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近年来，岩石圈减薄和华北克拉通破坏成为地学界关注的热点，大陆下地壳作为大陆生长、壳一幔物质交换的重要场所，其物质组成和流变性质的研究具有重要意义。华北克拉通地区下地壳的流变强度是强或弱，一直存在着争议。大陆下地壳主要由麻粒岩组成.斜长石和辉石是麻粒岩的主要组成矿物之一。矿物的水含量与变形机制的研究是认识大陆下地壳流变学特征的关键，其变形特征与位错滑移系的观测可以为宏观组构研究提供有益补充和微观上的定量验证，对于揭示麻粒岩的流变性质和下地壳的各向异性至关重要。透射电子显微镜(the Transmission Electron Microscopy，TEM)技术是研究矿物的超微观构造与变形机制的最有效手段之一，可以提供岩石在变形变质过程中的超微观信息，为研究大陆下地壳的流变性质与构造演化过程提供重要的约束资料。
本文以河北怀安条带状麻粒岩为主要研究对象，借助光学显微镜观察麻粒岩的显微构造变形特征；利用电子探针分析(EMPA)获得暗色条带与浅色条带中的辉石、斜长石及斜长石双晶的化学成分；采用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对暗色条带和浅色条带中的名义上无水矿物(透辉石、紫苏辉石、斜长石和石英)中的结构水含量进行测试，分析麻粒岩中水与变形的关系；然后应用透射电子显微镜(TEM)的明场、暗场条件对制备成功的透射电镜样品进行系统的镜下实验测试，观察矿物的形态、晶体缺陷等超显微构造变形特征，并采用双束衍衬法初步测定斜长石和辉石的位错滑移系，结合结构水测试结果及组构变形特征来探讨麻粒岩的变形机制以及该区下地壳的流变性质。具体的研究结果表现如下：
暗色条带与浅色条带中的辉石、斜长石以及斜长石双晶的化学成分无明显的成分变化，其中单斜辉石为次透辉石，斜方辉石为铁紫苏辉石，斜长石为中长石。
暗色条带中斜方辉石水含量(405-2310/1038ppm)最高，位错密度为1.9×108～2.928×108cm-2；单斜辉石水含量(583-1315/903ppm)次之，位错密度为1.078×108～2.663×108cm-2；斜长石水含量(144-680/290ppm)最低，位错密度为0.762×108～3.82×108cm-2。浅色条带中斜方辉石的水含量(151-1889/806ppm)最高，位错密度为1.03×108～2.98×108cm-2；石英水含量(115-1108/466ppm)次之，位错密度为2.22×108～5.33×108cm-2.斜长石水含量(22-455/135ppm)最低，位错密度为0.993×108～3.38×108cm-2。从结构水含量与矿物位错密度的关系上看，同一薄片上同种矿物不同颗粒内且同一颗粒的不同区域中位错分布是很不均匀的，其水含量的分布也表现出不均匀的分布状态；同一样品不同矿物的位错密度和水含量也呈不均一分布。结构水测量结果反映了无论是暗色条带还是浅色条带，辉石的平均水含量均高于斜长石的，麻粒岩的组构特征也反映了辉石的组构强于斜长石，说明水的赋存对矿物的变形程度产生至关重要的作用。结构水的赋存以及水含量的差异与矿物的结构、化学成分组成以及麻粒岩的成因存在着密不可分的关系。
条带状麻粒岩的显微构造显示出各矿物集合体总体上呈定向排列，具有明显的形态优选方位(Shape Preferred Orientation，SPO)特征。TEM观察结果显示：其中暗色条带和浅色条带的斜长石普遍存在自由位错、位错列、位错壁、位错网、堆垛层错、亚颗粒边界等位错亚构造，以及显微双晶、流体包裹体列等体缺陷；两种辉石中发育有自由位错、位错列、亚颗粒边界、堆垛层错和出溶片晶等位错亚构造变形特征；浅色条带中石英的含量比较多，石英具有不平直的自由位错、位错缠结、位错壁、位错环、位错网、还存在由含有扩展与收缩结点的位错网构成的亚颗粒边界等亚构造特征。其中位错网、位错环等高温位错组态以及堆垛层错是麻粒岩包体中没有发现的变形特征。
条带状麻粒岩各主要组成矿物的显微构造和超微构造特征反映了，在早期下地壳高温、“湿”的变形环境下，条带状麻粒岩发生以位错滑移和位错攀移为主的强塑性变形，包括恢复和动态重结晶过程。同时还发现了纳米级流体包裹体沿着斜长石和石英矿物中的位错壁、亚颗粒边界及纳米裂隙分布，流体包裹体的存在和主要分布特征，说明流体助力的物质扩散迁移是另一个重要的变形机制。
斜长石的位错滑移系初步测定结果显示，暗色条带中斜长石的滑移方向以(001)[100]和(010)[100]为主；浅色条带中斜长石的滑移方向以(010)[100]和(001)[100]为主。目前斜长石的位错滑移系测定结果通过分析与组构特征能比较好地匹配，这结果很好地佐证了麻粒岩发生了以位错蠕变机制为主的强塑性交形，也为变形组构研究提供了良好的微观验证和重要的约束资料。同时，滑移系的测定结果，表明在下地壳高温环境中，强塑性变形导致斜长石的(010)平行于塑性流动面(面理)，[100]平行于塑性流动方向(线理)，为地震波传播、下地壳各向异性发育提供了应变几何边界条件。另外，辉石的位错滑移系初步测定结果表明，暗色条带中单斜辉石具有(110)[001]的位错滑移系；暗色与浅色条带的斜方辉石的滑移系均具有(100)[001]的位错滑移系，这一研究结果也与组构特征能比较好地相匹配。
综上，本次研究阐明了条带状麻粒岩的位错蠕变机制，也表明了高水含量的矿物对麻粒岩塑性变形和组构特征的影响，从而佐证了华北下地壳强度较为软弱的说法。