【摘 要】
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锆石（Zr Si O4,I41/amd,Z=4）是岩浆岩、沉积岩和变质岩中比较常见的岛状硅酸盐副矿物。当天外陨石碰撞地球产生高温和高压,锆石转变成为莱氏石（Zr Si O4,I41/a）,其密度比锆石高约10%。本文对比天然锆石（Pakistan）和合成锆石,分析压力对天然及合成锆石相变为莱氏石的影响。运用X射线单晶衍射、电子探针、傅里叶红外光谱对天然锆石（Pakistan）和合成锆石进行矿物学特
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锆石（Zr Si O4,I41/amd,Z=4）是岩浆岩、沉积岩和变质岩中比较常见的岛状硅酸盐副矿物。当天外陨石碰撞地球产生高温和高压,锆石转变成为莱氏石（Zr Si O4,I41/a）,其密度比锆石高约10%。本文对比天然锆石（Pakistan）和合成锆石,分析压力对天然及合成锆石相变为莱氏石的影响。运用X射线单晶衍射、电子探针、傅里叶红外光谱对天然锆石（Pakistan）和合成锆石进行矿物学特征研究。XRD分析结果显示天然锆石（Pakistan）的晶胞参数为a=b=6.6510（？）,c=6.0432（？）,α=β=γ=90（?）,结晶度=98.99%。电子探针测试结果显示天然锆石（Pakistan）成分中存在元素替代,几种替代元素的含量极小,并未对锆石的结构造成太大的影响。红外光谱分析表明天然锆石（Pakistan）的616 cm-1吸收带的高度H和它的半高宽M之比,Δ616=3.76,合成锆石Δ616=4.32,二者均属于晶质锆石。利用金刚石压腔（Diamond anvil-cell,DAC）进行原位高压拉曼研究,结果显示天然（Pakistan）和合成锆石分别在25.2 GPa和23.2 GPa开始发生物相转变,新峰属于锆石的高压相莱氏石,二者发生相变的压力在误差范围之内,均在24 GPa左右发生相变;在41 GPa左右缓慢卸压,至常压后拉曼光谱均显示为莱氏石的特征峰326、460、558、846和885 cm-1,表明锆石已发生不可逆的相变成为高压相莱氏石。通过对压力系数以及mode Grüneisen常数的计算,发现锆石的不同的振动模式对压力效应的敏感程度存在差别。对于锆石的对称弯曲振动439(A1g)来说,每增加1 GPa,移动1.32个波数;而对于对称弯曲振动356（Eg）、对称伸缩振动974(A1g)和反对称伸缩振动1008(B1g)来说,在每增加1 GPa时,分别移动3.96、4.53、4.98个波数。首次成功获得了合成锆石和天然锆石（Pakistan）的单晶样品高压相变后的高分辨透射电子显微镜照片,通过衍射花样和高分辨电镜照片的快速傅立叶变换（FFT）,标定两个衍射点d1=4.35（？）,d2=3.65（？）,二者之间的夹角度数为α=53.31°,上述衍射谱以及对应的高分辨透射电镜的晶格都可以用莱氏石[021]晶向标定。
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