[論文レビュー] The Minerageny of Two Groups of Zircons from Plagioclase- Amphibolite of Mayuan Group in Northern Fujian

Xuezhao Bao, Xiaochun Gan|ArXiv.org|Jul 23, 2007

Geological and Geochemical Analysis参考文献 3被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、中国・福建北部のプラジオクラスアンピブオリトに含まれるジルコンに対して、統合的マトリックス法を用いて火成的・変成的ジルコンを特定・区別した。主な成果として、火成的ジルコンは蛍光不純物と逆ゾーニングにより、コアからリムへ向かって強度が逆転する高傾斜のラマン背景を示すのに対し、変成的ジルコンは低く水平な背景を示し、逆転傾向を示す。この特徴により、信頼性の高い起源判別が可能となった。

ABSTRACT

Zircons can crystallize in a wide range of physical and chemical conditions. At the same time, they have high stability and durability. Therefore zircons can grow and survive in a variety of geological processes. In addition, the diffusivity of chemical compositions in their crystals is very low. Consequently,we can trace back the evolution history of the planetary materials containing zircon with zircon U-Th-Pb geochronology and geochemistry studies. However, this depends on our ability to decipher its genesis, namely magmatic or metamorphic origins. In this paper, magmatic and metamorphic zircons were found from plagioclase-amphibolite samples. Their geneses have been determined by zircon morphology, chemical composition zonations and geological field setting combined with their zircon U-Th-Pb ages. We have found obvious differences in micro-scale Raman spectra between these magmatic and metamorphic zircons. The magmatic zircons exhibit a high sloping background in their Raman spectra, but the metamorphic zircons exhibit a low horizontal background in their Raman spectra, which suggest that the magmatic zircons may contain a much higher concentration of fluorescent impurities than the metamorphic zircons. Moreover, reverse variation trends in Raman spectrum peak intensities from core to rim of a crystal between the magmatic and metamorphic zircons have been found. We think that this can be attributed to their reverse chemical composition zonations. These differences can be used to distinguish magmatic and metamorphic zircons.

研究の動機と目的

• 福建設立グループに属するプラジオクラスアンピブオリトに含まれる2つのジルコン集団の起源（火成的または変成的）を特定すること。
• 複雑な変成地形におけるジルコン生成機構を明確にすることで、ジルコンU-Th-Pb年代測定法の信頼性を評価すること。
• ラマン分光法が、スペクトル的特徴に基づいてジルコンの起源を区別するための有効性を検討すること。
• ジルコンの形態、化学ゾーニング、およびラマンスペクトルパターンを、地質的文脈と年代データと関連付けること。

提案手法

• 結晶化年代を特定するために、ジルコン結晶に対してU-Th-Pb年代測定を実施した。
• 走査型電子顕微鏡と電子マイクロプレート分析法を用いて、ジルコンの形態および内部ゾーニングパターンを分析した。
• ラマン分光法を微小スケールでジルコンのコアおよびリムに対して実施し、振動スペクトル特性を評価した。
• 火成的ジルコンと変成的ジルコンのラマンスペクトルを比較し、バックグラウンド強度およびピーク強度のコアからリムへの傾向に注目した。
• テクトノストラトグラフィックな文脈を制約するために、現場の地質観察および鉱物集合体を統合した。
• 逆化学ゾーニングパターンを診断的特徴として用い、スペクトル差の解釈を進めた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 福建北部の梅園グループアンピブオリトに由来するジルコンの、顕著な形態的特徴および化学ゾーニング特性は何か？
• RQ2 微小スケールでの火成的ジルコンと変成的ジルコンのラマンスペクトルにはどのような相違があるか？
• RQ3 コアからリムへのラマンスペクトルのバックグラウンド強度およびピーク強度の傾向が、ジルコンの起源を信頼性高く区別できるか？
• RQ4 ジルコンの化学ゾーニングパターンとそのラマンスペクトル的特徴との関係は何か？
• RQ5 U-Th-Pb年代と地質的文脈は、ジルコン集団の火成的または変成的起源をどのように裏付けているか？

主な発見

• 火成的ジルコンは、変成的ジルコンよりも蛍光不純物濃度が高いため、ラマンスペクトルに高い傾斜を持つバックグラウンドを示した。
• 変成的ジルコンは、低い平坦なラマンスペクトルバックグラウンドを示し、不純物含有量が低いことを示唆した。
• 火成的ジルコンでは、コアからリムへ向かってピーク強度に逆転傾向が観察され、これは逆化学ゾーニングと相関した。
• 対照的に、変成的ジルコンは一貫した、または逆の強度傾向を示し、通常のゾーニングまたはゾーニングなしと整合した。
• ラマンスペクトル的特徴と逆ゾーニングの組み合わせにより、火成的ジルコンと変成的ジルコンを信頼性高く区別する手法が確立された。
• 本研究は、形態、地球化学、およびラマン分光法の統合的分析によって、ジルコンの起源を信頼性高く特定できることを確認した。