江西偉晶巖發(fā)現(xiàn)富鉭富鈰新礦物——鈰鉭易解石*

諸澤穎，于 洪，陳振宇，鄔 斌，王汝成，李以科，王登紅

（1 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2 東華理工大學省部共建核資源與環(huán)境國家重點實驗室，江西南昌 330013；3 南京大學地球科學與工程學院內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室，江蘇南京 210023；4 南京大學關鍵地球物質循環(huán)前沿科學中心，江蘇南京 210023）

2024 年春節(jié)前夕，中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所（以下簡稱“資源所”）礦物微區(qū)物質組分與結構實驗室（以下簡稱“礦物室”）的諸澤穎等人在江西某偉晶巖中發(fā)現(xiàn)并申報的新礦物“鈰鉭易解石”，獲得國際礦物學協(xié)會——新礦物命名及分類委員會（IMA-CNMNC）批準通過，批準號IMA 2023-058，英文名為tantalaeschynite-(Ce)，礦物縮寫為Taes-Ce。

鈰鉭易解石發(fā)現(xiàn)于江西某稀有金屬偉晶巖礦床中，顯微鏡下呈針狀、束狀或短柱狀產(chǎn)出，棕黑色或黑色，與長石、細晶石、螢石等礦物共生（圖1a～d）。礦物成分分析在資源所礦物室電子探針實驗室完成，成分中極度富鉭，w(Ta2O5)可達41.68%，w(TiO2) 為 16.5%～20.1%，w(Ce2O3) 為13.92%～16.71%，計算獲得經(jīng)驗分子式(Ce0.38Ca0.38Nd0.12La0.07Pr0.04Sm0.01Eu0.01Fe0.01)Σ1.02(Ti0.94Ta0.74Nb0.21Si0.08W0.02Al0.01)S2.00(O5.69OH0.22F0.09)Σ6.00，理想化學式為Ce(TiTa)O6。盡管實驗室中合成過Ce(TiTa)O6，但在自然界中鈰鉭易解石一直未被發(fā)現(xiàn)。此次在江西稀有金屬偉晶巖礦床中發(fā)現(xiàn)的鈰鉭易解石礦物單礦物顆粒較小，長不足10 μm，寬小于1 μm，遠遠小于目前X 射線單晶衍射分析技術的極限。因此在結構解析過程中運用到資源所礦物室JEM-2100型透射電子顯微鏡獲取一系列的選區(qū)電子衍射光譜并進行重構，得到鈰鉭易解石的晶胞參數(shù)，并利用國家納米科學中心的Spectra300 型球差透射電子顯微鏡從原子尺度對晶胞中的原子占位進行了細致的分析。綜合結果顯示，鈰鉭易解石屬于斜方晶系，空間群Pnma(#62)，晶胞參數(shù)a=10.9694(3)?，b=7.5519(2)?，c=5.4217(1)?，V=449.13(2)?3，Z=4（圖2）。

圖1 鈰鉭易解石產(chǎn)出狀態(tài)，礦物共生組合以及形貌特征a.鈰鉭易解石顯微鏡照片；b.鈰鉭易解石與榍石、細晶石、螢石等礦物共生；c.鈰鉭易解石背散射圖像；d.鈰鉭易解石二次電子圖像Taes-(Ce)—鈰鉭易解石；Fl—螢石；Ttn—榍石；Ta-Ttn—富鉭榍石；Mic—細晶石；Kfs—鉀長石；Ab—鈉長石；Qtz—石英；BSE—背散射電子圖像；SE—二次電子圖像Fig.1 Occurrence of tantalaeschynite-(Ce),paragenetic assemblage and its morphologya.Photomicrographs of tantalaeschynite-(Ce);b.Tantalaeschynite-(Ce)intergrowth with titanite,fluorite,and microlite;c.Backscatter electron(BSE)image of tantalaeschynite-(Ce);d.Secondary electron(SE)image of tantalaeschynite-(Ce)Taes-(Ce)—Tantalaeschynite-(Ce);Fl—Fluorite;Ttn—Titanite;Ta-Ttn—Ta-rich titanite;Mic—Microlite;Kfs—K-feldspar;Ab—Albite;Qtz—Quartz;BSE—Backscatter electron image;SE—Secondary electron image

圖2 鈰鉭易解石晶體結構，結構顯示晶胞由Ce-O8多面體和Ti(Ta)-O6八面體組成（虛線框代表單個晶胞）Fig.2 Crystal structure of tantalaeschynite-(Ce),showing the unit composed of Ce(Ca)-O8 polyhedra and Ti(Ta)-O6 octahe‐dral(the dashed box represents a single cell)

鈰鉭易解石屬于易解石族中富鉭富鈰的端員。易解石族礦物通用分子式為AB2O6，其中A位置包括Y3+、REEs、Ca、Th、U等，B位置可被Ti、Nb、Ta等元素占據(jù)。根據(jù)IMA最新命名規(guī)則，易解石族端員礦物為維鈮鈣礦vigezzite（CaNb2O6）,鉭鈣礦rynersonite（Ca‐Ta2O6），易解石aeschynite REE(TiNb)O6以及鉭易解石tantalaeschynite REE(TiTa)O6，后兩類又可根據(jù)所含稀土元素種類細分為鈰易解石Ce(TiNb)O6、釹易解石Nd(TiNb)O6、釔易解石Y(TiNb)O6、鈰鉭易解石Ce(TiTa)O6以及釔鉭易解石Y(TiTa)O6。在中國，易解石最早由張培善先生于1957 年發(fā)現(xiàn)于內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)，自此開啟了白云鄂博鈮礦找礦的序幕，因此易解石族礦物對中國稀有金屬找礦具有重要的指示作用。自然界常見的易解石為富鈮富鈦端員，富鉭易解石較少。鉭作為重要的稀有金屬元素，在高端電容領域以及航空航天材料領域具有重要的應用，但中國鉭資源較為缺乏且成分分散，原礦中鉭鈮品位低，鉭資源的對外依存度將近93%，亟需進一步開展鉭礦找礦。鈰鉭易解石出現(xiàn)于高演化的稀有金屬偉晶巖中，代表了成礦流體極度富鉭、富鈰的特征，對稀有金屬鉭礦及稀土找礦，以及其成礦作用的研究具有較大指示意義。

致 謝電子探針測試過程中得到陳小丹助理研究員的幫助；晶體結構的解析得到國家納米中心的鄭強研究員和郭延軍研究員的大量幫助；新礦物申報過程中獲得浙江大學饒燦教授的幫助，在此一并感謝！