稀土元素对褐帘石晶体结构的精细影响研究

摘要

褐帘石作为花岗岩、矽卡岩以及花岗伟晶岩中常见的副矿物，是岩浆中轻稀土元素（LREE）、Th、U和Sr等微量元素的重要载体，在俯冲带的临界温度范围内褐帘石能够很好的控制LREE含量，其成分对结构变化所产生的影响对地球科学研究具有非常重要的指示作用。本文通过单晶X射线衍射、粉晶X射线衍射、LA-ICP-MS等一系列系统的结构和化学成分对比分析了不同地质环境中褐帘石族矿物单晶的晶胞参数特征，并在此基础之上深入讨论了帘石族矿物中稀土元素对晶体结构微调的过程。根据实验数据的比较随着REE³⁺替代Ca²⁺占据A2占位使得帘石族矿物晶体的a、b、c、V各个晶胞参数得到了相应程度增大，其中晶胞体积的变化较为明显由457.92?³增大至479.93?³,体积增大接近4.8%;褐帘石的（110）、■、（222+123+114）、■和（307）等面网可以间接指示褐帘石中稀土元素的含量和占位情况。本研究通过分析褐帘石的晶体结构和化学成分，揭示了稀土元素替代Ca²⁺对其晶体结构的调控机制及其地球化学意义。

关键词

褐帘石 / 稀土元素 / 晶体结构 / 晶胞参数 / 多面体体积

基金资助

国家自然科学基金-基金委重大计划培育项目(28832020004)