自然资源部中国地质调查局中国地质科学院地质研究所申婷婷等科研人员日前通过研究俯冲带叶蛇纹石脱水反应前晶胞参数的变化特征，发现了俯冲带叶蛇纹石晶胞参数与温压条件的拓扑关系，该研究发表在矿物学顶级期刊《American Mineralogist》上。

叶蛇纹石

申婷婷等发表在《American Mineralogist》上的文章截图

 叶蛇纹石是一种俯冲带高温高压蛇纹石变种，是大于100km深俯冲带中最主要的含水矿物，其脱水过程影响着俯冲带岛弧岩浆的形成、深源地震的发生以及壳幔物质循环等一系列动力学过程。然而，由于叶蛇纹石稳定温压范围很广，加之造山带中蛇纹岩体矿物组合相对简单，因此很难确定其变质温压条件，导致无法对其俯冲深度和变质过程进行限定。针对上述问题，科研人员从叶蛇纹石的结构着手，试图通过其晶胞参数的变化建立叶蛇纹石温压计，进而限定蛇纹岩的变质温压条件及过程。

 课题组利用SEM-FIB切割技术对高温高压实验样品及西南天山天然蛇纹岩样品中的叶蛇纹石进行切割，得到厚度约0.15μm的薄片后通过透射电镜TEM获得其a轴方向的晶格条纹，计算得到叶蛇纹石对应的m值。

 经过一系列实验研究，科研人员得出以下三条新认识。一是P-T-m图解可指示天然叶蛇纹石的温度-压力与m值的拓扑关系。在没有特殊变质矿物组合的条件下，通过获得叶蛇纹石的m值统计峰值，可推断蛇纹岩体的变质温压条件。二是叶蛇纹石随温度升高，Al含量升高，m值减小，逐渐释放结构水。在进变质过程中，虽未达到叶蛇纹石的完全分解脱水曲线，但叶蛇纹石也逐渐脱水为寄主岩石提供孔隙水导致其构造变形。这一认识对研究俯冲板片与上覆地幔楔之间的物理变形及解耦机制至关重要。三是俯冲过程中，叶蛇纹石不断调整Al含量，在其分子结构中产生纳米级绿泥石包裹体，导致微米级尺度的原位叶蛇纹石成分测试可能存在较大偏差。

 该研究第一次从结构角度提供了限定叶蛇纹石温压条件的证据，为揭示蛇纹石成因环境、探讨矿化条件和开展潜力资源评价提供了坚实的理论基础。