韩国Cheongsong钙硅酸盐岩石中石榴石的微观结构：流体与变形作用的影响

本研究针对流体富集环境中石榴石微观结构演化机制的科学问题，通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电子探针(EMP)技术，系统分析了韩国Cheongsong地区钙硅酸盐岩石中三类石榴石（成核簇型、位错蠕变型和化学分带型）的成因，揭示其经历接触变质与塑性变形的多阶段演化过程，为深部地壳流体-岩石相互作用及构造-变质过程提供重要依据。

　　

石榴石作为变质岩中的"地质温度计"，其微观结构记录着深部地壳复杂的流体活动和构造变形历史。然而，在流体富集环境中，石榴石的成核-生长机制与变形过程的耦合关系仍不明确。韩国Cheongsong地区发育独特的钙硅酸盐岩石，其石榴石微观结构展现出接触变质与流体作用的鲜明特征，为破解这一科学难题提供了理想研究对象。

为揭示石榴石在流体-变形耦合环境下的演化规律，研究人员采用多尺度分析手段，通过扫描电镜(SEM)背散射图像划分三类石榴石：I型（成核簇结构）、II型（位错蠕变主导）和III型（Fe富集边环绕碎裂核）。结合电子背散射衍射(EBSD)晶格定向分析、电子探针(EMP)成分测绘及透射电镜(TEM)位错观察，辅以石英c轴织构开角温度计(OA)估算变形温度（708–741±50°C），系统重建了石榴石的变质-变形历程。

微结构特征
EBSD分析显示，I型石榴石由多核聚集形成，反映流体渗透诱导的优先成核；II型发育亚晶界和变形带，TEM直接观测到位错墙，证实位错蠕变(DC)主导；III型化学分带结构揭示先存石榴石碎裂后，经流体介导的溶解-再沉淀形成Fe富集边。

变形温度约束
基于石英OA温度计与矿物组合，推算实际变形温度为650–700°C，符合石榴石塑性变形条件。TEM在II、III型中均发现位错阵列，证实流体存在显著降低蠕变强度。

流体作用机制
III型石榴石的碎裂-愈合网络指示孔隙流体压力诱发的水力破裂，Fe元素迁移证实流体参与化学再平衡。研究首次在接触变质环境中揭示石榴石通过位错蠕变、碎裂和流体再活化的多阶段演化路径。

该研究创新性提出流体富集环境下石榴石的"成核-变形-改造"三联模型：接触变质初期形成成核簇（I型），随温度升高发育位错蠕变（II型），最终在流体作用下发生碎裂与化学改造（III型）。这一发现不仅完善了中上地壳石榴石流变学行为认识，更为深部流体参与构造-变质过程提供了微观结构证据。论文发表于《Journal of Structural Geology》，对理解造山带流体-岩石相互作用机制具有重要启示。