[科普中国]-重矿物

重矿物（heavy mineral）是指比重大于2.9（或2.86）的陆源碎屑矿物，如锆石、电气石、绿帘石、石榴石等。

特征与分布重矿物指沉积岩中相对密度大于2.9的陆源碎屑矿物，它们通常是母岩中的副矿物，在沉积岩中一般含量在1%以下。它在推断陆源区及母岩成分、划分对比地层等方面。具有一定作用，但它在成岩后生阶段可以遭到溶解，也可产生自生重矿物，因而运用时应特别慎重。1

影响因素水动力条件和埋藏成岩作用是影响物源信息的两个主要因素。因此，在相似水动力条件和成岩作用下，稳定重矿物的质量比值能更好地反映物源特征，将这些比值称为重矿物特征指数，诸如ATi（磷灰石—电气石指数），RZi（含TiO2 矿物—锆石指数），MZi（独居石—锆石指数），CZi（铬尖晶石—锆石指数）等重矿物特征指数，用来指示物源特点。2

分析过程利用重矿物分析（HMA）来确定物源可分为三步：

①利用传统的重矿物分析方法鉴别出岩石类型，限定源区位置；

②选择一种或几种单颗粒矿物与源区矿物进行地球化学对比，进一步获得源区岩石的信息；

③利用同位素测年进一步厘定源区的时代。

三种方法的综合利用必能为正确评价源区提供准确的信息。2

应用物源分析重矿物是物源区的重要标志。地质学家很早就根据重矿物的物性特征（如颜色、形态、粒度、硬度、稳定性等）及其组合关系来判别物源。但由于矿物种属的多样性，仅凭其物性往往不易区分。例如利用光学特征可以很容易区分斜方辉石和单斜辉石，但仍用它来区分单斜辉石的各个种属就很困难。 随着电子分析技术的应用，单颗粒重矿物的地球化学分异特征得到充分利用，不少学者利用不同的重矿物（如锆石、电气石、石榴石、辉石、角闪石、尖晶石等）分析提出了判断物源的指标和端元图。尽管重矿物的地球化学特征对物源分析很灵敏，但是重矿物组合和丰度在搬运、沉积和成岩过程中往往受到多种因素的影响，如物理分选、机械破碎、层间溶解等，这些势必会影响对物源判别的准确性。2

构造演化构造活动决定了母岩的类型和盆地的性质，从而影响重矿物的组合及特征。反之，可利用沉积盆地内重矿物所反馈的信息来研究构造演化及盆地与造山带的关系。利用重矿物中对构造活动和风化条件较敏感的不稳定矿物（如辉石、角闪石等）可以来反映造山带和沉积盆地的构造信息。但在利用重矿物研究构造演化时还应注意重矿物的来源问题，即它是由周缘造山带脱顶作用提供的，还是同构造火山活动的直接产物，此时同位素测年显得尤为重要。2

地层分析对比在复理石盆地和磨拉石盆地内，由于缺乏化石，岩性单一，而且常常还具有穿时现象，地层分析和对比十分困难，此时建立重矿物地层是解决这一问题的有效途径，因为每层内具有特殊的重矿物组合。不同地层中的重矿物来自于不同构造背景的物源。盆山转换是现代地质学研究的热点之一，而正确地划分对比沉积盆地的重矿物地层是反演盆缘造山带构造演化的基础。2

岩相古地理重矿物的分布受地理环境的制约。水槽实验结果表明，不同的地理环境，重矿物的分布规律明显不同。在顺直河道中，分选作用导致了表层沉积物中粗粒矿物含量增加。不同河流地段重矿物的富集能力不同，在平面上深槽和浅滩迎水坡为重矿物的富集区。2

总之，随着先进测试技术和分析方法在重矿物分析中的应用，重矿物在盆地分析中的应用越来越广，并逐渐深入。但重矿物分析仅是一种方法，而地质环境往往是复杂的，仅靠一种方法难免出现偏差。因此在采用重矿物进行盆地分析时应结合不同的方法进行总体评价和综合研究，方能获得更接近实际的结论。2

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学