廣州地化所首次發現天然鋯石晶體結構的化學膨脹

　　鋯石是花崗巖中最常見的副礦物，其化學成分穩定、抗風化能力強，常被用于約束巖漿巖形成的時代和成巖物質來源，但在巖漿演化過程中其晶體形態及地球化學特征變化的研究還相對薄弱。

　　通常情況下，礦物的晶胞參數隨著溫度的升高而變大，人們將這種現象稱之為晶體結構的熱膨脹 (thermal lattice expansion)。中國科學院廣州地球化學研究所礦物物理化學學科組博士研究生曾令君等首次發現了天然鋯石晶體結構的化學膨脹 (chemical lattice expansion)。基于礦物共生組合和晶體形貌，曾令君及其合作者在華北克拉通北緣燕山地區響山A型花崗巖中厘定出了三種類型的鋯石，并確定它們分別形成于巖漿演化的超固熔線階段的早期、超固熔線階段的晚期和亞固熔線階段。晶體結構分析顯示，從巖漿早期到巖漿晚期鋯石的晶胞參數逐漸變大。由于花崗質巖漿演化過程中體系的溫度逐漸降低，可以排除熱膨脹作用對響山A型花崗巖不同類型鋯石晶胞參數的影響。鋯石的元素地球化學特征研究表明，在響山A型花崗質巖漿演化過程中，體系的高場強元素和揮發分含量逐漸升高，晚期結晶的鋯石明顯富集相應的化學組分，從而導致鋯石晶體結構發生化學膨脹。此外，該研究取得的成果對于示蹤花崗質巖漿演化過程和揭示稀有金屬成礦機制均具有重要啟示。

　　相關成果已發表在國際礦物學期刊American Mineralogist上。

　　論文信息：Zeng L.J., Niu H.C., Bao Z.W., and Yang W.B.*. (2017) Chemical lattice expansion of natural zircon during the magmatic-hydrothermal evolution of A-type granite. American Mineralogist, 102, 655-665.