锆石Zircon
锆石Zircon
化学成分：ZrSiO4物理性质：锆石为正方晶系矿物，常见晶癖是具有双锥的四方形柱体，晶体多由p（111），m（110），a（100），x（311），u（331）等晶面组合而成（图6-3-1）。硬度7.5，比重4.6～4.7，颜色以无色较常见，其他有紫、桃红、褐黄色等多种，因锆石具高折射率1.96和高双折射率（0.04～0.065）。在显微镜下边缘常现黑圈（图6-3-2）。 产地与产状：A.锆石是火成岩与变质岩常有之副成分 晶体细小，岩石切片在显微镜之下方能见到。在一般安山岩和部分玄武岩都含少量锆石，据陈正宏（1990）分析，以台北县金瓜石地区之安山岩中的含量最丰，其次为大屯火山群与东部海岸山脉之安山岩。西部的玄武岩都很罕见。较特殊的是在新竹关西东南之锦山至马福一带之马武督溪砂砾层中，过去曾发现含有粗粒（可大至1分左右）赤褐色锆石和橄榄石及刚玉一起。可能是来自附近地区之硷性火山岩（参阅 4-2刚玉 ）。陈培源曾以XRD分析马武督褐色锆石（图6-3-3），鉴定为含钇锆石（Ribeirite或Yttrian Zircon），锆石中之Zr常有部分为Hf（铪）所替代，此外U，Th，Y族稀土元素也可替代Zr（锆），因此锆石会有放射性。此褐色锆石可能以双锥短柱为多数（图6-3-3），如见于一般硷性岩之习性（在酸性岩常有发达的柱面）。 ：在变质岩中的锆石多数应是原岩之遗留矿物，分散在片麻岩、部分变质砂岩（包括石英片岩）与黑色片岩，因此外形多近圆粒。近年则有挑选锆石为岩石定年之用，例如核飞迹分析与U-Pb同位素定年。 ：B.锆石为重砂中之重要成分之一 分布全岛西部之沉积岩层与沖积层中，颗粒多在细砂之列，晶体以无色透明者占多数，晶癖亦以具双锥之长柱体为主，多a（100）、m（110）和p（111）之聚形或简单之a．p或m．p聚形，较少（311）、（331）和（101）等面群之出现（图6-3-1），吕学俊曾将锆石晶癖分为五类以资比较，长与宽之比多在2：1，亦有特长或特短者，后者见于基隆河之紫红色种，或为基隆火山岩之产物。部分晶体成平行连晶，有的晶体内部有圈带（zonal）构造，或有各式包裹物，以磷灰石、铁矿等小晶和泡状物常见（图6-3-1c）。 ：含锆石的现代砂层主要分布在桃园以南之海滩与云林至台南之岸外沙洲，如青山港汕与统仙洲等沙洲，以及西南部之河川（重砂分布可参阅 5-15独居石 ）。此等砂矿中混合之锆石砂化学成分如表6-3-1。 ：C.地层中含有之锆石 据吕学俊（Lu, 1963；吕学俊，1967a、1967b）分析自澳底层起，上覆各层都含有锆石，尤其是枋脚层至南庄层，锆石砂含量可占重矿物总量之60～95%（其他矿物较少）。南庄层白砂岩常含有较丰富之锆石与其他重矿物。 矿物资料：马武督锆石曾经颜沧波（Yen, 1957b）委托美国地质调查所作Pb-α定年测验（颜氏未说明何种颜色锆石），其年龄为四千六百万年，但此年龄也未能确定代表那一种年代，可能是捕获晶年代，王振民着（1999）曾作溪畔片麻岩中之锆石单晶定年，认为它是二叠纪海西宁期产物。 ：锆石有微弱放射性，因其硬度较大，可制砂纸等磨琢材料。因耐火度高，在亦用于烧制耐火砖。
表6-3-1 锆石之化学成分表
wt. % 1 2 3 4
SiO2
31.76
28.99
29.13
33.66
TiO2
-
0.32
7.48
0.19
Fe2O3
0.36
1.43
0.08
tr
Al2O3
1.73
0.27
(Zr, Hf)O2
65.42
65.45
60.03
66.07
UO2
-
tr
ThO2
0.04
2.15
(Ce, Y)2O3
0.08
tr
2.92
tr
P2O5
-
tr
H2O(+)
0.25
0.53
马武督锆石，国府健次（1935），日本学术协会报告。 基隆河锆石砂，产少量金红石、钛铁矿与独居石，饭沼弘司（1934）分析，日本化学会志以及市村毅（1932a）。 青山港汕，新竹研究所分析，陈培源（1953）。 外伞顶洲，兵工研究院分析，陈培源（1953）。
样品3是磁选样品，含有少量白榍石与金红石故含钛较多。