为了研究沉积碳酸盐在板块俯冲过程中的行为，需要首先建立高温高压下的矿物相变标准。本研究结合热液金刚石压腔（HDAC）和激光拉曼光谱测量了压力0 ~ 3.6 GPa、温度23 ~ 600 °C条件下方解石、镁方解石和白云石的原位拉曼光谱，经过严格的信号校准和数据处理，确定了方解石和白云石C–O对称伸缩振动（ν₁峰）和Ca²⁺ – CO₃^2-平动（L峰）与温度、压力之间的定量关系，以及方解石中镁的含量对该定量关系的影响。这项研究的意义在于建立了利用方解石和白云石的拉曼光谱来标定体系压力的方法，解决了在研究方解石、白云石等矿物脱碳反应的高温高压实验中的压力标定问题，为后续热液金刚石压腔实验研究提供了技术保障。利用热液金刚石压腔研究压力0 ~ 2.5 GPa和温度23 ~ 600 °C条件下碳酸钙的矿物结构和相变，实验结果（图1）发现：（1）方解石↔方解石II的相变压力从常温下1.6 GPa逐渐下降到300 °C时的1.4 GPa，然后又缓慢升高到500 °C时的1.5 GPa，该相变属于位移型相变（二级相变），不涉及化学键的断裂与重建、没有滞后性、也没有体积（密度）突变；（2）方解石II→方解石III的相变压力从常温下2.0 GPa升高到150 °C时的2.5 GPa，属于重建型相变（一级相变），相变过程涉及Ca²⁺ – CO₃^2-化学键的重构，理论上存在明显滞后性（化学键的断裂涉及动力学过程，低温时往往存在明显滞后性，高温时滞后性减弱），但因为存在方解石IIIb这一过渡相，其晶体结构介于方解石II与方解石III之间，降低了方解石II→方解石III相变的能量壁垒，使得该相变过程在低温下易于发生；（3）方解石/方解石II→文石的相变也属于重建型相变，相变过程伴随Ca²⁺ – CO₃^2-化学键的破坏与重建，可以通过两种途径来实现：高温高压（400 °C、1.5 GPa以上）时通过Ca²⁺ – CO₃²键的断裂与重建直接完成相变；中低温（100 °C、1 GPa左右）、富水条件下通过方解石溶解 – 文石结晶来完成相变。该研究的意义在于，明确了俯冲带中方解石 – 方解石II – 方解石III和文石之间的关系，确定了方解石和文石在有水和无水条件下不同的相变过程。考虑到俯冲环境普遍具有高压、低温、富水环境，我们认为方解石通过溶解 – 重新结晶转变为文石的过程普遍发生，文石（以及更加致密的方解石-VII和后文石）结构才是俯冲进入地幔的碳酸盐存在的形式。