对矿物中位错和位错增殖的几点认识

本文主要以前人的实验结果为依据，从理论角度分析和讨论了有关位错的几个问题。指出通过测量矿物的位错密度值计算得到的外应力只能是矿物变形过程中所受峰值应力的下限，位错的运动速度随着外施应力和温度的增高而加快，从奥洛旺方程的位错速度与应力的关系出发，提出了矿物晶体中位错随外应力增加而非线性增殖的一个原因。     

选择性溶蚀过程中位错效应的定量测定研究

本文简述了位错强化的选择性溶蚀(DESD)作用的微观机理。位错首先是用来测定静态显微构造的。结构动能学方面的评述揭示了位错显微构造与计算的相同数量级的位错密度反映的能量变化相对应,因而可引入溶蚀作用的确切动能表达法。位错强化的溶蚀作用是最有效的显微结构,它组成了自由位错密度的一个极大梯度值。本文介绍的位错动力学原理指出DESD的显微构造与相对较低的同源温度和应力相关。因此,DESD显微构造以及有利于DESD机理产生的条件可以出现在地壳不同的深度范围内,并且取决于矿物集合体类型。目前对任何单矿物DESD边界条件的精确测定是有困难的,主要由于实验中缺少恰当参数,比如位错活动应力。用来估计位错活动应力的实验在本文中也将作简单介绍。DESD和由弹性应变控制的溶蚀两者的宏观结构差异可通过计算机模拟来定量研究,它主要依据由DESD和弹性机理引起溶蚀处的粒径大小来确定。     

矿物中的位错花样及成因动力学机理初探

运用Ｗａｌｇｒａｅｆ－Ａｉｆａｎｔｉｓ的反应扩散动力学分析模型，讨论了位错花样这种典型耗散结构系统的形成，失稳及其特性，探讨了矿物中的位错花样及成因，指出了今后研究的方向。     

新疆西准噶尔地区唐巴勒超基性岩体地幔岩残体的超微构造与组构特征

用弗氏台及透射电子显微镜（ＴＥＭ），对唐巴勒超基性岩体中碎斑状纯橄岩及糜棱岩化斜辉橄榄岩内主要造岩矿物──镁橄榄石的组构与超微构造进行了研究，两种手段所获结果基本一致。它们的位错组态各具特色；碎斑状纯橄岩内的幔成镁橄榄石表现出位错列特征，根据单根位错及位错列得出的布氏矢量为α［１００］，滑移系为（０１０）［１００］。在糜棱岩化斜辉橄榄岩内的幔成镁橄榄石表现出典型的多层结构，而且滑移方向明显，测定的速线方向为［２１１］，进一步还形成了许多出溶物。它们的位错密度、应力或活动性表现出前者小于后者，根据中粗粗幔成镁橄榄石及细粒重结晶或微粒变晶壳成镁橄榄石的组构特征分析它们的滑移系，前者为（０１０）［１００］，后者为（０１０）［００１］。再结合它们的赋存部位及其形成机理分析，北部与南部，深部与浅部或幔成与壳成矿物的组构或组态特征存在差异是理所当然的。这些特征之研究，对于分析铬铁矿等矿产的成矿与找矿具有一定的地质意义。     

吉林辉南幔源橄榄岩流变学与组构特征及其动力学启示

吉林辉南位于华北克拉通(NCC)东北部边缘,新生代玄武岩中含有大量的新鲜幔源包体.包体类型主要为尖晶石二辉橄榄岩.由包体矿物化学成分计算的平衡温度为:982～1085℃.氧化缀饰方法揭示了样品中橄榄石的显微特征,表明包体存在形态各异的位错样式:位错壁、亚颗粒、位错环、位错网等,指示样品可能经历了以位错蠕变为主的塑性变形...     

岩石扩散蠕变及其地质意义

总结了近十年来岩石扩散蠕变显微构造鉴别特征，研究方法的最新进展，矿物颗粒大小和流体（包括熔体和水）等是影响扩散蠕变的重要因素。扩散蠕变与位错蠕变和超塑性变形有密切关系，它的研究对大陆裂谷化过程，大陆碰撞带中岩石圈地幔强度弱化，中下地壳韧性剪切应变局限化以及与相变有关的矿物粒度细小化作用的分布有重要应用意义。     

矿物的导电性及其在材料科学中的应用

分析了决定矿物导电性的化学成分、结构、类质同像、杂质矿物和形成过程中的晶格缺陷、位错、有序－无序转变等因素。指出温度、湿度的影响。通过实例说明，根据使用的技术要求，针对矿物特点，通过选矿提纯、表面处理和改性、复合等技术处理，可以制备出满足市场 技术进步的功能材料。     

天然金刚石中位错的直接观察

矿物及其所处环境的发展演化历史往往是以形成结构缺陷的方式记录在矿物内部。金刚石形成于地幔深部,天然金刚石中的位错组态在很大程度上反映了金刚石的地质成因直至地幔岩石圈性质及演化等重要问题(郑建平等．1994)。但迄今为止,对天然金刚石中位错的了解主要建立在一些间接实验和理论推测的基础上,由于得天然金刚石制备成透射电镜薄膜试样极其困难．从而缺乏用透射电子显微镜直接观察其位错形态分布的结果。     

土壤重金属环境质量矿物学评价方法

利用环境矿物学理论和方法阐明了土壤矿物控制重金属活动状态，具体分析了重金属在矿物表面、层间域和孔道内可能的赋存位置。实验研究结果表明，矿物吸附重金属的作用受到介质pH值、介质离子强度等因素的影响。采用系统聚类分析方法，能定量地分析稳定的硫化物结合态微量有毒有害重金属元素的数量。利用粉晶X射线衍射分析方法，能定量地测定土壤矿物组成和含量。新提出土壤环境质量矿物学方法评价流程。该方法是在利用生态地球化学方法所完成的元素总量调查成果的基础上，开展单元性与剖面性土壤矿物组成与含量测定，查明表层土壤和深层土壤的矿物组成和分布，评价土壤中重金属的赋存状态及其对食物链的影响。旨在为农业地质环境评价提供新方法，切实提高农业地质环境调查质量与服务水平。     

大别山双河硬玉石英岩石英中的纳米-亚微米级流体包裹体

用透射电子显微镜(TEM)观察产于大剐山双河地区含柯石英硬玉石英岩矿物石英中纳米级至亚微米级的流体包裹体超微观结构特征发现：大多数包裹体呈圆形或负晶形(粒径大多为10nm～350nm),构成宽的密集的包裹体串。TEM揭示了柯石英和寄主矿物石英之间为共晶格取向连生关系,并寻找到在峰期变质条件下高盐流体存在的有力证据。流体包裹体经常伴随着许多相互连接的位错,并且与位错和位错壁等交生在一起,形成网络分布,这是在光学显微镜尺度下所不能探测到的。非爆裂的流体渗漏可能通过H2O或CO2分子沿位错的管道扩散,从包裹体进入寄主矿物石英,因而导致原来包裹体密度和成分的变化。     

Microstructural Features of Garnets in Jadeite Quartzite from Dabie Mountains, China

The research into the high- pressure(HP) and ultrahigh-pressure (UHP) metam orphism has remained on the cuttingedge as well as a hot issue in the contemporary geosciencessince the coesite and diamond were discovered in the metamor-phic rocks.The jadeite quartzite from Anhui Province occur-ring as lenses within gneisses contains a m ineral assem blage ofjadeite,garnet and quartz.The discovery of coesite and itspseudomorphs in jadeite and garnet proves that the jadeitequartzite is an im portan…     

Electron irradiation damage in natural quartz grains

The effect of electron irradiation on defects in natural quartz grains has been studied using strong-beam and weak-beam transmission electron microscopy (TEM) techniques. Damage is visible soon after the sample is exposed to the electron beam. The defect centers grow with increased irradiation, but the density of centers is independent of electron dose. Dislocation images also widen during irradiation; the rate of widening is independent of Burgers vector and dislocation nodes widen without constriction. Both of these observations indicate that the widening of dislocation images is related to vitrification of the material in the vicinity of the dislocations rather than irradiation-assisted separation of partial dislocations. This interpretation is supported by observations on grain boundaries.     

大别山双河地区超高压变质岩矿物超微构造的HRTEM研究

报道了大别山双河地区超高压榴辉岩和硬玉石英岩矿物超微构造及缺陷结构的高分辨透射电镜研究结果。在天然变形绿辉石晶内的自由位错、位错倾斜壁、位错环、位错网、亚晶界、堆垛层错等亚构造中 ,发现了纳米级水分子团 ,这种球形状水分子团包体的存在是导致绿辉石晶体水解弱化和塑性变形的重要因素。在榴辉岩矿物中广泛发育的层错、(10 0 )变形双晶、晶畴结构、界面与晶面的交叉滑移、晶格畸变等变形构造及缺陷结构 ,指示超高压岩石经历了快速折返。在硬玉单晶大约 5 0 0nm的微晶畴内 ,发现了C2 /c和P2 1/n两种结构 ,C2 /c结构的晶体学参数对应于硬玉 ,而P2 1/n结构的晶体学参数对应于绿辉石 ,纳米级P2 1/n出溶结构的存在 ,表明在退变质过程中 ,硬玉在纳米尺度上部分转变为绿辉石 ,并且未能达到平衡。也说明在主体岩石的抬升过程中 ,硬玉晶体伴随有复杂的非平衡退变质作用。对于大别山超高压变质岩的p T轨迹描述及其构造解释具有重要意义。     

氟碳钙铈矿6R2新多型的高分辨电镜研究

用电子衍射和高分辨电子显微镜技术研究了钙稀土氟碳酸盐系列矿物中氟碳钙铈矿及其衍生体的微结构,发现了氟碳钙铈矿的６Ｒ２新多型体,确定了其亚结构晶胞呈六方（Ｈ）对称α＇＝０．４１２ｎｍ,ｃ＇＇＝０．４７１ｎｍ,超结构晶胞呈菱面体（Ｒ）对称,ａ＝０．７１４ｎｍ,ｃ＝８．４７８ｎｍ,可能的空间群为Ｒ３＾－ｃ和Ｒ３ｃ,［１２１０］取向的高分辨结构像显示出该多型体结构单元层沿ｃ轴的有序堆垛及重复周期。［０００     

橄榄石位错构造的扫描电子显微镜研究

利用扫描电镜的背散射电子图象(BEI)对玄武岩及金伯利岩所含幔源包体中橄榄石的缀饰位错进行了研究。实验结果表明,位错类型和颗粒边界图象清晰,又便于观察。这种观察位错的方法其分辨率比光学显微镜观察结果约高一个数量级。背散射电子图象位错方法特别适用于研究天然的和实验变形橄榄石的高位错密度和密集型边界,对于确定显微构造的定量参数也十分有利。     

叶腊石微结构及其晶体结构缺陷的高分辨透射电镜分析

采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）结合选区电子衍射（SAED）、X射线粉晶衍射（XRD）及X射线荧光光谱（XRF）等对浙江青田叶腊石的微结构特征进行较系统的研究。结果表明：①粉晶X射线衍射证实青田叶腊石具有典型的单斜晶系特征,该结论与叶腊石粉体选区电子衍射结果吻合,且其伴生矿为石英。②叶腊石微晶体呈＂复式板片＂构型,且＂复式＂板片中薄片厚度约为8±2 nm。③在高能电子束辐照下,叶腊石矿物颗粒形貌及晶格结构发生明显的改变,且由此产生晶格膨胀,并最终形成非晶态。     

A scanning electron microscope study of the effects of dynamic recrystallization on lattice preferred orientation in olivine

Effects of dynamic recrystallization on lattice preferred orientation (LPO) in olivine were investigated through the combination of two SEM-based techniques, electron backscattered diffraction (EBSD) technique for crystallographic orientation measurement and backscattered electron imaging (BEI) for dislocation observation. Samples are experimentally deformed olivine aggregates in simple shear geometry. In the sample deformed at T=1473 K and high stresses (480 MPa), only incipient dynamic recrystallization is observed along grain-boundaries. Orientations of these small recrystallized grains are more random than that of relict grains, suggesting an important role of grain-boundary sliding at this stage of recrystallization. In the sample deformed at T=1573 K and low stress (160 MPa), dynamic recrystallization is nearly complete and the LPO is characterized by two [100] peaks. One peak is located at the orientation subparallel to the shear direction and is dominated by grains with high Schmid factor. The other occurs at high angles to the shear direction and is due to the contribution from grains with low Schmid factor. Grains with high Schmid factor tend to have higher dislocation densities than those with low Schmid factor. Based on these observations, we identify two mechanisms by which dynamic recrystallization affects LPO: (1) enhancement of grain-boundary sliding due to grain-size reduction, leading to the modification of LPO caused by the relaxation of constraint for deformation; (2) grain-boundary migration by which grains with lower dislocation densities grow at the expense of grains with higher dislocation densities. Based on the deformation mechanism maps and stress versus recrystallized grain-size relation, we suggest that the first mechanism always plays an important role whereas the second mechanism has an important effect only under limited conditions.     

A transmission electron microscope study of naturally deformed orthopyroxene

A model is proposed for the production of clinopyroxene lamellae in orthopyroxene by a dislocation mechanism based on simple shear. Four possible shears are described. Two shears apply to each subcell of orthopyroxene, one with =13.3° in one sense, the other with =18.3° in the opposite sense.The senses of shears of the same magnitude in adjacent cells are also opposite. All shears produce the same structure, but in two discrete orientations which can be distinguished from electron diffraction patterns. However, the operative shear cannot be uniquely determined from the diffraction patterns alone. The characteristics of the diffraction contrast fringes and associated partial dislocations observed by transmission electron microscopy in a naturally deformed orthopyroxene are shown to be consistent with the proposed model.     

碧溪岭石榴异剥橄榄岩的显微构造及成因机制

对超高压变质带中橄榄岩变形显微构造的研究, 有助于了解板块边界构造环境中地幔物质的流变性质和变形机制, 进而探讨其在深俯冲/折返过程中的地球动力学过程的作用.采用光学显微镜、电子探针、红外光谱、电子背散射衍射(EBSD)、位错氧化缀饰等多种方法系统研究了来自中国大别碧溪岭的石榴异剥橄榄岩中的变形显微构造.研究结果表明: (1)碧溪岭石榴异剥橄榄岩发育较好的形状优选方位, 但只有单斜辉石显示了强晶格优选方位, 而橄榄石晶格优选方位很弱, 与常见上地幔橄榄岩中单斜辉石组构弱而橄榄石组构强的特点差异显著, 反映了单斜辉石经历位错蠕变而橄榄石经历位错调节的颗粒边界滑移变形; (2)碧溪岭异剥橄榄岩中单斜辉石和橄榄石均含有一定量的结构水, 其中单斜辉石含水量124×10-6~274×10-6, 橄榄石含水量38×10-6~80×10-6, 高于常见造山带橄榄岩中各矿物的含水量, 可能反映了壳源物质混染引起的高含水量变形环境; (3)橄榄石中发育显著位错显微构造, 根据位错显微构造计算的变形差异应力为230~600 MPa, 高于正常上地幔稳态流变应力, 反映了俯冲带中的相对低温变形环境.综合分析研究表明, 超高压变质带中的高压、低温、高差异应力和高结构水含量是形成碧溪岭相对独特的橄榄石、单斜辉石变形显微构造的原因.      

Scanning electron microscope observation of dislocations in olivine

Dislocations in olivine decorated by oxidation in air were observed with a scanning electron microscope (SEM) using a backscattered electron image (BEI). The decorated dislocations (and grain boundaries) were found to give clear bright images in this mode, indicating an increase of mean atomic number near the dislocation cores (and grain boundaries). This method of dislocation observation has a resolution of ca. 0.1 μm, about an order of magnitude better than optical microscopic observation, and is particularly useful in the study of the overall dislocation distribution of naturally and experimentally deformed olivines with relatively high dislocation densities.