2011年全球發(fā)現(xiàn)的新礦物種

蔡劍輝

(中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 北京 100037)

2011年度全球新發(fā)現(xiàn)并經(jīng)國際礦物學(xué)協(xié)會新礦物及礦物分類命名專業(yè)委員會(IMA CNMNC)批準(zhǔn)認(rèn)可的有效礦物種達(dá)122種(表1)。本文是對這些新礦物基本礦物學(xué)特征的系統(tǒng)報道,具體內(nèi)容包括新礦物的英文名稱、中文譯名、晶體化學(xué)式、晶系和空間群、晶胞參數(shù)、主要粉晶衍射數(shù)據(jù)、物理性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、產(chǎn)地與產(chǎn)狀、新礦物與其他礦物種的關(guān)系、礦物名稱來源、化學(xué)反應(yīng)、光譜學(xué)特征、參考文獻(xiàn)。礦物中文譯名是根據(jù)中國新礦物及礦物命名委員會頒布的《礦物種漢名審訂條例》(新礦物及礦物命名委員會, 1984)進(jìn)行審訂的。

按照國際礦物學(xué)協(xié)會新礦物及礦物分類命名專業(yè)委員會關(guān)于礦物命名的程序和原則(Nickel and Mandarino, 1999),新礦物經(jīng)批準(zhǔn)之后必須在兩年之內(nèi)公開發(fā)表,逾期未發(fā)表,則該新礦物及其名稱將失效。表1中所列122礦物種都是2011年經(jīng)IMA CNMNC投票批準(zhǔn)的、并征得新礦物發(fā)現(xiàn)者許可于2011～2012年間在學(xué)術(shù)期刊MineralogicalMagazine及其他公開出版物上已發(fā)布的有效礦物種(Williamsetal., 2011a, 2011b, 2011c, 2011d, 2012; Back, 2018)。截至2022年10月,所有新礦物發(fā)現(xiàn)者均已陸續(xù)公開發(fā)表相關(guān)礦物的全面研究數(shù)據(jù)。

需要特別指出的是,在新礦物獲IMA CNMNC批準(zhǔn)后,有必要還會針對其進(jìn)行再研究,根據(jù)新的研究數(shù)據(jù)和新的理論認(rèn)識對新礦物進(jìn)行重新定義、重新命名甚至加以否定并廢棄原來的礦物種名。目前在2011年批準(zhǔn)的有效礦物種中有3種發(fā)生了重命名的情況：

① Bitikleite-(SnFe)(IMA 2010-064),屬于石榴子石超族,按照2013年IMA CNMNC通過的石榴子石超族礦物命名方案(Grewetal., 2013),后綴不能用于石榴子石超族礦物的名稱,所以該礦物種名現(xiàn)更名為Dzhuluite(鈣銻錫鐵石), Bitikleite-(SnFe)為廢棄礦物種名(Galuskinaetal., 2013a)。

② Ehimeite(IMA 2011-023), 根據(jù)2012年IMA CNMNC通過的角閃石礦物命名方案,應(yīng)重新命名為chromio-pargasite(鉻韭閃石),Ehimeite(愛媛閃石)為廢棄礦物種名(Hawthorneetal., 2012c)。

③ Ferri-kaersutite(IMA 2011-035),根據(jù)2012年IMA CNMNC頒布的新的角閃石礦物命名方案(Hawthorneetal., 2012c),應(yīng)更名為Oxo-magnesio-hastingsite(氧鎂綠鈣閃石)(Zaitsevetal., 2013)。Ferri-kaersutite(IMA2014-051,高鐵鈦閃石)現(xiàn)為2014年在南極洲東部維多利亞陸地哈羅群峰發(fā)現(xiàn)的另一種新礦物[NaCa2(Mg3Fe3+Ti)(Si6Al2O22)O2]的有效礦物種名(Gentilietal., 2014, 2016)。

此外,還根據(jù)新的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和化學(xué)成分分析結(jié)果對3種新礦物的化學(xué)式進(jìn)行了重新修訂：

① Gunterite(IMA 2011-001,水釩鈉石),原化學(xué)式為Na4(H2O)16(H2V10O28)·6 H2O,2021年根據(jù)新的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和電子探針分析結(jié)果并經(jīng)IMA CNMNC批準(zhǔn)重新修訂為Na4Ca(V10O28) ·20 H2O(Miyawakietal., 2021a)。

③ Vigrishinite(IMA 2011-073,羥硅鈦鋅石),原化學(xué)式為Zn2Ti2-x[Ti2(Si2O7)2](OH,H2O,□)8(x<1) , 2018年根據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋵W(xué)和化學(xué)組成分析獲得礦物的新結(jié)構(gòu),據(jù)此對該礦物的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)式進(jìn)行重新修訂,羥硅鈦鋅石的新化學(xué)式為NaZnTi4(Si2O7)2O3(OH)(H2O)4(Sokolova and Hawthorne, 2018)。

根據(jù)礦物產(chǎn)地,2011年發(fā)現(xiàn)和批準(zhǔn)的122種新礦物模式產(chǎn)地分布在31個國家,在俄羅斯發(fā)現(xiàn)26種,意大利發(fā)現(xiàn)17種,德國11種,智利和納米比亞各9種,日本6種,美國、中國、挪威和秘魯各4種,南極洲3種,發(fā)現(xiàn)2種新礦物的國家有巴西、冰島、玻利維亞、捷克和瑞典5個國家,發(fā)現(xiàn)1種新礦物的國家有阿根廷、澳大利亞、巴基斯坦、北馬其頓、波蘭、多米尼加、哈薩克斯坦、加拿大、肯尼亞、摩洛哥、墨西哥、斯洛伐克、塔吉克斯坦、希臘和以色列15個國家。2011年俄羅斯依然是全球新礦物發(fā)現(xiàn)和研究的翹楚,令人意外的是另一翹楚——美國跌落第六,只發(fā)現(xiàn)4種新礦物,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于意大利、德國、智利和納米比亞,甚至落后于日本。2011年在中國發(fā)現(xiàn)的新礦物有4種,數(shù)量與美國、挪威和秘魯并列世界第六位,包括產(chǎn)于中國遼寧省鳳城賽馬堿性巖中的鳳城石(Fengchengite)(Shenetal., 2011;沈敢富等, 2017;)和何作霖礦(Hezuolinite)(彭琪瑞等,1963;Yangetal., 2011b, 2012b)、湖南省臨武縣香花嶺錫多金屬礦床中的鐵塔菲石-2N’2S(Ferrotaaffeite-2N’2S)(Yangetal., 2011a, 2012a)以及四川省冕寧縣牦牛坪稀土礦床中的羥鈣燒綠石(Hydroxycalciopyrochlore)(Yangetal., 2011c, 2014),全部由中國學(xué)者主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)和研究。

根據(jù)礦物分類,2011年發(fā)現(xiàn)的新礦物中有86種屬于含氧鹽類,約占總數(shù)的70%;15種屬于硫(砷、碲、硒、銻、鉍)化物和硫鹽類,約占總數(shù)的12%;14種屬于氧化物和氫氧化物類(包括亞砷、亞銻、亞鉍、亞硫、亞硒和亞碲酸鹽,碘酸鹽及V[5,6]釩酸鹽),約占總數(shù)的12%;5種為鹵化物類,約占總數(shù)的4%;1種為自然元素及金屬互化物類(包括碳、硅、氮、磷化物),約占總數(shù)的1%;1種為有機(jī)礦物,約占總數(shù)的1%。顯然,含氧鹽類新礦物的數(shù)量占比居絕對優(yōu)勢,其中主要是硅酸鹽類(包括鍺酸鹽)礦物34種、硫酸鹽類礦物(包括硒、碲、鉍、鉻、鎢、鉬酸鹽)25種和磷酸鹽類礦物(包括砷、礬酸鹽)23種,硼酸鹽類礦物僅1種;其次較多的是硫化物和硫鹽類、氧化物和氫氧化物類礦物;自然元素及金屬互化物類、有機(jī)類礦物最少,各僅1種。

根據(jù)礦物產(chǎn)狀,2011年的新礦物主要發(fā)現(xiàn)于礦床、火山口及火山巖區(qū)、偉晶巖及堿性雜巖體、冰川沉積物和隕石中。礦床中發(fā)現(xiàn)的新礦物達(dá)55種,其中48種產(chǎn)在各種金屬礦床中,以銅鉛鋅銀多金屬礦、稀有稀散稀土金屬礦、黑色金屬鐵錳礦和鈾釩礦為主;產(chǎn)于其他礦床的新礦物有7種,包括有機(jī)鳥糞、翡翠、青金石、溫石棉、方解石和硒礦。接近半數(shù)的新礦物均發(fā)現(xiàn)于礦床的表生氧化蝕變環(huán)境。除此之外,產(chǎn)于活火山口和火山巖區(qū)的新礦物數(shù)目多達(dá)31種,發(fā)現(xiàn)于偉晶巖和堿性巖區(qū)的新礦物有23種,隕石和冰川沉積物中各產(chǎn)出3種,其他產(chǎn)狀的5種。2011年度發(fā)現(xiàn)新礦物較多的特征產(chǎn)地包括：

德國萊茵蘭-普法爾茨州的埃菲爾(Eifel)火山區(qū)。2011年在埃菲爾火山區(qū)的Caspar、In den Dellen、Graulay、L?hley (Liley)和Rother Kopf采石場玄武巖及其捕擄體中共發(fā)現(xiàn)8種新礦物,其中5種屬硅酸鹽類,2種屬硫酸鹽類,1種為氧化物類礦物。埃菲爾地區(qū)是在新生代火山作用下形成的丘陵地帶,該區(qū)火山雜巖體中不僅含有種類繁多的礦物,已知礦物種約有350種之多,而且玄武質(zhì)火山巖和捕擄體中產(chǎn)出多種結(jié)晶良好的罕見礦物,已發(fā)現(xiàn)新礦物30余種(Hentscheletal., 1980; Lengaueretal., 2001; Chukanovetal., 2012d; Juroszek and Ternes, 2022)。

俄羅斯北高加索南部卡巴爾達(dá)-巴爾卡爾共和國巴克桑峽谷(Baksan Valley)中的Upper Chegem火山口。2011年在熔結(jié)凝灰?guī)r的矽卡巖捕擄體中發(fā)現(xiàn)6種新礦物,包括5種硅酸鹽類和1種氧化物類礦物。Upper Chegem 火山口為灰流火山口,伴隨高溫?zé)嵋貉h(huán)的火山灰流的溫度高達(dá)650～1 000℃,區(qū)域內(nèi)罕見地存在11個由蝕變碳酸鹽-硅酸鹽巖石組成的大捕擄體(直徑1～20 m),這些嵌在凝灰?guī)r中的中上侏羅統(tǒng)灰?guī)r、白云巖、泥巖和粉砂巖在高溫低壓環(huán)境中可形成一些稀有的礦物種。目前,Upper Chegem火山口已鑒定出的礦物種達(dá)60余種,是其中約20種新礦物的模式產(chǎn)地(Galuskinaetal., 2015)。

納米比亞的奧?？仆?Otjikoto)省楚梅布(Tsumeb)礦床。2011年在Tsumeb礦床氧化帶共發(fā)現(xiàn)6種新礦物,除1種為鉬酸鹽礦物外,其余均屬磷(砷)酸鹽礦物。Tsumeb礦發(fā)現(xiàn)于1907年,1996年閉坑,為世界著名的Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd礦床,也以盛產(chǎn)稀有的、非尋常礦物著稱于世。Tsumeb礦床中已知有效礦物種達(dá)300多種,尤為特別的是,它為70多種新礦物的模式產(chǎn)地(Ludietal., 2016; Southwoodetal., 2020)。

俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)堪察加半島托爾巴契克火山的第2錐形火山堆中的Yadovitaya(Poisonous)火山噴氣口。2011年在此發(fā)現(xiàn)5種新礦物,包括4種硫酸鹽類和1種磷(砷)酸鹽類礦物。托爾巴契克大裂縫火山爆發(fā)于1975年,形成很多火山渣堆,已發(fā)現(xiàn)的礦物種超過260余個,其中新礦物達(dá)129種(Filatovetal., 2016)。

意大利埃奧利群島火山島La Fossa火山噴氣口。2011年在此發(fā)現(xiàn)的新礦物有5種,其中有2種為鹵化物類礦物,2種為硫酸鹽類礦物,還有1種磷(砷)酸鹽類礦物。火山島位于埃奧利群島最南端,面積為22 km2,La Fossa為島上較大的一個火山口,目前該火山口已知礦物超過110多種,包括首次發(fā)現(xiàn)的新礦物30余種(Garavellietal., 2021)。

智利安托法加斯塔(Antofagasta) 大區(qū)El Loa 省Chuquicamata銅礦。2011年在Chuquicamata銅礦氧化帶發(fā)現(xiàn)4種新礦物,其中3種為硫酸鹽礦物,1種為鉬酸鹽礦物。Chuquicamata銅礦為世界上最大的露天銅礦,也開采金和鉬,屬于斑巖型礦床。該銅礦礦物資源豐富,已鑒定出的有效礦物種達(dá)130余種,包括已發(fā)現(xiàn)新礦物近20種(Ossandónetal., 2001; Kampfetal., 2012g)。

俄羅斯科拉半島Khibiny堿性地塊?？评雿u為數(shù)百種新礦物的模式產(chǎn)地,為世界聞名的新礦物儲庫,僅其中的Khibiny地塊目前就已發(fā)現(xiàn)新礦物120余種。Khibiny地塊主要由霞石正長巖構(gòu)成,內(nèi)含磷灰石礦體,其礦物資源非常豐富,已知礦物種達(dá)530多種(Mitchell and Chakhmouradian, 1998; Cámaraetal., 2012b)。2011年在Khibiny地塊的Rasvumchorr、 Kaskasnyunchorr巖體以及Kukisvumchorr巖體中的Kirovskii磷灰石礦各發(fā)現(xiàn)1種新礦物,其中2種為硅酸鹽類礦物,1種為硫化物類礦物。

挪威北部諾爾蘭郡廷斯菲尤爾峽灣(Tysfjord)的Stetind花崗偉晶巖體。2011年在Stetind采石場中發(fā)現(xiàn)3種新礦物,其中2種屬于硅酸鹽類礦物,1種為碳酸鹽類礦物,均為稀土礦物。 Stetind花崗偉晶巖為石英-微斜長石偉晶巖,屬于NYF型,迄今已在該巖體中發(fā)現(xiàn)7種新礦物(Miyawakietal., 2013; Malchereketal., 2015)。

意大利亞平寧山脈北部利古里亞大區(qū)東部Molinello 錳礦。2011年在該礦區(qū)發(fā)現(xiàn)2種新礦物,氧化物類和釩酸鹽類礦物各1種。Molinello 錳礦規(guī)模較小,但以產(chǎn)出稀有的錳、砷和釩礦物著稱,如羥硅砷錳石、水釩鍶石、鍶紅簾石、釩錳銅石和硅砷錳石等。目前在該礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的新礦物一共有10種(Biagionietal., 2019)。

秘魯利馬大區(qū)Oyon省Uchucchacua銀鉛鋅多金屬礦床。2011年在該礦床發(fā)現(xiàn)2種新礦物,均屬硫鹽類礦物。Uchucchacua礦是世界排名前五的大型銀礦,屬于熱液后生型。目前在該礦床中已發(fā)現(xiàn)近10種新礦物(Keutschetal., 2019)。

意大利托斯卡納大區(qū)Monte Arsiccio鐵礦。2011年在該礦區(qū)Sant’Olga坑道內(nèi)發(fā)現(xiàn)2種新礦物,分別屬于硫化物類、硫鹽類礦物。Monte Arsiccio礦為一個重晶石-氧化鐵-黃鐵礦型的老礦山,以盛產(chǎn)稀有而不尋常的鉈硫鹽礦物聞名,如硫砷汞銀鉈礦、原硫砷銻鉛鉈礦、硫砷汞鉈礦、斜硫銻鉈礦和博硫銻鉈鉛礦等。目前在此已發(fā)現(xiàn)的新礦物有10余種,包括硫砷汞銀鉈礦、博硫銻鉈鉛礦、鉀鐵氧礬、水鉀鐵氧礬、橘紅銀礦、氟砷釩鈦鋇石和鍶鈾鐵鈦礦等(Biagionietal., 2014, 2020)。

納米比亞奧喬宗朱帕區(qū)赫魯特方丹市的Kombat銅礦。Kombat銅礦發(fā)現(xiàn)于1850年,從1900年開始開采,2008年閉坑,是一個有悠久歷史的老礦山。2011年在此發(fā)現(xiàn)2種新礦物,其一為砷酸鹽礦物,其二為鹵化物礦物。Kombat銅礦是近20種新礦物的模式產(chǎn)地(Dunn, 1991; Siidraetal., 2018)。

俄羅斯克拉斯諾亞爾斯克(Noril’sk)礦集區(qū)塔爾納赫(Talnakh)銅鎳硫化物礦床。2011年在Talnakh礦區(qū)的Oktyabr’sky礦山發(fā)現(xiàn)2種新礦物,其中之一為氧化物礦物,另一種為硫化物礦物。Noril’sk礦集區(qū)為世界上最大的超大型Cu-Ni-PGE礦床,賦存于西伯利亞大火成巖省中。Oktyabr’sky礦山位于礦床東部,目前在此發(fā)現(xiàn)的新礦物已有10余種(Pekovetal., 2013a; Marfinetal., 2020)。

中國遼寧省鳳城賽馬鎮(zhèn)的賽馬堿性雜巖體。2011年在該巖體中發(fā)現(xiàn)2種新礦物,均屬硅酸鹽類礦物。賽馬堿性雜巖體主要由堿性侵入巖和堿性火山-次火山巖,主要巖石類型為霞石正長巖、異霞正長巖和響巖,富含鈾、稀土、鋯、釷、鈮等綜合性礦產(chǎn)資源(陳肇博等, 1996; 沈敢富等,2017; Wuetal., 2019)。2022年又在賽馬巖體中發(fā)現(xiàn)兩種新礦物(Wuetal., 2022),一種為磷酸鹽,即鍶鈣磷灰石(IMA2021-087a , Fluorsigaiite, IMA);另一種為碳酸鹽,即碳鉛鑭礦[IMA2022-008, Gysinite-(La)]。

表 1 2011年度全球發(fā)現(xiàn)并經(jīng)IMA CNMNC批準(zhǔn)的新礦物種Table 1 New mineral species approved by IMA CNMNC in 2011

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