近日，經(jīng)國(guó)際礦物學(xué)學(xué)會(huì)新礦物命名與分類專業(yè)委員會(huì)（IMA-CNMNC）審查、投票，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系、大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉鵬副教授與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）李國(guó)武教授團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)的兩種新礦物，均通過(guò)認(rèn)定。新礦物的國(guó)際礦物學(xué)會(huì)編號(hào)為IMA2022-120和IMA2022-142，英文名分別為yuchuanite-(Y)和wenlanzhangite-(Y)，中文名為毓川碳釔礦和文蘭釩釔礦。
毓川碳釔礦是一種罕見(jiàn)的含水碳酸鹽重稀土礦物，在粵東北玉水銅礦所發(fā)現(xiàn)，以我國(guó)著名礦床地質(zhì)與礦產(chǎn)勘查學(xué)家，原中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局局長(zhǎng)、中國(guó)工程院陳毓川院士的名字命名。在顯微鏡下，毓川碳釔礦呈透明、亮灰色，多以30-300um的板狀或脈狀晶體，與磷釔礦、氟碳釔礦、斑銅礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、硬石膏等共生。
玉水銅礦中發(fā)育有多種重稀土礦物，包括氟碳酸鹽、砷酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、復(fù)酸鹽等。初步研究發(fā)現(xiàn)，這些重稀土礦物形成于晚三疊世，為華南地區(qū)首次識(shí)別出的三疊紀(jì)重稀土礦化。礦物學(xué)與Nd同位素研究表明，其形成可能與盆地鹵水有關(guān)，重稀土來(lái)源于下部的紅色砂巖。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，玉水銅礦中多種重稀土新礦物的發(fā)現(xiàn)為拓展重稀土成礦新類型提供了重要啟示，為稀土礦物新種類的預(yù)測(cè)提供了理論基礎(chǔ)。
文蘭釩釔礦是以電子探針?lè)治鰧＜摇⒛暇┐髮W(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院張文蘭教授的名字命名，是2021年劉鵬副教授等人發(fā)現(xiàn)的景文礦（理想化學(xué)式為：Y2Al2V4+2[SiO4]2O4[OH]4）的富釩端元，常產(chǎn)于景文礦的邊緣和核部，屬于景文礦的類質(zhì)同象端元礦物，理想化學(xué)式Y(jié)2V3+2V4+2[SiO4]2O4[OH]4。
通常情況下，類質(zhì)同象的替代不會(huì)改變礦物的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)型，但對(duì)文蘭釩釔礦開(kāi)展X射線單晶衍射分析后發(fā)現(xiàn)，文蘭釩釔礦具有不同的晶體結(jié)構(gòu)，與景文礦相比，其晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性降低，屬于三斜晶系（景文礦屬于單斜晶系），這種現(xiàn)象比較罕見(jiàn)。
為了驗(yàn)證X射線衍射單晶結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)將雙聚焦離子束與透射電鏡（FIB-TEM）聯(lián)用，對(duì)文蘭釩釔礦進(jìn)行了TEM選區(qū)電子衍射分析，結(jié)果顯示兩種方法獲得的晶體結(jié)構(gòu)一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了文蘭釩釔礦具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。
文蘭釩釔礦和景文礦的發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)華南重稀土成礦與找礦具有重要啟示，而且對(duì)于晶體結(jié)構(gòu)學(xué)具有重要意義。由于該系列礦物中有多個(gè)可容納Al和V的晶體結(jié)構(gòu)位置，且V優(yōu)先占據(jù)結(jié)構(gòu)中某些位點(diǎn)，而V的有序分布導(dǎo)致文蘭釩釔礦的對(duì)稱性降至三斜晶系。由于有序，該系列可能還存在Al-V在不同位點(diǎn)占優(yōu)的過(guò)渡礦物種類，這為未來(lái)發(fā)現(xiàn)該系列更多新礦物提供了理論依據(jù)。
新礦物的發(fā)現(xiàn)屬于0到1原創(chuàng)性成果，代表了礦物學(xué)基礎(chǔ)研究的突破性進(jìn)展。截止目前，全球共發(fā)現(xiàn)的礦物數(shù)量約5900個(gè)，我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的礦物數(shù)量只有約180個(gè)。
劉鵬所在團(tuán)隊(duì)近兩年內(nèi)已發(fā)現(xiàn)三種新礦物，均為重稀土礦物。重稀土在航空航天和國(guó)防科技等高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域用途廣泛，是光學(xué)器材和永磁材料重要生產(chǎn)原料。上述三種重稀土礦物的發(fā)現(xiàn)，不僅對(duì)拓展我國(guó)華南地區(qū)重稀土資源具有重要啟示，其特殊的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)于未來(lái)重稀土材料的應(yīng)用前景還具有重要意義，是科技工作面向國(guó)家重大需求的重要代表。
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