什么是方解石和白云石？

方解石和白云石同属三方晶系，其化学成分是二价金属阳离子和碳酸根相结合的盐类。碳酸盐广泛分布于地壳中，已知的碳酸盐矿物约95种，以方解石和白云石最常见，对它们的研究也最深入。现主要对方解石的变形行为简述如下：

方解石单晶常发育{1011}三组完全解理。方解石集合体形态有片（板）状、纤维状、晶族状、致密块状（石灰岩）、粒状（大理岩）、钟乳状、结核状等。白云石对称型比方解石低，而有序度则较高。晶体常呈菱面体，晶面常弯曲成马鞍形，也具有{10

40511}三组完全解理，且解理面常弯曲。集合体呈粒状、致密块状等。

方解石很容易出现机械双晶（照片3-055～3-058）。Ferrill等（1991，2005）、Burkhard（1993）认为方解石机械双晶由窄变宽与温度有关（详见第六章）。在缩短量大约小于15%的情况下，以双晶密度与双晶宽度为坐标的平面直角坐标图能够指示岩石变形温度和压力信息，从而成为一个低温环境下不很准确，但是简便易用的地质温度计（Ferrill et al.，2004；Craddock et al.，2007）。

方解石中因为双晶滑移有一定指向（正），而当应力作用方向不利于发生双晶化或者温度较高时，方解石会产生平移滑移。方解石最主要的平移滑移是r和f滑移。低温时为{f}<r∩f〉（六组），温度较高时为{f}<a∩f〉（三组）（Passchier and Trouw，2005）；高温时则主要是沿c<a〉的滑移（Barnhoom et al.，2004）。

方解石是一种较易发生塑性流动的矿物，因而常见碳酸盐岩类糜棱岩。其中，大理岩糜棱岩发育典型的糜棱结构（照片5-027～030），而灰岩糜棱岩则表现为隐晶质方解石的再结晶长大（照片5-031）。在低温条件下，大理岩中方解石主要表现为碎裂及碎裂流动，同时还伴随有溶解迁移及双晶化；粗颗粒中发育机械双晶及波状消光。在细粒基质中，还伴随有位错滑移及膨凸重结晶作用（Kennedy and Logan，1998；照片3-073，5-027～5-030）；温度增高时膨凸重结晶作用增强。在中温及含水（流体）条件下，方解石中压溶起主要作用，并形成压溶缝合线（照片3-198）。水的加入极大地促进位错滑移与攀移速率，并加速变形岩石的恢复作用，导致晶质塑性过程的出现（Liu et al.，2002）。亚晶粒旋转重结晶在一定温度范围内出现，如Bestmann等（2000）报道的方解石亚晶粒旋转重结晶发生在300～350℃的绿片岩相条件下。颗粒边界迁移及超塑性流动容易发生在方解石细粒集合体中（Passchier and Trouw，2005）。

方解石糜棱岩中常出现含量不等的第二相物质（如云母、白云石、石英、有机质、金属矿物等）。它们影响了由方解石组成的岩石的显微组构、变形行为和光学特征（Busch et al.，1995；Herwegh et al.，2002，2004）。分散均匀的第二相物质阻碍方解石的恢复和重结晶作用（照片5-032），因而在相同环境下，纯的矿物集合体更容易发生重结晶作用。阻碍力与第二相物质的体积分数呈正相关，与其大小呈负相关，还与其空间分布状态密切相关。同时，第二相物质还能够成为成核点进而推进重结晶作用（尤其是刺激成核作用）。Ebert et al.（2007）报道第二相物质含量增加时，方解石结晶优选定向减弱。

白云石的变形行为与方解石不同（Passchier and Trouw，2005）。在中高温条件下发育f{02

41521}双晶，在中低温条件下主要沿底面c<a〉滑移，而在低温下（温度小于300℃）不出现双晶。低温时，白云石在方解石集合体中常常容易形成布丁构造和书斜式构造（照片3-023）。