金红石就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95%以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。
金红石也是各种岩石特别是地壳组成岩石中重要的副矿物，它在岩石风化过程和各种不同程度的变质过程中均能保持较大的稳定性。金红石的主要成分为TiO2，它还含有数量众多的其它微量元素(例如:Cr、Hf、Nb、Mo、Sn、Sb、Ta、V、W、U、Pb、Zr等)，这些微量元素含量的变化特征，对于含金红石的主体岩石所经历的地质过程具有非常重要的指示意义。同时，碎屑金红石在沉积、成岩过程中表现出极高的稳定性，因而是物源分析的理想指针矿物。
金红石矿物特征
金红石，是含钛的主要矿物之一。四方晶系，常具完好的四方柱状或针状晶形，集合体呈粒状或致密块状。暗红、褐红、黄或橘黄色，富铁者呈黑色；条痕黄色至浅褐色。金刚光泽，铁金红石呈半金属光泽。性脆，硬度6～6.5，密度4.2～4.3g/cm3，富含铁、铌、钽者密度增大，高者可达5.5g/cm3以上。能溶于热磷酸，冷却稀释后加入过氧化钠可使溶液变成黄褐色。
碎屑金红石来源
在自然界的含钛矿物中，金红石的分子体积最小，因而趋向于在高压、高温条件下形成。作为副矿物，金红石广泛分布于岩浆岩、变质岩、沉积岩和地外岩石(如陨石)等各类岩石中。
碎屑金红石源区示踪方法
重矿物比值法
金红石和锆石、电气石3种碎屑矿物，被认为是沉积成岩过程中最稳定的重矿物。ZTR指数，即锆石(Zircon)、电气石(Tourmaline)、金红石(Rutile)在透明重矿物中的比例，常被用来评价砂岩重矿物组合的矿物成熟度。
与碎屑金红石相关的ZTR指数已经广泛应用于沉积物源研究中，并被证明为是一个快捷、简单而又有效的方法。用于区分一定区域的砂岩类型，并结合碎屑锆石的年龄数据，寻找了其可能的物源区和母岩类型。
矿物化学法
金红石中富含多种高场强元素及高价元素，如V，Cr，Nb，Ta，Zr，Hf等。近年来，随着地球化学测试手段的提高和使用，矿物化学的方法被广泛应用于碎屑金红石的源区分析中。
物源分析中可能偶见具有异常成分的碎屑金红石，通过与典型来源金红石的地球化学组分对比，可以推测其来源。例如，富含W，Sn等元素的碎屑金红石极有可能来自于与金属矿床相关的母岩。一般而言，造山带中含金红石的岩浆岩并不会大片出现，而且这种金红石往往以细小颗粒存在，因而对沉积岩中的碎屑金红石贡献很少。
锆含量温度计法
大量的研究表明，变质岩中金红石的Zr含量与其结晶温度密切相关，因此Zr元素的含量常作为研究金红石形成条件的温度计。碎屑金红石的研究中，随机选取一些颗粒，分析颗粒不同部位的Zr含量，可以更好地解释碎屑金红石母岩的性质及经历的地质作用。
对于金红石Zr含量温度所代表的地质意义，目前存在一些争议。不同地区、不同地质背景的岩石中金红石Zr含量温度解释并不相同。主要是以下几个方面:①金红石进变质生长温度。②峰期变质温度。③不同程度的Zr扩散和流体参与下的退变质温度。
U—Pb定年法
金红石含一定量的U，最高可达几百×10－6。因而相对较高U含量的金红石是Pb-Pb和U-Pb定年的理想矿物。常用的测试方法包括同位素稀释离子质谱法(ID-TIMS)、激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICP-MS)、二次离子探针质谱法(SIMS)、高精度离子探针(SHRIMP)等。
沉积岩中金红石的U-Pb体系封闭性好，在沉积、成岩作用中不容易受到后期改造，碎屑金红石的U-Pb年龄记录了母岩最后一次冷却至封闭温度的时间，与沉积岩中碎屑白云母的Ar-Ar年龄及碎屑磷灰石的裂变径迹年龄类似，可以用来研究源区母岩的冷却历史。
其他方法
金红石的氧同位素广泛运用于俯冲带演化相关的流体地球化学研究中，并常与其他矿物
(如石英等)联系起来。
金红石含一定量的Hf，而且具有低Lu/Hf比值，其放射性成因的Hf可以忽略不计。因此，Hf同位素和Lu/Hf比值常用于壳幔演化研究中。这也为碎屑金红石示踪母岩的性质提供了基础。
小结
金红石不仅能作为原料用来生产二氧化钛，在地质研究中也能发挥重要的作用。碎屑金红石作为沉积物中最稳定的重矿物之一，蕴含着大量丰富的物源区信息，是重要的沉积物源指示矿物。随着分析技术的日趋改进和完善，碎屑金红石越来越受到沉积地质学家的高度重视。
参考来源
肖益林等.金红石：重要的地球化学“信息库”
简星等.碎屑金红石：沉积物源的一种指针
高晓英、郑永飞.金红石Zr和锆石Ti含量地质温度计
肖志刚，叶锡生，林东生等.纳米金红石相TiO2的制备及其介电性能实验研究．
(中国粉体网编辑/漫道）
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