有学问的石头 | 地球演化的忠实记录者——锆石
2024.09.09 | [地球科学与资源学院]赵金 | 地学科普
【专业描述】
图中展示了锆石晶体的背散射和阴极发光成像。它们来自加拿大苏必利尔省阿比蒂比（Abitibi）绿岩带二十七亿年前TTG岩石，一种新生大陆地壳组合。这两颗锆石颗粒粒径为100～200微米，具有环带结构。虽然岩石遭受了变质作用等后期改造，但其中的锆石及其内部包裹体（如磷灰石）仍然能够保存丰富的原始信息。因此，锆石可被称为地球演化的忠实记录者。
【科普故事】
小小的锆石，不过头发丝粗细，却蕴藏了能够反演地球演化的丰富信息。它体格坚硬，能够抵御高温高压并保留原始形态和成分；它喜爱漂泊，随江河奔涌，以泥沙为床随遇而安。它是中酸性岩浆岩、变质岩和沉积岩中的常见矿物，具有丰富形态并赋存多样地球化学元素。U-Pb同位素体系记录了它的形成时代；Hf-O同位素体系记录了它的源区；地球化学元素组成可以给出它结晶的温度、氧逸度和岩浆成因等重要信息。因此，科学家们会在沉积物（如河沙）中挑选大量被磨圆的碎屑锆石，利用锆石的形态判别其来源，利用其元素反演岩石成因，进而探寻地壳演化的奥秘。近年来，科学家们研究了锆石内部的磷灰石包裹体，成功反演了地球早期的岩浆硫含量和价态，从而为揭示地球早期硫循环提供新的方法！锆石以其坚硬的小体格，广泛分布于地球岩石圈中；以其微量元素之丰富，忠实记录着地球45亿年的沧海桑田！
地学院公益科普故事
孟旭阳供稿
