苏鲁超高压带石榴单斜辉石岩中定向的显微出溶结构研究

Exsolution microstructure in mineral played an important role in recognition of ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism in their host rocks and provided an important scientific basis for subduction and exhumation of UHP rocks such as the Sulu-Dabie UHP metamorphic rocks，but exsolution mechanism is always a controversial issue. Many micro-mineral often exist parallel grouping or even one nucleation and growth into a small section of the body of another mineral in previous studies, the applicant believe that should involve more concert，and plan to comparison and analysis oriented exsolution microstructure or like microstructure in clinopyroxe from Sulu ultrahigh-pressure terrane，such as WeiHai chijiadian macaokuang yangkou shuanghe wulian hujialing and pingshang, research of probability and the reason of parallel grouping in microstructure. Using electron microscopy to study the orientation relationship between oriented microstructure and host body for study the mechanisms of exsolution in some UHP mineral, which can provide a general argument for the formation conditions of exsolution microstructure and the continetal subduction and exhumation .

一些矿物显微结构的出溶为识别岩石是否经历超高压变质的标志之一，也为超高压岩石的俯冲与折返提供了重要的科学依据，而苏鲁大别山超高压变质岩一直就是研究的一个热点，矿物出溶微结构的形成机理也一直是一个倍受争议的问题。在前人的研究中，多个微矿物的连生经常存在，有的甚至在出溶片层中成核长大，生长成为其中的一小段。申请者认为应该对这类现象进行深入的研究和讨论，计划针对我国苏鲁超高压带上威海、迟家店、马草夼、仰口、双河、五莲、胡家岭、莒南坪上等地方的单斜辉石中定向的出溶或类出溶微矿物进行对比和分析，统计多微矿物连生存在的几率，分析连生存在的原因，利用电子显微术研究微矿物之间及微矿物与母体之间的拓扑关系，探讨微矿物形成与出溶的机理，为微矿物的形成条件与大陆的俯冲与折返提供一个普遍的论据。

本项目利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对苏鲁超高压带北缘荣成-威海地区的榴辉岩和超基性岩中矿物的显微结构进行了细致的研究，并开展了透射电镜样品制备方法的探索研发工作。本次研究利用透射电镜直接观察到磷灰石中存在磁黄铁矿、绿泥石等矿物包裹体的显微结构，并首次发现磷灰石矿物晶体中靠近绿泥石存在有细小均匀分布的纳米颗粒，这些纳米颗粒可能成为载体，使外界物质进入磷灰石矿物晶体内部，并促进绿泥石在磷灰石晶体内部的结晶。通过透射电镜，本次研究也发现完整的橄榄石矿物晶体内部中存在点状蛇纹石化现象，并认为这是橄榄石发生蛇纹石化的早期阶段，这个现象的发现支持橄榄石矿物晶格中可能存在OH-，受外界环境影响，可以在橄榄石矿物内部形成含水矿物的观点。通过蛇纹石化橄榄石的透射电镜研究，认为蛇纹石化蚀变初期在橄榄石矿物内部形成点状蛇纹石化；随着蚀变的发展，在橄榄石矿物中形成微细孔隙，这些孔隙的形成有利于外部流体的深入，从而加快了橄榄石的蛇纹石化作用。