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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