杨 华，刘 琼

(北京大学 地球与空间科学学院， 造山带与地壳演化教育部重点实验室， 北京 100871)

随着地球环境和气候的改变，全球碳循环日益成为人们关注的焦点。相比于大气、海洋及其它地球表面的碳储库，地球深部可能含有整个地球中多达97%的碳元素(Marty, 2012)。碳酸盐是地球深部碳元素的主要赋存形式，在全球碳循环中扮演着十分重要的角色。碳酸盐可以通过俯冲作用被带到地球深部，再通过岩浆和火山作用等以富碳酸盐的熔体或CO2气体等形式到达地表，使得地表和地球深部的碳元素形成了一个巨大的碳循环(Sleep and Zahnle, 2001； Berner, 2003； Hayes and Waldbauer, 2006； Dasgupta and Hirschmann, 2010)。因此，研究碳酸盐在高温高压下的相稳定性和物理化学性质可以为相关的相平衡热力学计算和模拟提供准确的参数，并对建立深部碳循环模型具有重要意义。

按照成因，可以将文石分为地质成因文石和生物成因文石。生物成因文石常产于珊瑚的骨骼、珍珠、软体动物壳体中，生物矿化作用是指生物在生命活动中形成无机矿物的过程，它与传统地质意义上的矿化作用明显不同的是生物体内的有机质对矿物的晶型和晶向有严格的控制作用。在生物矿化过程中晶格会夹杂有机分子(吴文龙等， 2011； 马玉菲等， 2013 )。珍珠层的无机相为碳酸钙晶体, 约占总质量的95%, 由蛋白质-多糖构成的有机相约占5%。生物成因文石及方解石相对于地质成因文石和方解石存在各向异性晶格畸变，其中沿c轴的晶格畸变最大(约为0.1%～0.2%)(Pokroyetal., 2004, 2006)。

对于文石和方解石在不同温度范围下的晶体结构、相变及热膨胀性质的研究也在不断深入(Markgraf and Reeder, 1985；……