma以及2400～2600Ma。

42　扬子地块（东南缘）下地壳的时代

扬子地块（东南缘）岩浆岩中许多捕获锆石的颗粒锆石U-Pb年龄大于22Ga（表1），大致可划分为2700～2800Ma和2200～2450Ma两个时间段内，揭示出扬子地块东南缘深部地壳长英质基底的时代信息，一些酸性火成岩的tDM年龄也佐证这一认识（表3）。

表3　扬子地块赣东北火成岩的Sm、Nd同位素分析数据

① 全岩；②斜长角闪岩；③角闪石。

基性火山岩的tDM变化很大，多数变化于2000～2400Ma和1300～1700Ma两个区间内，有一些tDM达2600～2800Ma（表3），指示了扬子地块东南缘发生了深部地壳的底板垫托作用的时代。

5　断面走廊下地壳的成分

火成岩的元素地球化学和同位素地球化学揭示出下地壳主体由长英质岩石组成，但成分变化十分复杂，两个地块下地壳成分存在较明显差异，在下地壳的不同深度层次成分也不尽相同，随着地质的演化下地壳的成分也发生一定程度的变化。

51　华夏地块下地壳的成分

中条期花岗质岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩，主体为S型，少量为I型或I型和S型的过渡型。花岗质岩石的εNd为-31～-26,147Sm/144Nd值为010～014，表明源岩应以长英质岩石为主。

加里东期花岗岩为高钾的钙碱性钾长花岗岩、碱长花岗岩和花岗闪长岩，主体以S型花岗岩为主。花岗质岩石具负的εNd值（-11～-8）和低的147Sm/144Nd值（01～014），表明它们应来源于“花岗质富集”的源岩。

燕山期花岗质岩石包括碱长花岗岩、钾长花岗岩以及二长花岗岩，在燕山晚期出现碱性花岗岩，元素地球化学显示这期花岗质岩石主体仍以S型为主，但较之前两期花岗岩其A型和I型相对于S型的比例增生。燕山期花岗岩的εNd为-6～-1，也明显高于前两期花岗岩。碱性花岗岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值类似燕山期其它类型的花岗岩[20]，表明它们的源岩是相似的，应来源于古老的地壳岩石的分熔作用，碱性花岗岩具有较高εNd，意味着有较强烈的地幔物质添加。

图5表示的是εNd随时代的演化过程，由此反映出中条期的下地壳成分演化程度要高于中条期（前者更富长英质），加里东期下地壳成分演化程度要高于燕山期。加里东期花岗岩的εNd值的特点表明其源岩基本上没受到地幔物质添加，因此由中条期至加里东期下地壳成分变化可能是受地壳分异作用影响的结果。燕山期花岗质岩石具较高的εNd值，其源岩很可能是地壳和受地幔物质添加的混合体，表明由加里东期至燕山期下地壳成分变化是受地幔物质添加的影响。

图5　华夏地块花岗岩的εNd—t图解

反映εNd随时代演化特点

52　扬子地块下地壳的组成

扬子地块东南缘晋宁期花岗质岩石（900Ga±500Ma）主要为钙碱性岩浆岩，岩石类型包括二长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩和钾长花岗岩，在有些岩体中含有富铝矿物（堇青石、石榴子石、黑云母）包体以及夕线片岩岩石包体[25]。地球化学特点也显示出S型特点。晋宁期花岗岩具较高的εNd值（-6～+4）（图6）和低的87Sr/86Sr值，表明其源岩中有大量的地幔物质加入。此外在扬子地块和华夏地块结合带，出露有M型花岗岩，也佐证扬子地块东南缘较之华夏地块在物质组成上更偏基性。

新元古代的流纹岩（800～900Ma）从矿物组成和地球化学特征上也具有S型特征，然而其εNd值为-19～+28，显示出与晋宁期花岗岩相似的地球化学特征。

6　结论

通过对宁德—湖口地学断面的地质、地球化学和地质年代学研究，可能获取到断面走廊下地壳性质的一些信息，将其归纳为：

① 花岗质岩石和酸性火山岩的元素和同位素地球化学特征表明华夏地块下地壳的成分主体由长英质组成，尤其是在地壳形成的早期阶段。地球物理资料也显示出同样的信息，宁德—湖口断面的地震波速结构反映下地壳除在局部地段的底部外，主体上Vp＜70km/s,这一特征和酸性—中性麻粒岩的Vp值范围吻合。

图6　扬子地块岩浆岩的εNd—t图解

② 两个地块下地壳的物质组成存在较大差异，扬子地块下地壳在物质成分上较之华夏地块演化程度较差，表明扬子地块的下地壳有更为强烈的地幔物质加入。

③ 同位素地球化学示踪研究结果显示出下地壳的成分随着地质演化发生较大的变化，总体的演化趋势由“富花岗质”向“贫花岗质”方向转化，其原因可能是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用改造的结果。

④ 通过对火成岩的tDM年龄和捕获锆石的年龄详细研究，断面走廊下地壳可能形成于2750～2500Ma，有些于3100～3000Ma已形成。尔后，地幔物质添加（以底板垫托方式为主）比较发育，华夏地块的时限为2400～2600Ma和2200～2300Ma，扬子地块则发生于2000～2400Ma和1300～1600Ma两个时间段内。

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　锆石又称锆英石，锆英石是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。那么你对锆石了解多少呢以下是由我整理关于锆石知识的内容，希望大家喜欢!

　锆石的介绍

　锆石又称锆英石，日本称之为“风信子石”，它是十二月生辰石，象征成功，是地球上形成最古老的矿物之一。因其稳定性好，而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物，已测定出的最老锆石形成于43亿年以前。锆石是一种性质特殊的宝石。它有较高的折光率和较强的色散，无色或淡蓝色的品种加工后，象钻石一样有较强的出火现象。由于它在外观上与钻石很相似，因而被誉为可与钻石媲美的宝石

　锆石是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩，也产于变质岩和其他沉积物中。锆石的化学性质稳定，因而经常保存与漂砂中，并作为碎屑物出现与沉积岩和沉积变质岩中，并且真正有开采价值的锆石是沙型锆石矿床。在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿，著名的产地有挪威南部和俄罗斯乌拉尔。锆石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆石产于老挝、柬埔寨、缅甸、泰国等地。中国东部的碱性玄武岩中也有宝石级的锆石。锆石是提取锆和铪的最重要的矿物原料，也用于国防和航天工业。按锆石的物理性质和化学成份可分为高型和低型两个变种。结晶完整的晶体多为“高型”;晶体极差或无晶者为“低型”。由于放射性元素，使得锆石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆石、中型锆石和低型锆石三种。就宝石价值来说，高型锆石价值较高

　锆石的形态特征

　锆石的结构形态

　锆英石在各种火成岩中作为副矿物产出;锆英石的化学性质稳定，因而经常保存与漂砂中，并作为碎屑物出现与沉积岩和沉积变质岩中，并且真正有开采价值的锆英石是沙型锆英石矿床。在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿，著名的产地有挪威南部和俄罗斯乌拉尔。锆英石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆英石产于老挝、柬埔寨、缅甸、泰国等地。中国东部的碱性玄武岩中也有宝石级的锆英石。锆英石是提取锆和铪的最重要的矿物原料，也用于国防和航天工业。

　锆英石是硅酸盐类矿物，按其物理性质和化学成份可分为高型和低型两个变种。结晶完整的晶体多为“高型”;晶体极差或无晶者为“低型”。由于放射性元素，使得锆英石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆英石、中型锆英石和低型锆英石三种。但就宝石价值来说，高型锆英石价值较高。

　锆英石是天然宝石中折射率仅次于钻石、色散值很高的宝石，无色透明的锆英石酷似钻石，是钻石很好的代用品。常用的锆英石多呈无色、红褐色、褐红色、绿色等。但最流行的颜色是蓝色和无色两种，其中以蓝色价值较高，且一般都经过人工热处理。市场上的许多锆英石，都是经过热处理之后再拿出来销售。锆英石经常用热处理以提高其质量，或改变颜色或改变锆英石的类型。如此，锆英石变得更漂亮、易于销售。

　锆英石的晶体属四方晶系，a0=0662nm，c0=0602nm;Z=4。结构中Zr与Si沿c轴相间排列成四方体心晶胞。晶体结构可视为由[SiO4]四面体和[ZrO8]三角十二面体联结而成。[ZrO8]三角十二面体在b轴方向以共棱方式紧密连接。

　复四方双锥晶类，D4h-4/mmm(L44L25PC)。晶体呈四方双锥状、柱状、板状，且形态与成分密切有关。主要单形：四方柱m、a，四方双锥p、u，复四方双锥x。可依成膝状双晶。可与磷钇矿成规则连生。

　锆石的相关特征

　锆英石的成分中含有放射性元素铀(U)和钍(Th)。但含量很低，远低于安全系数。所以大家可以放心地佩戴锆英石装饰品。

　锆英石是一种性质特殊的宝石。它有较高的折光率和较强的色散，无色或淡蓝色的品种加工后，象钻石一样有较强的出火现象。由于它在外观上与钻石很相似，因而被誉为可与钻石媲美的宝石。

　早在古希腊时，这种美丽的宝石就已被人们所钟情。相传，犹太主教胸前佩戴的十二种宝石中就有锆英石，称为“夏信斯”。据说，锆英石的别名“风信子石”，就是由“夏信斯”转言而来，流行于日本，我国的香港及内地。

　锆英石一名源于阿拉伯语的朱之意和金色之意，而古印度曾称锆英石为“月食石”。这也说明这种宝石的颜色常见于红色、金**、无色。同时从另一个侧面说明，锆英石在古时的阿拉伯、波斯和印度地区就十分受欢迎。

　大家知道，许多东西经过热处理就可以变性，锆英石也是如此。如果对低型的锆英石加热到一定程度时，其就会变成无色透明晶体。比如：斯里兰卡的锆英石多为绿色低型的，经过热处理后，颜色明显变淡，成为高型的锆英石宝石。我国海南省产的红色、棕色锆英石，经过热处理，可以变成无色的。

　宝石界把锆英石、绿松石、青金石同列为十二月生辰石，象征胜利，好运，是成功的保证。

　我国有部分红色或棕红色的锆英石，不经改色处理，也可直接研磨成美丽的宝石。但应该注意，我国红低型锆英石也是二色性较强的宝石。如果从红锆英石某一方向上看是红色，而从另一方向看，又是淡色或接近无色。所以，加工时，必须按一定方向研磨，让红色出现在磨型正面。

　锆英石的著名产地有斯里兰卡、泰国、老挝、柬埔寨。我国云南出产的锆英石一般需经加热改色处理。

　我们在商场里看到的一些钻石的替代品——营业员声称的锆英石，并不是前文所说的天然锆英石，而且一种人工合成的立方氧化锆(Cubic Zirconia)，简称CZ，价格远低于天然锆英石，是钻石的一种最常见的替代品，请勿将它与天然锆英石混淆。

　锆英石在酸性和碱性岩浆岩中广泛分布，基性岩和中性岩中亦常产出。

　四方短柱状，四方双锥状。硬度大，金刚光泽。与金红石的区分是硬度大，金红石有完全解理。与锡石区别是锆英石的密度较小。与独居石区别是锆英石具四方柱状晶形，且硬度较大。

　锆英石主要鉴定特征有：高折射率、强光泽、高双折射率、高密度、高色散和典型的光谱特征等。

　由于锆英石色彩丰富，而且颜色深浅程度变化较大，因此，锆英石可与任何颜色、透明度的宝石相混。最易于相混的宝石有钻石、尖晶石、金绿宝石、蓝宝石、红宝石、石榴子石、锆英石宝石、托拍石等。

　锆石的应用价值

　提取Zr、Hf的主要矿物原料。锆英石的主要工业用途如下：耐火材料;型砂材料;陶瓷原料;宝石原料。

　锆英石极耐高温，其熔点达2750。并耐酸腐蚀。世界上有80%的锆英石直接用于铸造工业、陶瓷、玻璃工业以及制造耐火材料。少量的锆英石用于铁合金、医药、油漆、制革、磨料、化工及核工业。极少量的锆英石用于冶炼金属锆。

　含ZrO265～66%的锆英石砂因其耐熔性(熔点2500℃以上)而直接用作铸造厂铁金属的铸型材料。锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性，而且较其他普通耐熔材料有较强的化学稳定性，因此优质锆英石和其他各种粘合剂一起有良好的粘结性而用于铸造业。锆英石砂也用作玻璃窑的砖块。而锆英石砂和锆英石粉与其他耐熔材料混合还有其他用途。

　锆英石和白云石一起在高温下反应生成二氧化锆或锆氧(ZrO2)。锆氧也是一种优质耐熔材料，虽然其晶形随温度而变。稳定的锆氧还含有少量的镁、钙、钪或钇的氧化物，稳定的锆氧熔点接近2700,它抗热震，在一些冶金应用中比锆英石反应差。稳定的锆氧导热性低，在工业锆氧中，二氧化铪作耐熔物使用是无害的。

　金属形式存在的锆，主要用于化学工业和核反应堆工业，以及用于要求耐蚀、耐高温、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工业，在美国，锆总消耗量中约有8%用于这些工业，而铪金属的唯一有意义的应用是用在军舰的核反应堆。

放射性现象的发现不仅推翻了此前物理学家对地球年龄的低估，而且让准确测定地球年龄成为可能。

卢瑟福和索迪（1877-1956）一起为放射性年龄测定奠定了理论基础。他们发现放射性现象是由于元素的自发衰变造成的。在衰变过程中，一种元素变成了另一种较轻的元素，同时发射出射线。一种放射性元素的衰变速率是固定的。这样，如果知道了某种放射性元素的衰变速率和衰变产物，就可以根据衰变产物的量计算出用了多长的时间产生这些产物。

卢瑟福在1905年首先想到了可以用这种办法来测定岩石的年龄。当时，他已经知道铀、镭发射出的阿尔法射线其实就是氦，那么，通过测量岩石中铀和氦的比例，以及铀产生氦的速率，就可以知道岩石的年龄。用这个办法，他测定两块岩石的年龄大约是5亿年。卢瑟福谨慎地指出，这只是下限，因为有一部分氦可能从岩石中逃逸了，导致测定的氦含量比实际的要少，测定的岩石年龄也就偏小。

在同一年，美国化学家波尔特伍德（1870-1927）注意到铅总是出现在含铀和钍的矿石中，推测铅是铀和钍衰变的最终产物。在卢瑟福的建议下，波尔特伍德开始通过测量铀矿石中的铅含量来计算岩石的年龄。他测了26份岩石样本，发现它们的年龄在4亿到22亿年之间。这表明地球的年龄至少是22亿年。

波尔特伍德的结果于1907年发表在地质学杂志上。尽管这个测定结果符合地质学家的预想，他们却对此没有什么兴趣。地质学家对物理学家、化学家闯入他们的领域的举动仍保持戒心。波尔特伍德没有做进一步的研究，后来患了抑郁症，自杀身亡。卢瑟福的兴趣也转移到其他方面。

在其他人都放弃的时候，只有英国地质学家霍姆斯（1890-1965）坚持了下来。早在1911年霍姆斯还是一名本科生时，就开始用铀－铅法测定岩石的年龄，并测出最古老岩石的年龄是16亿年。此后，随着对放射性现象、放射性同位素的研究的深入，霍姆斯一直在改进其测量结果。但是直到进入20年代，霍姆斯的工作才逐渐受到重视。此时，地质学家已发现地层的沉积速度并不是恒定的，因此想根据现在地质变化的速率来精确地算出地球的年龄是不可能的，只能借助放射性方法。1931年，美国科学院指定一个委员会专门研究地球年龄的测定问题，由霍姆斯执笔的委员会报告认定放射性年龄测定法是测定地球年龄的唯一可靠的方法。

有关放射性测定法的争议消失了，接下来就是如何尽可能准确地测定地球的年龄。岩石越古老，当然就越接近地球的年龄。目前测定的最古老的岩石年龄大约是38亿-39亿年，其中有的是沉积岩，含有更古老的矿石晶体。已知最古老的矿石晶体是在澳大利亚发现的锆石小晶体，年龄至少为44亿年。但是用地球岩石无法直接测定地球形成的年龄。这是因为地球由地壳、地幔、地心几部分组成，由于板块运动，新的地壳持续地产生，然后又被循环，岩石始终处于变化之中，其结果是，地球最早形成的岩石已不存在。

整个太阳系是由同一片星云形成的，形成太阳系各个天体的过程所花的时间相对来说比较短，可能不到1亿年。太阳系其他天体的年龄也就基本等于地球的年龄。因此，有关地球年龄的最好证据反而不是来自地球，而是来自月球和降落到地球上的天外来客——陨石。月球上不存在板块运动，可以在上面找到月球刚形成时就有的岩石。对阿波罗号带回来的月球岩石的测定结果表明，最古老的月球岩石大约是44-45亿年。对许多陨石的测定结果，年龄也都在45亿年左右。现在被普遍接受的地球年龄454亿年（1％误差），根据的是美国地质化学家帕特森（1922-1995）在1956年发表的测定结果，测的是一块在美国亚利桑那州恶魔谷发现的陨石。

地球年龄大约45亿年，科学界对此已无异议，它作为一个科学事实已有50多年的历史。但是在科学界之外，仍然有许多人不能接受这一事实。这主要是基督教原教旨主义者，他们坚信地球的年龄只有大约1万年。这些“年轻地球论者”的依据是基督教《圣经》，但是却给自己披上科学的外衣，试图动摇放射性测定法的科学基础。

简单的放射性测定法有两个假设：一、在岩石刚刚形成时，只有母元素（例如铀），子元素（例如铅）都是后来由母元素衰变形成的。二、自岩石形成以后，没有母元素、子元素逃逸出去，也没有母元素、子元素从外界渗透进来。显然，这两条假设如果有一条不成立，就会影响到测定结果，因此就受到了“年轻地球论”的质疑。

但是存在这两个假设并不会让放射性测定法变得毫无价值。在许多情形下，有足够的依据可以认定这样的假设是完全合理的，而且也可以通过对同一个样本用不同的同位素、不同的测定方法进行核对。实际上，现代放射性测定法普遍采用的是等时线法，通过测量同一种元素的不同同位素的量，以及通过测量在同一时间形成的不同物体

（例如岩石中的不同矿石晶体），取消了这两个假设。因此，“年轻地球论者”对此的质疑是没有道理的。

放射性测定法还有一个基本假设，某种放射性元素的衰变速率是恒定不变的。如果这个假设不成立，测定的结果当然就靠不住。因此“年轻地球论者”最喜欢攻击这一假设。但是这一假设有充分的量子力学理论依据，攻击它也就是在攻击量子力学。这个假设也被实验所证实：物理学家做了很多试图改变衰变率的实验，对放射性同位素施加不同的温度（高达2000摄氏度，低达零下186摄氏度），不同的气压（从真空到几千个大气压），不同的引力场和磁场，都未能显著改变衰变率。

而且放射性测定法的结果已被别的方法所独立验证，例如日震年龄测定法。上个世纪60年代，天文学家发现太阳表面在有规律地振荡，称为日震。日震波的传播与太阳的组成，特别是太阳中心的氦和氢的相对含量有关。自太阳诞生以来，其内部就一直在进行着把氢聚合成氦的核聚变。因此，通过日震测定太阳中心氦的含量，就可以计算出太阳的年龄。用这个方法测出的太阳年龄大约为457亿年，与用放射性测定法测出的吻合得很好。

当代“年轻地球论者”对地球年龄的质疑没有任何科学含量，不能算是科学争论，也无法通过学术争论获得解决。这是宗教与科学的冲突，这些偏执的信徒还生活在17世纪乌瑟主教的时代。

合成立方氧化锆石也称CZ钻，最早由前苏联人合成，在70年代，合成立方氧化锆石作为钻石的仿冒品成功地推向市场。

合成立方氧化锆与锆石是完全不同的两种宝石。合成立方氧化锆的化学成分为ZrO2，是等轴晶系的人工合成宝石，是非贵金属类流行饰品广泛应用的装饰宝石。合成立方氧化锆石一般用冷坩埚熔壳法合成。

扩展资料：

立方氧化锆在光学上与钻石（金刚石）非常接近，一般人未必能分别两者。但是在显微镜下二者仍然有一定分别：

色散：立方氧化锆的色散为0060，高于钻石的0044。因此立方氧化锆看来比钻石更为熣灿。

硬度：立方氧化锆的摩氏硬度为85至90，钻石为10。

比重：立方氧化锆比钻石重17倍。但是这特点只能用来分别未镶嵌的宝石。

瑕疵：如今生产的立方氧化锆基本上是内外完美无瑕的。而天然钻石极少是完全内外无瑕。

-合成立方氧化锆

首先，需要注意“锆石”与“合成立方氧化锆（CZ）”的区别。锆石是天然的，而CZ是人工合成的。不过，市场上常说的“锆石”很可能是指“合成立方氧化锆”。

其次，钻石与CZ是等轴晶系，不能见到后刻面棱重影，而锆石是四方晶系，可见后刻面棱重影。其实可以简单地通过密度来区分这三者。

511 定年方法

分别采集白芒山（AJGS6）、舒家店（SYSZK03）、鸡冠山（JGZ1）、大团山（ADTS1）、胡村（钻孔岩心，HCZK683）、湖城涧（钻孔岩心，HCJZK1）、凤凰山（钻孔岩心，FHZ2）、瑶山（钻孔岩心，YSZ3）、南洪冲（07CL505）、铜官山（07CL507）、天鹅抱蛋（07CL512）、新桥头（07CL516）、沙滩脚（07CL519）、缪家（07CL521）等岩体样品各约2 kg，破碎至40～80目，用水淘洗粉尘后，先用磁铁除去磁铁矿等磁性矿物，再用重液选出锆石，最后在双目镜下人工挑出锆石。锆石的分选由河北省地调院完成。将锆石和标样一起粘在玻璃板上，用环氧树胶浇铸，制成薄片、抛光，并拍照反射光和阴极发光照片，最后在离子探针SHRIMP-RG上测定锆石的U、Th、Pb同位素含量及定年。样品制备、反射光和阴极发光照像以及SHRIMP定年均由作者在美国斯坦福大学离子探针实验室完成。实验选择的标样为R33［（4190±11）Ma］（Black et al，2004），数据的误差范围±1σ，数据处理使用美国Berkeley地质年代学中心Kenneth RLudwig编制的计算程序（Ludwig，2001；2003）。

512 锆石SHRIMP定年结果

橄榄安粗岩系列侵入岩的白芒山、舒家店辉石二长闪长岩，高钾钙碱性系列的湖城涧辉长闪长岩，鸡冠山、大团山、铜官山、天鹅抱蛋石英二长闪长岩，缪家石英二长闪长玢岩，胡村、南洪冲、凤凰山、沙滩脚花岗闪长岩，瑶山、新桥头花岗闪长斑岩的锆石SHRIMP定年结果见表52，各测点的定年数据见附表1，各岩体地质特征见第3章。

表52 铜陵地区中酸性侵入岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果

注：MSWD—平均重量离差平方；n—参加计算的测点数。

Note：MSWD—Meansquare weighted deviation；n—Number of calculated measure points

各定年样品锆石特征及SHRIMP U-Pb定年结果分述如下：

（1）样品AJGS6（白芒山辉石二长闪长岩）

锆石为浅**，呈短柱状、粒状，粒度大小为004～020 mm，大多数锆石柱面（110）比（100）发育，锥面（101）比（211）发育，主要为Pupin（1980）的J4、J5、S24、S25、D、P5晶型，碱度指数（IA）和温度指数（IT）分别为458和643（吴才来等，1994）。锆石具有明显的振荡环带（图51），部分锆石含有细小的矿物包裹体，显然，这是典型的岩浆结晶锆石（Pidgeon et al，1998）。12颗锆石的测定结果表明，除10号锆石的U、Th含量较低外（分别为83×10-6和53×10-6），其余锆石的U、Th含量较高，且变化范围也较大 ［U：（600～2345）×10-6，Th：（1167～7588）×10-6］，表现在CL图像上颜色较深。206Pb/237U年龄变化于1429±08 Ma～1332±07 Ma，平均年龄为13821±082 Ma（MSWD=06，n=5）（图52）。

图51 橄榄安粗岩系列侵入岩的锆石阴极发光图像

（2）样品SYSZK03（舒家店辉石二长闪长岩）

该样品取自橄榄安粗岩系列舒家店辉石二长闪长岩的钻孔岩心（ZK03）。该岩体呈北东向不规则状岩墙产出，岩体中间出露面积约2500 m2石榴子石矽卡岩。岩体中含有丰富的、大小为1 ～3 cm的辉石和角闪石斑晶，其围岩是志留纪粉砂岩，具有细脉浸染状铜矿化现象。岩石呈灰黑色，自形—半自形粒状结构，主要矿物为斜长石（An =45～55，70%～75%）、透辉石（13%～15%），其次为黑云母（7% ～8%）、钾长石（3% ～4%）以及少量的石英（2%～3%）。该样品锆石为柱状，长宽比为1：1～2：1之间，大多数锆石的CL图像为均匀的灰色，部分锆石具有振荡环带结构（如6号锆石）或条带状结构（如7号和11号锆石）（图51）。锆石的U、Th含量分别为（189～1086）×10-6和（133～1705）×10-6，Th/U比值为073～184（附表1），Th、U之间的相关系数为071。11颗锆石的U-Pb年龄变化于1458±12 Ma～1381±10 Ma之间，除去高U的锆石测点，得出平均年龄为1424±07 Ma（MSWD=06，n=6），该年龄为岩浆结晶的时代（图52）。

图52 橄榄安粗岩系列侵入岩的锆石238U/206Pb-207Pb/206Pb谐和曲线和平均年龄

（3）样品HCJZK1（湖城涧辉长闪长岩）

该样品取自高钾钙碱性系列湖城涧辉长闪长岩的钻孔岩心（ZK1）。岩石为灰黑色，具似斑状结构，斑晶为辉石和斜长石，两者粒度相近；基质由长条状斜长岩和细粒填隙状的辉石和磁铁矿组成。该样品锆石的长宽比为1：1和2：1，阴极发光图像（CL图像）表现为均匀的灰色（图53）。锆石U的含量变化于（524～1545）×10-6之间，Th变化于（661～2752）×10-6之间，U、Th之间具有较好的相关性（相关系数为081）。Th/U比值一般>1，变化于13～266之间（附表1）。所有锆石年龄变化范围较窄，在1464±06 Ma～1395±07 Ma之间，平均年龄为1427±06 Ma（MSWD=18，n=8）（图54）。

（4）样品JGZ1（鸡冠山石英二长闪长岩）

锆石为短柱状，一般长宽比为15：1，个别为2：1。锆石晶形统计结果表明，锥面（211）和（101）发育程度相近，但柱面（110）比（100）发育（吴才来等，1994）。从锆石的阴极发光图像可以看出，大多数锆石具有较宽的振荡环带（图53），但部分锆石含有不规则的核（如2号，8号和10号锆石）。根据其形状特征推测，它们可能是后来流体改造所致。12颗锆石的SHRIMP U-Pb测定结果表明，锆石的U、Th含量变化不大，分别为（136～676）×10-6、（101～777）× 10-6；Th/U比值变化于077～141之间，且大多数都>1；206Pb/238U年龄的变化范围也不大，为1430±09 Ma～1313±16 Ma。其中，1号、8号和11号锆石的年龄偏小，结合阴极发光图像特征可以看出，这些锆石可能受到了后期流体的改造，发生了Pb的丢失，测点的位置跨入了Pb丢失的部位。因此，在计算平均年龄时予以舍去，其余锆石的平均年龄为1399±11 Ma（MSWD=09，n =8），与238U/206Pb-207Pb/206Pb得出的谐和年龄（1385±26 Ma）在误差范围内一致（图54）。

（5）样品ADTS1（大团山石英二长闪长岩）

锆石为长柱状，长宽比为2：1～3：1，锥面（101）稍比（211）发育，而柱面（100）比（110）发育，平均温度指数（IT）和平均碱度指数（IA）分别为359、426（吴才来等，1994）。CL图像显示，锆石具有明显的环带结构，且环带的条纹非常细（图53）。测定结果表明，该样品的锆石U、Th含量分别为（119～462）×10-6和（48～435）×10-，Th/U比值变化于036～119之间（大多数>05），206Pb/238U年龄变化于2271±14 Ma～1364±12 Ma之间，平均年龄为1393±12 Ma（MSWD=12，n=8），与238U/206Pb-207Pb/206Pb得出的谐和年龄（1397±24 Ma）几乎一致（图54）。

图53 高钾钙碱性系列侵入岩的锆石阴极发光图像

图54 铜陵高钾钙碱性系列侵入岩的锆石238U/206Pb-207Pb/206Pb谐和曲线和平均年龄

（6）样品07CL507（铜官山石英二长闪长岩）

锆石为柱状，长宽比在2：1～4：1之间。大多数锆石的CL图像显示振荡环带结构（图53），这是典型的岩浆结晶锆石（Pidgeon et al，1998）。部分锆石含有老的继承性核，如5号和7号锆石。锆石的U、Th含量分别为（57～737）×10-6和（40～569）×10-6，Th/U比值为035～132（附表1），其中1号、81号和82号锆石分别为035、041和041，其余锆石均>05。Th、U之间的相关系数为083。12颗锆石14个测点的U-Pb年龄变化于2461±15Ma～1330±12 Ma之间，除去老的继承性锆石测点，其余测点得出的年龄平均为1417±14 Ma（MSWD =10，n =9），代表岩浆结晶的年龄（图54）。锆石的238U/206Pb -207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为2467±120 Ma，下交点年龄为1431±39 Ma（图54）。上交点年龄可解释为继承性锆石的时代，而下交点年龄可解释为岩浆的结晶时代，并与平均年龄（1417±14 Ma）在误差范围内基本一致（图54）。

（7）样品07CL512（天鹅抱蛋石英二长闪长岩）

锆石具有较好的柱面和锥面，长宽比为2：1～3：1，具有明显的振荡环带，部分锆石具有老的继承性核，如3号、8号和11号锆石（图55）。12颗锆石14个测点结果表明，锆石的U、Th含量分别为（75～284）×10-6和（29～603）×10-6，锆石的Th/U比值变化于041 ～219之间（附表1），Th、U之间的相关系数为058。14个测点得出的206Pb/238U年龄变化于2606±7 Ma～1343±27 Ma之间，除3号、4号、81号和111号锆石外，其余锆石得出平均年龄为1413±13 Ma（MSWD =18，n=8）（图54）。锆石3号、81号、111号测点为老的继承性锆石核，年龄分别为8376±63 Ma、2606±7 Ma和9366±62 Ma；4号测点横跨在老的核和幔部之间，年龄为7787±47 Ma。锆石的238U/206Pb -207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为2612±75 Ma，下交点年龄为1395±28 Ma（图54）。上交点年龄可解释为老的继承性锆石的时代，而下交点年龄可解释为岩浆的结晶时代，并与平均年龄（1413±13 Ma）在误差范围内基本一致（图54）。

（8）样品07CL521（缪家石英二长闪长玢岩）

锆石为短柱状，长宽比为1：1～15：1，具有较好的振荡环带（图55）。10颗锆石的定年结果表明，锆石的U、Th含量分别为（88～457）×10-6和（50～588）×10-6，锆石的Th/U比值变化于056～133之间（附表1），Th、U之间的相关性较好，相关系数为091 ，206Pb/238U年龄变化于1641±11 Ma～1337±18 Ma之间，除去不谐和的测点后，得出平均年龄为1428±16 Ma（MSWD=18，n=8）。锆石的238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线年龄为1460±30 Ma（MSWD =099）（图54），与平均年龄（1428±16 Ma）在误差范围内基本一致（图54）。

（9）样品HCZK683（胡村花岗闪长岩）

锆石为自形柱状，长宽比为2：1 ～3：1，晶形特征与大团山岩体中的类似，但平均温度指数（IT）和平均碱度指数（IA）略高于大团山岩体，分别为418和440，反映岩浆的温度和碱度略高于大团山岩体（吴才来等，1994）。CL图像显示，锆石内部具有明显的环带结构（图55），部分锆石含有针状的矿物包裹体，如6号锆石。测定结果表明，锆石的U、Th含量分别为（161～614）×10-6和（86～813）×10-6，Th/U比值变化于037～152之间，除8号锆石为037外，其余锆石均>060（附表1）。Pb/U年龄变化于1428±13 Ma～1336±15 Ma，平均年龄为1409±12 Ma（MSWD =06，n =6），与238U/206 Pb-207Pb/206Pb得出的谐和年龄（1416±35 Ma）在误差范围内一致（图56）。

图55 高钾钙碱性系列侵入岩的锆石阴极发光图像

（10）样品07CL505（南洪冲花岗闪长岩）

该样品锆石的长宽比变化较大，为1：1和4：1，阴极发光图像显示出明显的环带结构（图55）。锆石U的含量变化于（79～521）×10-6之间，Th变化于（50～397）×10-6之间，U、Th之间具有较好的相关性（相关系数为097）。Th/U比值一般>05，变化于057～099之间（附表1）。锆石年龄变化范围为7227±48 Ma～1233±21 Ma，其中，2号和6号锆石的年龄分别为5779±58 Ma和7227±48 Ma，2号锆石可能为一捕获的老的锆石，核部似乎发生了不完全熔融，6号锆石核部与幔部之间以及中间部位均有黑色的CL影像，放射性206Pb的含量（20×10-6）远远高于其他锆石［（15～99）×10-6］，可能反映该锆石受到了后期流体的改造，有Pb的加入或带出（Cherniak et al，2000）。去除这两颗锆石，其余锆石的平均年龄为1388±13 Ma（MSWD=11，n =12）（图56）。锆石的238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为841±74 Ma，下交点年龄为137±13 Ma（MSWD =15）（图56）。上交点年龄可解释为花岗闪长岩的继承性锆石时代，而下交点年龄可解释为岩浆的结晶时代，但误差较大，与平均年龄（1388±13 Ma）基本一致（图56）。

（11）样品FHS2（凤凰山花岗闪长岩）

锆石呈长柱状，长宽比为2：1～3：1，具有较好的振荡环带，部分含有矿物包裹体（图57）。这些锆石的U、Th含量分别为（225～573）×10-6和（79～481）×10-6，除1号锆石的Th/U比值为027外，其余的均>05（变化于059～113之间）（附表1），Th、U之间具有较好的相关性（相关系数为083）。11颗锆石定年得出的206Pb/238U年龄变化于6908±41 Ma～1400±12 Ma之间，除1号、3号和11号锆石外，其余锆石得出平均年龄为1420±08 Ma（MSWD=10，n=8）。1号和3号锆石具有老的继承性核，测点位置横跨了核部和幔部，产生的混合年龄分别为5314±28 Ma和6908±41 Ma，与1号和3号锆石不同，11号锆石的核部与幔部之间具有一圈形状不规则的黑圈（图57），表明锆石受后期流体的改造发生了Pb的加入或带出（Cheriak et al，2000），核部年龄为2348±19 Ma。锆石的238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为837±53 Ma，下交点年龄为1485±95 Ma（图56）。上交点年龄可解释为花岗闪长岩继承性锆石的时代，而下交点年龄可解释为岩浆的结晶时代，并与平均年龄（1420±08 Ma）在误差范围内基本一致（图56）。

（12）样品07CL519（沙滩脚花岗闪长岩）

锆石为柱状，长宽比为2：1 ～3：1，具有较好的振荡环带，部分锆石具有老的继承性核，如5号、8号、9号和10号锆石（图57）。14颗锆石定年结果表明，锆石的U、Th含量分别为（85～408）×10-6和（42～203）×10-6，锆石的232Th/238U比值变化于022～072之间（附表1），Th、U之间的相关系数为052。除5号、8号、9号和10号锆石的年龄分别为844±4 Ma、1994±14 Ma、1801±11 Ma和2403±8 Ma外，其余锆石年龄变化于1472±15 Ma～1353±11 Ma之间，平均年龄为1441±12 Ma（MSWD=092，n=9）。锆石的238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为1995±29 Ma，下交点年龄为1443±23 Ma（MSWD=09，n=9）（图56）。上交点年龄可解释为花岗闪长岩的继承性锆石的时代，而下交点年龄可解释为岩浆的结晶时代，并与平均年龄（1441±12Ma）非常一致（图56）。

图56 铜陵高钾钙碱性系列侵入岩的锆石238U/206Pb-207Pb/206Pb谐和曲线和平均年龄

图57 高钾钙碱性系列侵入岩的锆石阴极发光图像

（13）样品YSZ3（瑶山花岗闪长斑岩）

锆石为自形的长柱状，长宽比值为2：1 ～4：1。CL图像显示，锆石具有非常好的振荡环带，并含有矿物包裹体（图57），如锆石1、5和7。锆石的U和Th含量较低，分别为（242～386）×10-6和（18～93）×10-6，Th/U比值较低，为006～053（附表1），Th和U之间的相关系数较低（仅为048）。5号和7号锆石含有老的继承性核，测得年龄分别为2330±12 Ma和2104±13 Ma。其余锆石得出206Pb/238U年龄变化于1556±13 Ma～1436±11 Ma之间，平均年龄为1460±09 Ma（MSWD =08，n=8）。238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为2476±12 Ma，下交点年龄为1481±19 Ma（图56）。上交点年龄反映了花岗闪长斑岩继承性锆石的时代，而下交点年龄代表岩浆结晶的时代，且在误差范围内与平均年龄（1460±09 Ma）一致。

（14）样品07CL516（新桥头花岗闪长斑岩）

锆石为自形的长柱状，长宽比为2：1 ～5：1。CL图像显示，锆石具有非常好的振荡环带（图57）。锆石U的含量为（137～497）×10-6，Th的含量非常低，为（5～85）×10-6，Th/U比值较低，除12号锆石为064以外，其余的变化于003～010之间（附表1），Th和U之间的相关系数为063。除12号锆石为老的继承性核（年龄为2484±10 Ma）外，其余锆石的年龄变化范围不大（206Pb/238U年龄变化于1523±10 Ma～1440±11 Ma之间），平均年龄为1472±15 Ma（MSWD =07，n=6）。238U/206Pb-207Pb/206Pb比值得出谐和线上交点年龄为2483±65 Ma，下交点年龄为1479±23 Ma（MSWD =25）（图56）。上交点年龄反映了花岗闪长斑岩继承性锆石的时代，而下交点年龄代表岩浆结晶的时代，这一年龄在误差范围内与平均年龄（1472±15 Ma）一致。

锆石含有Hf、Th、U、TR等混入物。

主要化学成分为硅酸锆 ；化学组成为Zr[SiO₄]，晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体呈短柱状，通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。

锆石颜色多样，有无色、紫红、金**、淡**、石榴红、橄榄绿，香槟，粉红，紫蓝，苹果绿等，一般有无色、蓝色和红色品种。

色散为0039（高）。光泽为强玻璃光泽至金刚光泽。无解理。摩氏硬度6～75，比重大，密度：多数在390～473 g/cm³。高型：460～480 g/cm³。中型：410～460 g/cm³。低型：390～410 g/cm³。

扩展资料

锆石的化学性质稳定，因而经常保存与漂砂中，并作为碎屑物出现与沉积岩和沉积变质岩中，并且真正有开采价值的锆石是沙型锆石矿床。

在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿，著名的产地有挪威南部和俄罗斯乌拉尔。锆石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆石产于老挝、柬埔寨、缅甸、泰国等地。中国东部的碱性玄武岩中也有宝石级的锆石。锆石是提取锆和铪的最重要的矿物原料，也用于国防和航天工业。

锆石是硅酸盐类矿物，按其物理性质和化学成份可分为高型和低型两个变种。结晶完整的晶体多为“高型”；晶体极差或无晶者为“低型”。

由于放射性元素，使得锆石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆石、中型锆石和低型锆石三种。但就宝石价值来说，高型锆石价值较高。

锆石是天然宝石中折射率仅次于钻石、色散值很高的宝石，无色透明的锆石酷似钻石，是钻石很好的代用品。常用的锆石多呈无色、红褐色、褐红色、绿色等。其中以蓝色价值较高，且一般都经过优化热处理改色。

市场上的许多锆石，都是经过热处理之后再拿出来销售。锆石经常用热处理以提高其质量，或改变颜色或改变锆石的类型，因其在优化过程中未添加任何其他物质，故在珠宝鉴定上，仍旧将其认定为天然宝石。经过优化处理，锆石会变得更漂亮、易于销售。