大别山超高压变质岩：超微构造缺陷与包裹体研究

"这篇论文详细探讨了变质矿物中微细包裹体的超微构造特征，特别是关于高压变质作用的证据。通过采用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和模拟计算方法，研究人员在大别山双河地区的超高压变质岩及其退变质矿物中发现了纳米-亚微米级包裹体、超高压多形相变和超微构造缺陷。这些发现对于理解超高压岩石的形成、折返和地质构造演化过程具有重要意义。" 在论文中，作者吴秀玲、孟大维等人首先报告了在金红石包裹体内发现的α-PbO2型TiO2超高压相，这是一种与Ti4+位移相关的相转换。这个发现为大别地区超高压变质作用（压力约为4-7GPa，温度850-900℃）及陆壳物质的深俯冲（超过130-200km）提供了强有力的证据。同时，他们在变形的硬玉、石英和霓辉石矿物中观察到了纳米级水分子团包体和CMFs，并分析了它们与水分子间的相互作用。 此外，作者还通过FTIR和TEM观察，构建了硬玉(100)[001]位错、石英(0001)[1120]位错与水分子共存的结构模型，深入探讨了位错与水分子之间的相互关系和它们在矿物中的存在状态。这些超微构造缺陷的存在被认为能加速岩石的塑性变形和退变质作用的进程。 论文指出，自20世纪80年代以来，超高压变质岩的研究揭示了柯石英和金刚石的存在，表明岩石经历的压力超过3.3GPa。然而，近年来的新发现，如磁铁矿、针状石英、碳硅石、超石英和斯石英等超高压矿物，以及出溶结构等，暗示陆壳岩石的俯冲深度可能远超原先认为的90-130km，甚至可能达到200-300km的地幔深处。这些发现对理解陆壳的俯冲深度极限、地幔过渡带的存在以及岩石如何从深部折返至地表等地球动力学问题提出了新的挑战。 这篇论文通过深入研究变质矿物的超微构造，不仅提供了关于高压变质作用的直接证据，还为理解地球深部过程和构造演化提供了宝贵的科学信息。这些研究成果对于地质学家探索地球内部动态及地壳构造变迁具有重要的理论价值。