中文摘要：

以现代高温高压实验和电子显微学表征方法为研究手段，获得纳米-微米级α-PbO2型TiO2和斜锆石型TiO2，建立纳米-微米级α-PbO2型TiO2和斜锆石型TiO2的平衡相图，查明纳米-微米级金红石-α-PbO2型TiO2-斜锆石型TiO2的相转变关系，确定这些高压多形所指示的压力极限。用高分辨透射电镜、能量散射X射线谱、傅立叶红外光谱和图像处理等技术，在我国大别和西部的超高压岩石中发现不同产状的纳米-微米级α-PbO2型TiO2或/和斜锆石型TiO2，测定它们的成分和晶体化学特征，在原子尺度上测定其晶体结构，研究它们的赋存状态、成因机制、与共生矿物的关系，研究α-PbO2型TiO2和斜锆石型TiO2相转变过程中原子或原子团位移方式，探讨金红石中的结构水(OH－或H2O)与TiO2超高压多形变体的关系以及在相转变动力学过程中的作用与意义，提供超高压岩石形成的压力约束和陆壳俯冲深度的新证据。

结论摘要：

在大别山超高压硬玉石英岩中发现了纳米级α-PbO2型结构TiO2晶体。经高分辨透射电镜和能量散射X射线谱研究确定:α-PbO2型TiO2为斜方晶系，空间群为Pbcn，晶胞参数a=0.458 nm,b=0.542 nm,c=0.496 nm，纳米级α-PbO2型TiO2晶体是在多重孪生的金红石双晶之间产出。又用电子衍射、高分辨结构像、结构模型和结构模拟等技术研究证实了金红石包体中存在α-PbO2型TiO2相，高分辨计算模拟像与新的结构模型表明α-PbO2型TiO2晶体的形成是由于Ti4+和O2-离子沿金红石{011}R双晶面的共同位移而引起的，共棱TiO6八面体排列的变化使得四方对称的金红石中共棱TiO6八面体直链转变成斜方对称的α-PbO2型TiO2相结构中共棱TiO6八面体的z-z链，推断了金红石与α-PbO2型TiO2的转换机制与Ti阳离子的位移有关，{011}R双晶界面内原子的位移能够成核而导致金红石到α-PbO2型TiO2的相转换。大别山地区超高压变质岩中α-PbO2型结构TiO2晶体的发现，为超高压变质作用(4～7 GPa,850～900 oC)提供了新的有力证据。