[科普中国]-包裹体

包裹体（inclusion），原是矿物学中使用的一个术语，指矿物中由一相或多相物质组成的并与宿主矿物具有相的界限的封闭系统。包裹体的物质来源可以是与宿主矿物无关的外来物质或是相同于宿主矿物的成岩、成矿介质。包裹体的成分多样，形状和大小各异，既有固相，也有液相和气相的，还有这三种相态的不同组合。包裹体含有成岩成矿的“母液”，因此它是研究地质作用的珍贵样品，能较客观地反映地质历史的原貌。1

包裹体系及其研究现状包裹体系指晶体生长过程中界面所捕获的夹杂物，它可能是晶体原料中某一过量组分形成的固体颗粒，也可能是晶体生长中坩埚材料带入的金属微粒或者其它杂质的微粒。 包裹体是一种体缺陷，一方面包裹体本身将严重影响晶体质量，如造成光散射，或者吸收强光引起发热、熔化、气化，产生应力集中而使晶体碎裂； 另一方面，由于包裹体的热膨胀系数一般说来与晶体不同，在晶体生长的冷却过程中产生体内压印，将导致大量位错的形成。

关于体内压印形成位错的机制可以用经典弹性力学来处理。 在冷却过程中晶体与包裹体之间由于存在热膨胀系数的差异而产生体积失配，这种失配量随着温度的降低而增加。 Mott和Nabarro在1940年首先提出尺寸效应模型，并且计算了晶体与包裹体之间因体积失配所产生的弹性应力。 随着冷却过程中失配量的增加，弹性应力也相应增加。在这种弹性应力的作用下，晶体中将形成一串同轴棱柱位错环，这种位错组态的几何特征是一串位错环位于以Burgers矢量为母线的棱柱面上，而该棱柱面即位错环的滑移面。Jones和Mitchell在生长AgCl晶体时放入了玻璃小球模拟包裹体，发现了在小球邻近沿滑移方向产生了同轴棱柱位错环。

近年来在GGG和YAG晶体中还观察到以包裹体为中心的同心位错环（如图1所示）。由于在氧化物晶体中滑移比较困难，因此在高温生长时造成的大量过饱和空位使棱柱位错环以攀移的方式扩张出去，以松弛包裹体的应力场。包裹体严重地影响晶体的质量，在晶体生长过程中应采取各种措施，不让包裹体出现在晶体中。2

分类按它与主矿物形成的时间关系，可分为原生、假次生和次生包裹体；按其含有物的物理状态，可分为岩浆包裹体和流体包裹体，后者又可按气液比分为气相包裹体（气液比>50%）和液相包裹体（气液比