岩石电子背散射衍射（EBSD）组构分析及应用

电子背散射衍射（EBSD）技术是现代构造地质学与显微构造分析领域一项崭新的技术,它与现代高分辨率扫描电子显微镜和能谱分析设备结合,可以对块状样品中微米或纳米级尺度的颗粒进行晶体结构分析, 从而使微观结构、微区成分与结晶学数据结合起来,能够更精细地对比研究矿物和岩石显微构造,为岩石显微构造分析开辟了一个全新的领域。分析了EBSD技术的基本原理、系统构成、样品制备和工作程序。介绍了石英组构测量,极细粒物质（微角砾岩）的组构特点,二轴晶矿物（角闪石）的组构、变形机制和金属硫化物组构分析的应用实例,对于应用EBSD系统开展研究存在的一些问题进行了讨论。     

混合岩中斜长石的交代净边结构和倒转双晶研究

湖北罗田黄土岭长英片麻岩是与紫苏石榴黑云片麻岩共生的浅色片麻岩，成分上近于Ａ型花岗岩，受到浅混合岩化，钾交代现象显著，在斜长石与钾长石新成体接触处有清楚的交代净边结构，背散射电子探针分析表明，净边成分为钠长石。在净边结构上，发现叠加倒转双晶，净边结构产生于长英片麻岩部分熔融的高温条件下，与整个大别地体隆升过程和Ａ型花岗岩的生成有成因联系。     

岩浆岩中石英晶体的对称性连生

矿物晶体连生是岩浆岩中晶体生长及岩石结构形成过程中的一个重要现象,可以提供岩浆演化过程信息.用电子背散射衍射技术(EBSD)分析了天堂寨花岗岩和梅川花岗闪长岩中石英晶体的结晶学取向关系.这2种岩石中石英的道芬双晶和交生(两晶体以某个相同的面重合连生)出现概率非常高.除了道芬双晶和交生外,还发现了一种特殊的石英晶体对称性连生现象.在这种特殊的对称性连生体中,考虑石英的劳埃群32/m(而不是石英的点群32),两晶体形成的道芬双晶的双晶面(0001)或(10-10)与第3个晶体的对称面(11-20)重合.这样的重合使得这3个晶体的连生体保留了道芬双晶的某些对称性.这种双晶面与第3个晶体的对称面重合的现象在我们以前报道的NH4Cl晶体聚集体和透辉石枝晶聚集体中也出现过.这种现象说明晶体的连生受控于对称性,即:晶体连生会选择对称性高的形式.由于劳埃群是与晶体空间格子的对称性相关而并不是与晶体结构的对称性相关的,所以,空间格子的对称性可能是控制晶体对称性连生的主要因素.     

电子背散射衍射(EBSD)技术在地壳构造变形研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是岩组学研究的一项革命性新技术。该技术可以对传统的岩石薄片进行分析,实用性高,观测精度达到亚微米级别。配合扫描电子显微镜、阴极发光、波谱、能谱分析设备,EBSD技术可以对透明和非透明的任何对称性晶体进行取向测量,快速获取晶体显微结构、微区成分与晶体学参数,可以对晶体开展形貌观察、晶体优选方向(CPO)、取向差分析、物相鉴定、应变测量、晶界分析、变形机制、位错滑移系、晶内变形、温压条件研究。结合聚焦离子束(FIB)技术,可以获取矿物的三维结构图像。对地壳的主要矿物进行组构分析,结合野外矿物变形特征与试验岩石学研究成果,可以开展地壳构造运动学、动力学的研究。本文介绍岩组学的研究历史,以及EBSD技术在地壳常见矿物石英、钾长石、斜长石、角闪石以及假熔岩构造变形研究中的最新进展与典型实例,并对EBSD研究结果中一些潜在的不确定性因素进行了讨论。     

文象花岗岩的成分、结构和成因机制

文象花岗岩具有特殊文象结构,研究其三维拓扑结构和形成过程有助于了解花岗质岩石的结晶作用.以北京周口店房山岩体和湖北罗田蕙兰山的文象花岗岩为研究对象,综合利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和电子背散射衍射等技术方法,对岩石矿物组成、结晶学取向和拓扑结构进行了系统研究.结果表明:(1) 文象花岗岩的矿物组成与其形成地质环境有关,石英和长石的含量变化范围很大,其中石英含量通常在20%~45%,但是相同地区同期形成的文象花岗岩具有相对稳定的矿物组成;(2) 长石作为寄主矿物通常呈半自形－自形粗大晶体,可以是碱性长石或斜长石,其端元组分以钾长石和钠长石为主,低温下常分解为条纹长石;(3) 石英在长石寄主矿物中规则穿插生长,在三维空间通常呈近似平行板状、长条状/柱状或非连通枝杈状,并只在特定岩石断面形似象形文字;(4) 正交偏光显微镜下,石英可以具有多种消光位,但是通常在一定范围内同时消光;(5) 石英普遍发育道芬双晶,偶见日本双晶;(6) 条纹长石中钾长石与钠长石对应(100)、(010)、(001) 面和[001]轴近似平行;(7) 多数石英颗粒与寄主长石之间具有密切结晶学取向关系,即石英[1123]轴近似平行长石c[001]轴.该研究证实文象花岗岩是石英和长石同时生长的结果,而长石作为寄主矿物影响并控制着石英的成核与生长方向.      

铁伊利石近双晶的电子衍射图

本文研究的伊利石采自天津蓟县中元古界长城系串岭沟组。EDX数据显示该样品富Fe贫Mg,这与XRD分析一致。其化学分子式为K0.59(Al1.43Fe0.83)(Si3.47Al0.53)4O10(OH)2,为铁伊利石。由高分辨透射电镜H-8100和H-9000获得了奇特的衍射花样。该电子衍射花样是由相互旋转了26°的两个h     

芬兰晕彩斜长石晕彩成因探讨——包裹体及其与晕彩的关系

对芬兰斜长岩中斜长石的宏观和微观观测显示,无晕彩的斜长石包裹体不发育,有晕彩的斜长石发育定向排列的针状包裹体。依据斜长石中包裹体的发育程度,可将包裹体分为两类:密集型包裹体(35～50条/mm)和稀疏型包裹体(25～35条/mm)。发育密集型包裹体的斜长石的晕彩以蓝色为主,发育稀疏型包裹体的斜长石的晕彩以红色或橙红色为主。电子探针、扫描电镜和激光拉曼光谱的分析结果表明,该晕彩斜长石中的所有包裹体在成分上一致,均为磁铁矿,有晕彩的斜长石和无晕彩的斜长石的成分也一致。这表明该斜长岩中的斜长石是否具有晕彩与斜长石的成分、包裹体的成分及斜长石的双晶发育程度无关,而与包裹体的发育程度有关。斜长石和其中定向排列的磁铁矿针状包裹体类似于光学中的光栅效应,斜长石中晕彩的出现可能是光栅衍射和干涉造成的。     

电子背散射衍射和傅里叶变换红外光谱结合测量橄榄石的原位含水量

橄榄石的含水量对上地幔的物理化学性质具有重要影响。傅里叶变换红外光谱（简称FTIR） 是目前最常用的测量名 义上无水矿物含水量的方法。由于矿物中红外光谱的吸收系数是各向异性的,理论上应使用偏振光来测量橄榄石的含水 量,但是该方法需要把橄榄石颗粒分离出来进行定向,非常费时。前人大多使用非偏振光来测量薄片中多个橄榄石的含水 量,并使用Paterson （1982） 的校正方法计算样品中橄榄石的平均含水量。非偏振光的使用忽略了颗粒定向造成的影响,会 低估橄榄石的含水量。上地幔橄榄石常发育晶格优选定向,为快速准确地获得橄榄石的原位含水量,该文将电子背散射衍 射技术（EBSD） 与FTIR 相结合,提出测量薄片中橄榄石含水量的新方法。首先使用Bell 等（2003） 的红外偏振光实验结 果,通过橄榄石[100]、[010]和[001]方向的含水量吸收系数建立一个椭球体。然后使用EBSD 测量某一颗粒在薄片中的取 向,根据欧拉角计算该方向的含水量吸收系数Ws,再根据Beer-Lambert 公式获得该颗粒的含水量。对加拿大Slave 克拉通 Muskox 金伯利岩携带的石榴橄榄岩中橄榄石的含水量研究表明,该方法可用于测量显微尺度的橄榄石原位含水量分布,为 橄榄石含水量与组构关系的研究提供基础资料。     

雪球状石榴子石变斑晶的形成机制:以南迦巴瓦地区雅鲁藏布江缝合带西侧石英片岩为例

雅鲁藏布江缝合带米林地区的石英片岩糜棱岩化强烈,线理及面理构造发育。S-C组构、σ残斑以及不对称褶皱等指示了上盘相对下盘向NW下滑的剪切运动趋势。电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明:雪球状石榴子石变斑晶边部面理(S2)中石英包裹体晶格优选方位模式图指示的运动指向与石英岩基质面理(或外部面理;S3)中石英包裹体晶格优选方位模式图指示的运动指向一致,都是上盘向NW正滑。然而,雪球状石榴子石的核部(S1)石英包裹体优选方位(LPO)模式图指示相反运动指向。能量色散显微分析(EDS)测试结果表明石榴子石的成分环带显示连续生长环带特征。连接石榴子石核部面理(S1)可以恢复得到石英岩早期不对称褶皱形状的面理轨迹。这些说明文章样品中雪球状石榴子石变斑晶是生长在不对称褶皱之上的。此过程主要是剪切方向发生了旋转,而不是石榴子石自身旋转。这种雪球状石榴子石变斑晶的存在说明南迦巴瓦地区雅鲁藏布江缝合带西侧岩石最初经历向SE的逆冲作用,后期经历由SE向NW的拆离滑脱事件。     

应用电子微探针-扫描电镜-拉曼光谱-电子背散射衍射研究一种未知Ti-Zr-U氧化物的矿物学特征

本文应用电子微探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)在阿尔金地区的榴闪岩中发现了一种微米级含铀氧化物矿物,结合光学显微镜、拉曼光谱和电子背散射衍射(EBSD)技术对该矿物的化学成分、赋存状态、物理及光学性质、晶体结构等矿物学特征进行了研究。结果表明,该矿物在空间上与钛铁矿关系密切且主要产于其边部,为一种不透明矿物;主要化学组成为TiO2、ZrO2和UO2,实验化学式为(Zr,U)Ti2O6,其中U与Zr互为类质同象替代;具独特的拉曼光谱特征,初步确定为斜方晶系且具有序的铌钙矿结构。通过电子微探针U-Th-Pb定年获得等时线年龄为451±49Ma,可能代表了寄主岩石的退变质年龄。将该矿物与化学成分类似的晶体进行对比,发现与斯里兰卡石等已知天然矿物存在差异,而与一种人工合成晶体Zr5Ti7O24在化学成分和晶体结构上较为相似,可以初步推断Ti-Zr-U氧化物为一种未被人们发现的新矿物。     

黑硼锡镁矿孪晶的电子衍射分析

黑硼锡镁矿是1985年在我国发现的一种新矿物,微孪晶特别发育,其电子衍射斑点往往具规律的分裂现像。用选区电子衍射获得[010]、[141]和[121]定向带轴电子衍射斑点分裂图,经矩阵分析,确定两套斑点分裂是由其呈挛晶结构关系所致,孪晶面为(101),属于面律孪晶,这种孪晶的微形貌由明场像(BF)得到证实。根据不同取向的电子衍射图,确定该矿物属单斜晶系,a_0=10.7,b_0=3.01,c_0=5.39,β=94.5°。上述挛晶结构特征及其晶体学数据与X射线单晶研究结果有很好的可比性。     

缅甸不同矿点翡翠的矿物学特征

通过对缅甸达木坎矿区、帕敢矿区、隆肯矿区的4个矿点翡翠样品的偏光显微镜、电子探针、X射线粉晶衍射等测试,其结果表明:各矿点翡翠均以粒状变晶结构为主,主要矿物为硬玉,次要矿物有钠长石、云母类、辉石类、闪石类矿物、沸石类矿物等。其中,哥因角矿点翡翠矿石中有较大量辉石类矿物,纳莫矿点发现较大量方沸石矿物。沸石是含水矿物,而含水矿物作为矿脉的前锋组成矿物更为合理,故纳莫翡翠矿体形成深度应相对其它矿点更深。隆肯矿点翡翠样品w(A_l2O_3)=23.187%,w(Na_2O)=17.706%,w(TiO_2)=0.349%,w(K_2O)=0.298%,高于其它矿点;哥因角矿点翡翠样品w(CaO)=1.821%,w(MgO)=2.983%,w(FeO)=1.432%,高于其它矿点;纳莫矿点样品w(SiO_2)平均61.91%,为4个矿点中最高。     

硅硼镁铝矿复杂（高次）孪晶的微结构研究

本文用透射电子显微技术研究了硅硼镁铝矿的显微结构特征。研究结果表明:该矿物发育复杂(高次)生长孪晶,即(202)孪晶,(280)(202)二次孪晶,(04I)(280)(202)三次孪晶和(443)四次孪晶。并阐明了矿物高次孪晶的相互结构关系。同时,在TEM明场象中观察到了该矿物复杂孪晶对应的结晶形态。笔者还总结了低对称复杂孪晶显微结构的分析方法。     

角闪岩相温度条件下斜长石的变形组构

对采自五台群底部的角闪黑云斜长片麻岩样品进行了较为细致的研究工作，探讨了样品遭受变质变形的温度条件及样品中变形双晶类型和斜长石的晶格组构型式。研究表明：变形时的温度条件是影响变形双晶类型的主要因素，高温变形条件下趋向于形成肖钠双晶。随着变形温度的变化，斜长石的晶格优选和双晶滑移系也发生相应变化。本文论及的斜长石组构特点是较高变形温度条件下形成的一种新的组构类型。     

岩浆作用过程的矿物记录:以邯邢地区中生代侵入岩为例

矿物环带结构是岩浆过程的良好记录,而矿物温压计可以定量计算岩浆的物理化学条件。该次研究对邯邢地区中生代侵入岩中两个浅成侵入体中典型的斜长石斑晶进行了电子探针和LA-ICP-MS元素面扫描,同时对其中不同成因的角闪石晶体进行了电子探针分析和物理化学条件计算。通过研究发现这两个样品中的斜长石斑晶属于循环晶。辉石闪长玢岩中的斜长石斑晶主要成分为更长石,而斑状石英二长岩中斜长石斑晶主要成分为中长石和拉长石。两者具有明显不同的环带结构,分别记录了不同的岩浆混合过程:前者记录了基性岩浆多次注入酸性岩浆房,并最终获得体积优势;后者记录了少量基性岩浆注入酸性岩浆房内,两者不断混合,形成均质化岩浆的过程。Fe元素从斜长石中心到边部有富集的趋势,表明岩浆最终向富铁的方向演化。角闪石温压计的计算结果表明,辉石闪长玢岩的岩浆房深度在5.5 km左右,温度大约为850 ℃,氧逸度大约为ΔNNO+1,熔体中的含水量大约为4.0%,其最终侵位于2.1 km的地壳深度。而斑状石英二长岩最终定位于2.0 km的地壳深度,角闪石结晶的平均温度为737 ℃,相对氧逸度为ΔNNO+1.2,熔体含水量为3.9%。     

珍珠层中文石晶体择优取向的XRD极图分析

本文采用XRD极图方法对海水大珠母贝、企鹅珍珠贝及淡水三角帆蚌贝壳珍珠层中文石晶体的结晶学定向进行了研究。根据文石的 ( 0 0 2 )和 ( 0 12 )极图可以推断 ,三种贝壳珍珠层文石的a轴平行珍珠层面 ,c轴垂直珍珠层面。在珍珠层面上 ,二种海水壳珍珠层中文石的a轴亦存在强烈的择优取向现象 ,大珠母珍珠层中文石a轴沿与壳生长纹方向呈 2 0 0°左右的夹角分布 ,企鹅珍珠贝沿近平行壳生长纹的方向分布 ;淡水三角帆蚌珍珠层文石a轴亦平行珍珠层面分布 ,但其择优取向不如海水壳明显 ,在珍珠层面上沿各个角度上均有分布。     

论石英双晶的复杂性

石英双晶的复杂性远远超出了人们的想象。首先介绍了石英的11种双晶律,然后介绍测试鉴定石英双晶律的各种方法及存在的局限性,综述了近年来石英双晶与温压条件关系、晶格结构匹配理论方面的研究成果,最后结合我们近期用EBSD对岩石中石英双晶的观察、测试结果,指出存在的问题及今后的研究方向。     

织构仪控制系统微机改造及视窗化程序设计

在分析了织构仪结构的基础上, 着重介绍此仪器的改造方法, 包括计算机接口设计、运用于WINDOWS95操作系统中的软件设计, 并充分考虑了系统的安全性和操作的实用性.