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我國(guó)核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的新礦物評(píng)述

2020-11-14 06:49葛祥坤于阿朋
世界核地質(zhì)科學(xué) 2020年1期
關(guān)鍵詞:云母化學(xué)式核工業(yè)

范 光,葛祥坤,李 婷,于阿朋,王 濤

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,北京 100029)

礦物是地球和外天體中經(jīng)物理和化學(xué)作用形成的天然產(chǎn)物。 礦物種則是具有確定的化學(xué)組成和結(jié)晶學(xué)性質(zhì)的物質(zhì),并賦予特定的名稱(chēng)。 按照國(guó)際礦物協(xié)會(huì)新礦物、 礦物命名及分類(lèi)委員會(huì)(IMA CNMNC)的規(guī)定,礦物種主要以其化學(xué)組成和結(jié)晶學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)而確定。 如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)礦物,其化學(xué)性質(zhì)和/或結(jié)晶學(xué)性質(zhì)與任何已存在的礦物種明顯不同,則存在著該礦物為新種的可能性。 對(duì)于化學(xué)組成的基本要求是:相對(duì)于一個(gè)已存在礦物種的等效結(jié)構(gòu)位置,一種可能的新礦物至少要有一個(gè)結(jié)構(gòu)位置應(yīng)當(dāng)主要由一種不同的化學(xué)元素占據(jù)。

可以認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)新礦物就是發(fā)現(xiàn)人類(lèi)尚未認(rèn)知的天然無(wú)機(jī)物 (甚至少量天然有機(jī)物)。 因此,新礦物的發(fā)現(xiàn)與研究隸屬基礎(chǔ)科學(xué)研究范疇。 業(yè)已取得的共識(shí)認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)新礦物不但是對(duì)礦物學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要貢獻(xiàn),而且,新礦物的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展和礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)及利用有著重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。 簡(jiǎn)言之,新礦物的發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的礦物學(xué)研究水平和擁有的現(xiàn)代分析技術(shù)水準(zhǔn)的軟實(shí)力與硬實(shí)力。

截止到 2019年9月,全世界發(fā)現(xiàn)并經(jīng)IMA CNMNC 認(rèn)可的礦物種為 5 514 種。 但是,直到2019年,在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的礦物種只有140 種左右,這同近些年經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的大國(guó)地位極不相稱(chēng)。 核地質(zhì)系統(tǒng)曾經(jīng)是我國(guó)新礦物研究的重要力量,在 1974—1992年近 20年間先后發(fā)現(xiàn)了6 個(gè)新礦物;分別是芙蓉鈾礦、 湘江鈾礦、 斜方鈦鈾礦、 騰沖鈾礦、 盈江鈾礦和平谷礦,在新礦物研究領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績(jī)。 進(jìn)入21 世紀(jì),以核工業(yè)北京地質(zhì)研究院為代表的新一代礦物學(xué)工作者加強(qiáng)新礦物的研究工作,不斷取得新發(fā)現(xiàn),分別有欒鋰云母、 氧鈉細(xì)晶石、 冕寧鈾礦、 羥鉛燒綠石等4 個(gè)新礦物獲得IMA CNMNC 的批準(zhǔn),開(kāi)啟了核地質(zhì)系統(tǒng)在新礦物發(fā)現(xiàn)和研究方面的新篇章。 筆者對(duì)核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的新礦物做一全面的介紹,旨在回顧過(guò)去的業(yè)績(jī),探討新礦物研究中的不足,促進(jìn)核地質(zhì)系統(tǒng)在今后的工作中繼續(xù)取得新的發(fā)現(xiàn)。

1 核地質(zhì)系統(tǒng)主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的新礦物

1.1 芙蓉鈾礦(furongite)

首次發(fā)表的化學(xué)式:Al2(UO2)(PO4)2(OH)2·8H2O

IMA 認(rèn)可的化學(xué)式:Al4(UO2)4(PO4)6(OH)2(H2O)19.5

芙蓉鈾礦是1974年由核工業(yè)二三〇研究所王志雄等與湖南三〇五地質(zhì)隊(duì)、 武漢地質(zhì)學(xué)院X 光實(shí)驗(yàn)室等合作發(fā)現(xiàn)。 芙蓉鈾礦產(chǎn)于湖南西部下寒武統(tǒng)黑色碳質(zhì)頁(yè)巖淋積型鈾礦床的氧化帶中 (湖南省鳳凰縣水田鄉(xiāng)潘公潭礦床)。 礦物為鮮艷黃色 (檸檬黃色、 淺黃綠色),半透明,玻璃光澤,呈板束狀或隱晶致密狀集合體 (圖 1a、 b) 產(chǎn)出,性脆,紫外線照射下發(fā)強(qiáng)熒光。 根據(jù)產(chǎn)地命名為芙蓉鈾礦,1976年首次公開(kāi)發(fā)表[1],1978年發(fā)表詳細(xì)資料[2]。 我國(guó) 1981年5月才正式成為 IMA 成員國(guó)。 所以,芙蓉鈾礦是論文發(fā)表在先,獲得IMA CNMNC 承認(rèn)在后(1982年)。

1981年,中國(guó)學(xué)者沈今川、 彭志忠研究了芙蓉鈾礦的晶體結(jié)構(gòu),得出的晶胞參數(shù)為a=1.922 7 nm,b=1.404 9 nm,c=1.210 2 nm,α=67.205°,β=115.642°,γ=94.506°,V=2.709 9 nm3,空間群為 P1。 但只發(fā)表了一個(gè)簡(jiǎn)短摘要[3]。

1985年比利時(shí)學(xué)者在剛果民主共和國(guó)(扎伊爾) kobokobo 偉晶巖內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了芙蓉鈾礦[4],其礦物學(xué)特征、 X 射線粉晶分析數(shù)據(jù)與芙蓉鈾礦相似,但化學(xué)成分與中國(guó)湖南產(chǎn)的芙蓉鈾礦略有不同。 鑒于當(dāng)初研究芙蓉鈾礦是用化學(xué)方法進(jìn)行的成分分析,存在樣品不純的可能,比利時(shí)學(xué)者也對(duì)芙蓉鈾礦的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)提出了疑問(wèn),按比利時(shí)學(xué)者的電子探針?lè)治鼋Y(jié)果,計(jì)算的化學(xué)式為 Al2(UO2)2(PO4)3(OH)·8H2O,其[UO2]/[PO4]為 2:3 而不是1:2。 筆者也用電子探針?lè)治龇椒z查了當(dāng)初芙蓉鈾礦發(fā)現(xiàn)者送來(lái)測(cè)試的樣品的化學(xué)成分,計(jì)算化學(xué)式與比利時(shí)學(xué)者發(fā)表的成分?jǐn)?shù)據(jù)相當(dāng)。

2017年比利時(shí)學(xué)者Dal Bo F 等首次完成了產(chǎn)于kobokobo 偉晶巖的芙蓉鈾礦單晶結(jié)構(gòu)精修[5],獲得的晶胞參數(shù)為:三斜晶系,空間群為 P1,a =1.216 85 (8) nm,b=1.415 79(6)nm,c=1.778 84(6) nm,α=79.822(3)°,β=77.637(4)°,γ=67.293(2)°,V=2.746 2(2) nm3。并根據(jù)單晶結(jié)構(gòu)精修的結(jié)果將芙蓉鈾礦的晶體化學(xué)式修改為 Al4(UO2)4(PO4)6(OH)2(H2O)19.5,或簡(jiǎn)化為 Al2[(UO2)2(PO4)3](OH)(H2O)10,IMA 認(rèn)可此晶體化學(xué)式。

芙蓉鈾礦的原型標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)博物館(M07544)中國(guó)核地質(zhì)標(biāo)本陳列館及核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.2 湘江鈾礦 (xiangjiangite)

化學(xué)式:(Fe3+,Al)(UO2)4(PO4)2(SO4)2(OH)·22H2O

四方晶系,空間群未知,a=0.717 nm,c=2.222 nm。

湘江鈾礦由核工業(yè)二三〇研究所王志雄和武漢地質(zhì)學(xué)院X 光實(shí)驗(yàn)室合作發(fā)現(xiàn)于湖南郴州金銀寨礦床(320 礦床)的氧化帶中。 1978年首次公開(kāi)發(fā)表[6]。 湘江鈾礦呈淺黃色的粉末狀微晶集合體,產(chǎn)于硅質(zhì)巖的裂隙內(nèi)或風(fēng)化孔洞中,與鋁鈾云母,黃鐵礦,石英,磷鋁石等礦物共生。 根據(jù)產(chǎn)地命名為湘江鈾礦。該礦物也是在獲得IMA CNMNC 批準(zhǔn)前先發(fā)表文章,1982年IMA CNMNC 進(jìn)行了追認(rèn)。

湘江鈾礦是同時(shí)具有[PO4]3-和[SO4]2-兩種絡(luò)陰離子的次生鈾礦物,屬于鈾云母類(lèi),其[UO2]:[PO4/SO4]=1:1。

圖1 核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的新礦物照片F(xiàn)ig. 1 Photos of new mineral species discovered by CNUC

由于發(fā)現(xiàn)年代久遠(yuǎn)及當(dāng)時(shí)標(biāo)本管理的不規(guī)范,目前未見(jiàn)湘江鈾礦標(biāo)本保存地點(diǎn)。

1.3 斜方鈦鈾礦 (orthobrannerite)

IMA 認(rèn)可的化學(xué)式為U4+U6+Ti4O12(OH)2。

斜方晶系,a=0. 737 nm,b=1.167 nm,c=0.633 nm。

斜方鈦鈾礦是由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院張靜宜、 雒克定等與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)合作發(fā)現(xiàn),1978年文章發(fā)表[7]。 樣品由原云南二〇九大隊(duì)姜利民采集于云南騰沖一個(gè)黑云母輝石正長(zhǎng)巖體的風(fēng)化殘積物中,具體產(chǎn)地不明。 隨后在四川省冕寧縣堿性煌斑巖中也有發(fā)現(xiàn)。

礦物顆粒粗大,晶體呈柱狀,直徑一般6~8 mm,長(zhǎng) 10~12 mm ,在平行 C 軸的柱面上有縱紋。 礦物在自然條件下呈完全變生狀態(tài),發(fā)表所用的 X 射線衍射數(shù)據(jù)是在1 000 ℃加熱1.5 h 后獲得的,經(jīng)透射電鏡觀察,礦物加熱至1 000 ℃時(shí),礦物重結(jié)晶出半自形和自形晶體,晶體顆粒直徑 1~4 μm(圖1c)。 未進(jìn)行單晶結(jié)構(gòu)分析,不確定其空間群。

該礦物是在獲得IMA CNMNC 批準(zhǔn)前先發(fā)表文章,1982年IMA CNMNC 進(jìn)行了追認(rèn)并對(duì)其化學(xué)式進(jìn)行了修改。

斜方鈦鈾礦的原型標(biāo)本保存在中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)陳列館和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.4 騰沖鈾礦(tengchongite,IMA1984-031)

首次發(fā)表的化學(xué)式:CaO·6UO3·2MoO3·12H2O

IMA 認(rèn)可的化學(xué)式:Ca(UO2)6(MoO4)2O5·12H2O。

斜方晶系,用四圓單晶衍射儀測(cè)定的晶胞參數(shù)為 a=1.561 6(4) nm,b=1.304 3(6)nm,c=1.771 6(14) nm。

騰沖鈾礦是鈾酰鉬酸鹽類(lèi)新礦物。 1984年由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院陳璋如等發(fā)現(xiàn)于云南騰沖地區(qū)盈江縣銅壁關(guān)村附近3564 混合巖型鈾礦點(diǎn)的氧化帶上,這是經(jīng)過(guò)IMA 批準(zhǔn)認(rèn)可的新礦物,1985年首次發(fā)表[8]。

騰沖鈾礦呈黃色,透明至半透明,呈云母片狀、 薄板狀、 板狀晶體 (圖 1d、 e)。 雖然該礦物發(fā)育相對(duì)較好的單晶體,發(fā)現(xiàn)者也用四圓單晶衍射儀測(cè)定了晶胞參數(shù),但并未完成晶體結(jié)構(gòu)解析,目前的化學(xué)式還缺乏晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)支撐。

騰沖鈾礦的原型標(biāo)本保存在中國(guó)核地質(zhì)標(biāo)本陳列館和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.5 盈江鈾礦 (yingjiangite,IMA1989-001)

首次發(fā)表的化學(xué)式:(K1-XCaX)(UO2)3[PO4]2(OH)1+X·4H2O(X=0.35)

IMA 認(rèn)可的化學(xué)式:K2Ca (UO2)7(PO4)4(OH)6·6H2O

斜方晶系,空間群 C2221或 Bmmb,晶胞參數(shù):a=1.373(1)nm,b=1.599(1) nm,c=1.733 (2) nm。 IMA 認(rèn)可的晶胞參 數(shù) :a=1.570 7 nm,b=1.742 4 nm,c=1.369 2 nm。

盈江鈾礦是鈾酰磷酸鹽類(lèi)新礦物。 1984年由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院陳璋如等發(fā)現(xiàn)于云南騰沖地區(qū)盈江縣銅壁關(guān)村附近3564 混合巖型鈾礦點(diǎn)的氧化帶上,與騰沖鈾礦同一產(chǎn)地,屬磷鈣鈾礦族。 該礦物獲得IMA 的認(rèn)可,礦物資料 1990年首次發(fā)表[9],該礦物后來(lái)又在廣東下莊礦田[10]中發(fā)現(xiàn)。

云南產(chǎn)盈江鈾礦為金黃色、 黃色,透明至半透明,集合體呈致密狀、 微晶狀,未見(jiàn)完好的晶體 (圖 1f)。 廣東下莊 330 礦床產(chǎn)出的盈江鈾礦呈鮮艷黃色的針狀晶體 (圖1g),單體針狀或細(xì)長(zhǎng)柱狀,沿b 軸延長(zhǎng),一般長(zhǎng)2~3 mm,直徑小于 1 mm,柱面上有平行延長(zhǎng)方向的條紋。 集合體呈束狀、 放射狀。

2008年趙煉忠發(fā)表了產(chǎn)于下莊礦田的盈江鈾礦的紅外和拉曼光譜數(shù)據(jù)[11],證實(shí)盈江鈾礦中存在結(jié)構(gòu)水和結(jié)晶水,對(duì)PO4和UO2兩個(gè)基團(tuán)的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)峰位進(jìn)行了詳細(xì)指派,補(bǔ)充和完善了盈江鈾礦的礦物學(xué)資料。

盈江鈾礦與 phosphuranylite (福磷鈣鈾礦) 的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)非常相近,phosphuranylite 是1879年首次描述的一個(gè)礦物,1991年意大利學(xué)者F. Demartin 在完成不同產(chǎn)地的phosphuranylite 的成分分析和單晶結(jié)構(gòu)精修后,將其化學(xué)式修改為 KCa(H3O)3(UO2)7(PO4)4O4·8H2O[12],這也是目前 IMA 認(rèn)可的分子式。 當(dāng)時(shí)申報(bào)盈江鈾礦新礦物的一個(gè)重要理由就是盈江鈾礦里具有較高的K 含量,不存在H3O+,化學(xué)成分與phosphuranylite明顯不同。

2008年澳大利亞學(xué)者R. L. Frost 在研究了來(lái)自澳大利亞、 美國(guó)的phosphuranylite 和我國(guó)下莊礦田的盈江鈾礦的拉曼光譜后,認(rèn)為phosphuranylite 里 不 存 在 H3O+,phosphuranylite 和盈江鈾礦是相同的礦物,盈江鈾礦的名稱(chēng)應(yīng)該取消,因?yàn)閜hosphuranylite 的名稱(chēng)在前[13]。

2009年捷克學(xué)者 J. Plá?il 也提出,盈江鈾礦和phosphuranylite 具有相同晶體結(jié)構(gòu)和晶胞參數(shù),他們所分析的phosphuranylite 化學(xué)成分都有較高的 K,認(rèn)為這盈江鈾礦只是phosphuranylite 的變種,應(yīng)該對(duì)盈江鈾礦進(jìn)行重新定義[14]。

以上只是一些學(xué)者隨著研究工作的不斷深入和研究手段的不斷進(jìn)步根據(jù)他們的研究結(jié)果對(duì)盈江鈾礦提出的不同看法,并沒(méi)有得到IMA 的認(rèn)可。 目前IMA 仍然承認(rèn)盈江鈾礦作為獨(dú)立礦物種存在。

云南產(chǎn)盈江鈾礦原型標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)博物館 (M09640)、 中國(guó)核地質(zhì)標(biāo)本陳列館和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。下莊產(chǎn)盈江鈾礦標(biāo)本僅保存在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.6 平谷礦 (pingguite,IMA1993-019)

斜方晶系,晶胞參數(shù) a=0.568 9 (1) nm,b=1.079 1(1) nm,c=0.530 8(1) nm。

平谷礦1993年由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院孫志富等發(fā)現(xiàn)于北京市平谷縣楊家洼小型金礦床氧化帶中。 共生礦物和伴生礦物有褐鐵礦、 孔雀石、 磷氯鉛礦、 泡鉍礦、 自然金、銀金礦、 石英、 方解石和白鎢礦等。 該礦物獲得 IMA 的認(rèn)可,1994年首次發(fā)表[15]。

平谷礦呈黃綠色和淡綠色,透明至半透明,通常呈超細(xì)微晶集合體產(chǎn)出,集合體形態(tài)為粒狀、 圓球狀和葡萄狀,有的小球具有同心圓環(huán)帶(圖1h、 i)。 在透射電鏡下獲得礦物單體的大小為0.3~0.6 um 板柱狀。 由于平谷礦單體極其細(xì)微,無(wú)法進(jìn)行單晶X 射線衍射分析。

該礦物獲得IMA 批準(zhǔn)的關(guān)鍵是通過(guò)人工合成實(shí)驗(yàn)證實(shí)了礦物中Te 為+4 價(jià),糾正了前人認(rèn)為T(mén)e 為+6 價(jià)的錯(cuò)誤。

平谷礦原型標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)博物館(M10281) 和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.7 欒鋰云母(luanshiweiite,IMA2011-102)

化學(xué)式:KLiAl1.5□0.5(Si3.5Al0.5)O10(OH,F(xiàn))2

單斜晶系,空間群 C2/c。 晶胞參數(shù):a=0.518 61 (7) nm,b=0.898 57 (13) nm,c=1.997 0 (3) nm,V=0.926 5 (2) nm3,β=95.420(3)°,2M1多型。

欒鋰云母為云母族新礦物,由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院范光等于2011年發(fā)現(xiàn)于豫西盧氏縣官坡鎮(zhèn)附近的官坡花崗偉晶巖密集區(qū)309花崗偉晶巖脈中。 該礦物獲得IMA 的認(rèn)可,2013年首次發(fā)表[16]。

欒鋰云母為銀白色,多呈細(xì)鱗片狀集合體產(chǎn)出 (圖 1j)。 共生、 伴生的礦物有:多硅鋰云母、 三鋰云母、 “氟欒鋰云母”、 石英、鈉長(zhǎng)石、 氧鈉細(xì)晶石、 鉭錳礦、 鉭鉍礦、 銫沸石、 鋰輝石、 羥磷鋰鋁石、 鋯石、 鋰電氣石、 白云母和高嶺石等。 單晶結(jié)構(gòu)精測(cè)結(jié)果表明,欒鋰云母的c 軸長(zhǎng)是鋰云母-1M 的2倍。 換言之,欒鋰云母發(fā)育多型。 故準(zhǔn)確表述309 花崗偉晶巖脈產(chǎn)出的欒鋰云母應(yīng)是欒鋰云母-2M1。

欒鋰云母的原型標(biāo)本來(lái)自于成都理工大學(xué)欒世偉教授,該礦物以欒世偉教授的名字命名。 欒鋰云母的原型標(biāo)本保存在北京中國(guó)地質(zhì)博物館(M11797)和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.8 氧鈉細(xì)晶石 (oxynatromicrolite,IMA 2013-063)

化學(xué)式:(Na,Ca,U)2(Ta,Nb)2O6(O,F(xiàn))

等軸晶系,空間群為Fd3 m,a=1.042 0(6) nm。

氧鈉細(xì)晶石是燒綠石超族細(xì)晶石族新礦物。 由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院范光等于2013年發(fā)現(xiàn)于豫西盧氏縣官坡鎮(zhèn)附近的官坡花崗偉晶巖密集區(qū)309 花崗偉晶巖脈中,與欒鋰云母為同一產(chǎn)地。 該礦物獲得IMA 的認(rèn)可,2017年首次發(fā)表[17]。

在研究欒鋰云母的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)者注意到與之伴生的所謂 “鈾細(xì)晶石” 頗有特色。經(jīng)深入、 系統(tǒng)的礦物學(xué)研究揭示,它們同燒綠石超族新命名規(guī)范規(guī)定的氧鈉細(xì)晶石吻合。氧鈉細(xì)晶石多呈自形晶產(chǎn)出 (圖1k),粒度大都為0.05~0.20 mm,顏色為褐色或黃褐色,油脂到蠟質(zhì)光澤,條痕為淡黃褐色。 氧鈉細(xì)晶石中UO2含量高達(dá)14.60%,礦物已完全非晶質(zhì)化。 為此,將礦物置于氮?dú)庵屑訜岬? 000 ℃并恒溫10 h,再緩慢自然冷卻至室溫,利用粉末衍射測(cè)得了晶胞參數(shù),未進(jìn)行單晶結(jié)構(gòu)解析。

氧鈉細(xì)晶石的原型標(biāo)本保存在北京中國(guó)地質(zhì)博物館(M11797)和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.9 冕寧鈾礦(mianningite,IMA 2014-072)

化學(xué)式:( □,Pb,Ce,Na) ( U4+,Mn,U6+)

冕寧鈾礦為鍶鐵鈦礦(crichtonite) 族新礦物。 由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院葛祥坤等于2013年發(fā)現(xiàn)于四川冕寧縣牦牛坪稀土礦包子山煌斑巖破碎帶中,以產(chǎn)地命名。 研究小組在整理本實(shí)驗(yàn)室礦物標(biāo)本時(shí),發(fā)現(xiàn)了30 mg左右的該礦物樣品。 經(jīng)電子探針成分分析,該礦物具有成分新的特征,隨后開(kāi)展深入研究工作。 對(duì)于其產(chǎn)地,根據(jù)標(biāo)本上的手寫(xiě)標(biāo)簽確認(rèn)了該樣品系核工業(yè)北京地質(zhì)研究院陳璋如研究員等于20 世紀(jì)70年代采自牦牛坪稀土礦包子山。 該礦物獲得IMA 的認(rèn)可,2017年首次發(fā)表[18],2018年描述了發(fā)現(xiàn)過(guò)程[19]。

冕寧鈾礦多呈半自形板狀晶體,粒徑1~2 mm,最大可達(dá) 2 cm。 晶體呈黑色,條痕黑色,半金屬光澤,不透明,性脆,貝殼狀斷口(圖1l),解理、 裂開(kāi)和熒光性均不發(fā)育。 自然狀態(tài)下呈半變生狀態(tài),X 射線衍射和單晶結(jié)構(gòu)解析數(shù)據(jù)是在氮?dú)鈿夥障录訜嶂? 000 ℃ 保持4 h 后自然冷卻的樣品上獲得的。

冕寧鈾礦原型標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)博物館(M12189)和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

1.10 羥鉛燒綠石(hydroxyplumbopyrochlore,IMA2018-145)

化學(xué)式:(Pb1.5□0.5)2Nb2O6(OH)

羥鉛燒綠石屬于燒綠石超族礦物,由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院李婷等發(fā)現(xiàn)于沙特阿拉伯地盾的過(guò)堿性花崗質(zhì)偉晶巖中。 羥鉛燒綠石原型標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)博物館(M13239)和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室。

2 核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)但未獲IMA CNMNC認(rèn)可的 “新礦物”

“單斜藍(lán)硒銅礦”(clinochalcomenite) 在很多資料中被認(rèn)為是中國(guó)核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的新礦物[20-21],但其實(shí)該礦物并未被 IMA CNMN認(rèn)可,在IMA CNMNC 發(fā)布的礦物名錄里查不到該礦物[22]。

“單斜藍(lán)硒銅礦” 由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院雒克定等在研究甘肅泥盆系碳硅板巖破碎帶時(shí)發(fā)現(xiàn),礦物產(chǎn)出具體地點(diǎn)不詳,也未見(jiàn)標(biāo)本的保存地點(diǎn)。 礦物資料 1980年首次發(fā)表[23],1983年又完成了晶體結(jié)構(gòu)精測(cè)[24]。 從礦物學(xué)研究角度該礦物在當(dāng)時(shí)應(yīng)該是非常全面的,也完全符合新礦物的判據(jù)。 但當(dāng)時(shí)可能不熟悉國(guó)際礦物學(xué)會(huì)的申報(bào)流程沒(méi)有進(jìn)行申報(bào),錯(cuò)失良機(jī),留下遺憾。 按IMA CNMNC的規(guī)定,這個(gè)礦物名稱(chēng)今后不應(yīng)出現(xiàn)在學(xué)術(shù)文章中。

“單斜藍(lán)硒銅礦” 的分子式為 Cu2+(Se4+O3)·2H2O,透明,呈藍(lán)綠色。 發(fā)表論文中描述該礦物產(chǎn)于我國(guó)甘肅某地區(qū),出露在一個(gè)鈾礦化點(diǎn)的氧化帶中,區(qū)域內(nèi)廣泛分布泥盆系三河口組,礦物產(chǎn)在碳質(zhì)硅板巖破碎帶里。文章中提到了感謝二〇七第六隊(duì)劉桂蓮?fù)綶23],估計(jì)是劉桂蓮?fù)静杉臉悠贰?在此強(qiáng)調(diào)這些信息是希望了解當(dāng)時(shí)情況的老前輩能回憶、 提供相關(guān)礦物產(chǎn)地信息,也希望在甘肅地區(qū)工作的感興趣的鈾礦地質(zhì)工作者在工作中能關(guān)注這個(gè)礦物,只要能獲得少量樣品,按國(guó)際礦物學(xué)會(huì)的新的標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充一些工作,完全能夠重新申報(bào)新礦物。

3 核地質(zhì)系統(tǒng)合作參加發(fā)現(xiàn)的新礦物

除以上介紹的中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)系統(tǒng)主導(dǎo),以第一作者單位和第一作者發(fā)現(xiàn)的10 個(gè)新礦物以外,近幾年來(lái)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院科技工作者積極與國(guó)內(nèi)學(xué)者合作開(kāi)展新礦物研究,實(shí)質(zhì)性地參加新礦物研究工作,取得了較好的成績(jī),共同推進(jìn)了我國(guó)新礦物研究水平的提高。 目前,核地質(zhì)系統(tǒng)合作參加發(fā)現(xiàn)的已有6 個(gè)新礦物獲得IMA 的批準(zhǔn),分別是:氟鈣燒綠石、 氟鈉燒綠石、 紅河石、 鉀綠鈣閃石、 太平石-(Ce)、 氟欒鋰云母。 這些礦物的基本情況見(jiàn)表1。

表1 核地質(zhì)系統(tǒng)合作參加發(fā)現(xiàn)的新礦物Table 1 New mineral species discovered with CNUC staff collaboration

4 結(jié)語(yǔ)

1) 核地質(zhì)系統(tǒng)主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了10 個(gè)新礦物。其中鈾礦物6 個(gè),分別是芙蓉鈾礦、 湘江鈾礦、 斜方鈦鈾礦、 騰沖鈾礦、 盈江鈾礦和冕寧鈾礦;含鈾礦物1 個(gè),氧鈉細(xì)晶石;非鈾礦物3 個(gè),平谷礦、 欒鋰云母和羥鉛燒綠石。與其他單位合作發(fā)現(xiàn)新礦物6 個(gè),分別是氟鈣燒綠石、 氟鈉燒綠石、 紅河石、 鉀綠鈣閃石、 太平石-(Ce)和氟欒鋰云母。 “單斜藍(lán)硒銅礦” 未獲 IMA 認(rèn)可。

2) 因礦物晶體微小、 變生作用和當(dāng)時(shí)條件所限,某些新礦物沒(méi)有進(jìn)行單晶結(jié)構(gòu)解析,其化學(xué)式缺乏晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的支撐。 如湘江鈾礦、 斜方鈦鈾礦、 騰沖鈾礦、 盈江鈾礦、平谷礦等。 隨著透射電鏡、 同步輻射等晶體結(jié)構(gòu)解析手段的廣泛應(yīng)用,微晶已不是晶體結(jié)構(gòu)研究的攔路虎。 同時(shí),這些礦物的譜學(xué)研究也比較初略,僅簡(jiǎn)單地進(jìn)行了峰位指派,未結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究礦物的紅外、拉曼光譜特征。

3) 新礦物研究也是逐漸認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象的一個(gè)過(guò)程,隨著技術(shù)進(jìn)步和認(rèn)識(shí)的提高,對(duì)已經(jīng)存在的新礦物進(jìn)行修正、 質(zhì)疑、 重新定義甚至取消名稱(chēng)都是很正常的學(xué)術(shù)活動(dòng)。 新礦物研究不是獲得批準(zhǔn)并發(fā)表文章就萬(wàn)事大吉,如有條件應(yīng)該進(jìn)行更加深入的研究,彌補(bǔ)不足。

4) 新礦物和疑難礦物的研究應(yīng)加強(qiáng)原始產(chǎn)地的描述和原型標(biāo)本的保留,目前IMA CNMNC 有明確規(guī)定,一個(gè)礦物要想獲得新礦物的投票,必須將原型標(biāo)本永久保留在博物館等機(jī)構(gòu)。 作者通過(guò)不斷地跟蹤,目前查清了核地質(zhì)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的除湘江鈾礦外其他9 個(gè)礦物的原型標(biāo)本保存地點(diǎn)及標(biāo)本號(hào),這些標(biāo)本也是獨(dú)一無(wú)二的,很有進(jìn)一步研究的科學(xué)價(jià)值,也歡迎各國(guó)學(xué)者利用這些標(biāo)本開(kāi)展進(jìn)一步研究。

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