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2017-11-12 发布于福建

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锆铪在岩浆作用中地球化学行为

锆铪在岩浆作用中地球化学行为摘要：锆铪是一对地球化学性质比较相似的元素，锆能形成独立矿物，而铪主要以类质同象形式存在，他们在地质作用中的分离携带着丰富的地质信息，本文着重讨论在岩浆作用中锆铪的地球化学行为与大地构造位置、时代、岩性、成矿阶段之间的关系，及物理化学条件对锆铪元素地球化学行为的影响。

Abstract： Zirconium and hafnium is a pair of elements with similar geochemical properties. Zirconium can form an independent mineral， and hafnium mainly exists in the form of isomorphism. Their separation in the geological process carries abundant geologic information. This article focuses on the relationship between the geochemical behavior of zirconium and hafnium with tectonic location， age， lithology， mineralization stages in magmatism， and the influence of physical and chemical conditions on the geochemical behavior of zirconium and hafnium elements.

关键词：锆铪；地球化学行为；岩浆作用

Key words： zirconium and hafnium；geochemical behavior；magmatism

中图分类号：P588.11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0319-03

0 引言

锆石是火成岩石中最重要的副矿物之一，一直受到地质学家们的重视。铪是锆石中常见元素之一，以ZrHf-1形式置换锆石晶格中的Zr4+。合成实验结果已经证明，Zr4+和Hf4+可以任意比例类质同像替代形成锆石-铪石固溶体系列。Correia Neves等[5]根据化学成分提出了锆石-铪石固溶体系列的分类标准：锆石[n（Hf）/n（Zr+Hf）=0.0-0.1]；铪质锆石[n（Hf）/n（Zr+Hf）=0.1-0.5]；锆质铪石[n（Hf）/n（Zr+Hf）=0.5-0.9]；铪石[n（Hf）/n（Zr+Hf）=0.9-1.0]。然而，除了Correia Neves等报道在Zambezia伟晶岩发现有铪石外，迄今未见有文献报道高铪端元在自然界的存在。铪质锆石主要存在于稀有金属花岗岩演化的晚期和花岗伟晶岩中。最近，在某些A型花岗岩的岩浆分异晚期也报道发现有铪质锆石的存在。天然铪质锆石中HfO2含量一直是锆石矿物学研究的热点之一。迄今为止，发现于花岗岩中的铪质锆石

w（HfO2）最高约为36%，而发现于伟晶岩中的铪质锆石

w（HfO2）最高约为31%，这是文献中有关花岗岩和伟晶岩铪质锆石的最高HfO2含量。

1 锆铪元素分离的控制因素

岩浆作用中锆铪元素分离的控制因素很多，如温度、压力、Ph值、Eh值、溶液离子种类、络合物形式、气相活动性等。

1.1 溶液离子类型及络合物对锆铪分离的影响前人研究表明[1]，当碱离子（K+、Na+、Li+等）大量富集时，锆铪可以呈络合物形式在残余溶液中迁移，而在残余岩浆中某些络阴离子（如F）的高度活化可使锆铪在晚期趋于富集。锆、铪氟络合物具有不同的热稳定性，Hf络合物在低温下更稳定，这样Zr更利于在早期结晶成固体相，从而导致锆铪的分离。

1.2 热液沸腾作用对锆铪分离的影响在阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中形似一实心草帽，由一陡倾斜筒状岩钟和一缓倾斜板状体组成。岩脉内部结构分带十分明显，根据岩石结构和矿物共生组合特征，岩钟部分由外向内依次可分为九个共生-结构带，即：Ⅰ .文象、变文象伟晶岩带；Ⅱ.糖粒状钠长石带；Ⅲ.块状微斜长石带；Ⅳ.白云母-石英带；Ⅴ.叶钠长石-锂辉石带；Ⅵ.石英-锂辉石带；Ⅶ.薄片状钠长石-白云母带；Ⅷ.锂云母-薄片状钠长石带；Ⅸ.石英和微斜长石核。在伟晶岩和围岩接触处常见有细晶岩和不连续的豆荚状细粒钠长石花岗岩。

朱金初等[3]从矿物共生组合及流体包裹体角度将整个伟晶岩内部结构带分成了三个阶段：正岩浆阶段，岩浆-热液过渡阶段和热液阶段。其中正岩浆阶段主要对应于Ⅰ-Ⅳ带，岩浆-热液过渡阶段对应于Ⅴ-Ⅶ带，而热液阶段对应于Ⅷ-Ⅸ带

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