【摘 要】
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矿物晶体结构的相变是造成地球和行星各种重要特征及演化过程的重要原因.二氧化硅的高压多形转变在不同的温度和压强条件下的变体多达九种,其中α、β石英,α、β鳞石英,α、
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矿物晶体结构的相变是造成地球和行星各种重要特征及演化过程的重要原因.二氧化硅的高压多形转变在不同的温度和压强条件下的变体多达九种,其中α、β石英,α、β鳞石英,α、β方石英和柯石英都在自然界中发现,从一个变体转变为另一个变体的转变是一种固态间的相变,温度的改变是引起相变的重要因素,压力和某些化学因素也可以引起相交.在大别山超高压变质带中发现的柯石英多数已经完全退变为聚晶石英,并伴随着包裹它的外层基质的破裂现象,通过对这一现象的分析可以揭示高压超高压变质岩抬升过程中的温度和压强变化的历史信息,对于高压超高压变质带的地球动力学研究有一定的参考作用.本文在透射电子显微镜(TEM)下可以观察到含柯石英及其退变质石英的显微形貌像和电子衍射图.通过对其柯石英及其退变石英微结构的TEM观察,本文认为柯石英退变为石英是由结晶生长机制所控制的.退变石英在柯石英位错和边界处进行非均匀形核,原子进行界面短程迁动并在低界面能条件下形成共格或半共格界面成核,以台阶方式生长结晶.显微镜下观察,石榴石—柯石英包裹体分为石榴石基质层,退变石英层和柯石英层.以此建立一个三层复合球模型.当初始温度为700K时,退变到300K时石英层的生长厚度达到近72×10<-6>m,这说明模型所取的半径50×10<-6>m的柯石英微粒完全退变为石英,柯石英没有剩余.柯石英是一种高压相矿物,压强的降低是促使柯石英失稳而发生退变的主要原因.整个模拟计算过程利用MATLAB软件,结果精确而直观.所得结论为超高压变质岩的形成、折返机理及变质变形作用的研究提供了重要的微观依据.文中结论探讨中指出:变质岩抬升初期,当温度降至约700K左右时,占主导作用的是浮力作用.变质岩沿俯冲带抬升过程中保持高压.此后,高压超高压变质岩在板快的碰撞和挤压作用下继续抬升,由于浮力消失,构造过压较低,使得大部分的柯石英晶体发生退变.含有柯石英的石榴石、绿辉石的也在此过程中产生塑性变形.但挤压和碰撞作用也可引起局部高压的作用,从而使柯石英得以保存.随后,上覆层的低压岩物质发生伸展剪薄从而使高压超高压变质岩最终剥落至地表.
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