半年之內(nèi)3種新礦物獲得IMA CNMNC認(rèn)證，具有十分重要的理論意義與實(shí)踐意義。3種新礦物的發(fā)現(xiàn)豐富了國際礦物學(xué)寶庫的內(nèi)容，增加了可用礦物資源種類，為青年地質(zhì)學(xué)者提供了成長空間，提高了我國礦物學(xué)基礎(chǔ)研究水平，促進(jìn)了礦物學(xué)學(xué)科發(fā)展，提升了我國學(xué)者在國際礦物學(xué)領(lǐng)域的影響力。
記者日前專訪了鉀綠鈣閃石主要發(fā)現(xiàn)人、中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心高級工程師任光明，靈寶礦主要發(fā)現(xiàn)人、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所博士簡偉，太平石主要發(fā)現(xiàn)人、中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心工程師曲凱，不僅了解了新礦物發(fā)現(xiàn)過程中的動(dòng)人故事，還領(lǐng)略到了青年地質(zhì)學(xué)者的獨(dú)特風(fēng)采。他們的勤奮、認(rèn)真、堅(jiān)守，是地質(zhì)事業(yè)的希望所在。
鉀綠鈣閃石：曲折的過程 美好的結(jié)局
2019年4月3日，一個(gè)令任光明十分興奮的日子。在這一天，他潛心研究了十余年的“寶貝” 終于有了“身份證”。經(jīng)過國際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物及礦物分類、命名專業(yè)委員會(huì)的嚴(yán)格審查，21位國際新礦物評審專家全票通過，并由主席Ritsuro Miyawaki最終批準(zhǔn)，由任光明為主要發(fā)現(xiàn)人的鉀綠鈣閃石正式被認(rèn)定為新礦物。
家庭是人類社會(huì)的細(xì)胞， 而礦物則是組成地球和外天體的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)新礦物就是發(fā)現(xiàn)人類尚未認(rèn)知的天然無機(jī)物。談起新礦物的認(rèn)證與發(fā)現(xiàn)，任光明侃侃而談：“IMA CNMNC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)加以確定，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。新礦物的發(fā)現(xiàn)與研究不僅是對礦物學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要貢獻(xiàn)，還可能對地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展尤其是礦產(chǎn)資源的開發(fā)及利用有著重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。”
任光明在四川會(huì)理菜子園增生雜巖地區(qū)跑路線
正是深知發(fā)現(xiàn)新礦物的重大意義，十余年來，任光明從未放棄過鉀綠鈣閃石研究。本世紀(jì)初，任光明從有關(guān)文獻(xiàn)中獲悉，內(nèi)蒙古克什克騰旗大乃林溝出產(chǎn)位于火山機(jī)構(gòu)中的“角閃石巖”，這種礦物雖然有被命名，但是一直未得到IMA CNMNC正式批準(zhǔn)。從此，進(jìn)一步驗(yàn)證這種礦石的結(jié)構(gòu)，獲得IMA CNMNC正式批準(zhǔn)，成了任光明研究的一個(gè)重要組成部分。
鉀綠鈣閃石的認(rèn)證之路異常艱辛?；仡櫴嗄陙淼慕?jīng)歷，任光明說：“新礦物的發(fā)現(xiàn)是有前提和條件的，那就是要有充分的心理準(zhǔn)備，要有前瞻性和預(yù)判性。”在這種信念的支撐下，任光明一路披荊斬棘，最終獲得了成功。2010年～2015年期間，任光明分別對鉀綠鈣閃石單礦物進(jìn)行了電子探針測試分析，確定了其化學(xué)式。為了進(jìn)一步研究鉀綠鈣閃石礦物的物理和礦物結(jié)構(gòu)特征，以及與鉀鈣閃石的關(guān)系等，在中國地質(zhì)大學(xué)（北京）對單礦物進(jìn)行了莫氏硬度、掃描電鏡分析測定，同時(shí)開展了礦物X射線粉晶衍射分析。鉀綠鈣閃石的粒度約0.02毫米~0.25 毫米，絕大多數(shù)的鉀綠鈣閃石顆粒肉眼無法區(qū)別于鉀氯綠鈣閃石礦物種。由于鉀綠鈣閃石粒度微小，再加上常發(fā)育有聚片雙晶，鉀綠鈣閃石的晶體結(jié)構(gòu)精測成了鉀綠鈣閃石新礦物研究的“攔路虎”。為了清除這個(gè)“攔路虎”，任光明跑了很多路，走訪了很多人，最終在中國地質(zhì)大學(xué)晶體結(jié)構(gòu)研究室李國武教授(亦是鉀綠鈣閃石發(fā)現(xiàn)者之一)的幫助下，終于圓滿完成了鉀綠鈣閃石的晶體結(jié)構(gòu)精測，新礦石的認(rèn)證之路取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
2016年~2017年，任光明在云南珠寶科學(xué)研究院對礦物進(jìn)行了折光率測試，但因礦物顆粒太小，測試結(jié)果不理想。面對這樣的結(jié)果，任光明并沒有放棄，而是奔赴中南大學(xué)，在該校粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對單礦物進(jìn)行了穆斯堡爾分析，刻畫了其微觀結(jié)構(gòu)特征，并將其與已知角閃石類礦物比對，最后確定了該礦物為角閃石族的一種新成員礦物。此時(shí)，一切準(zhǔn)備工作就緒，新礦物認(rèn)證之路正式開始。收集數(shù)據(jù)、整理材料、編寫新礦物申報(bào)書……幾經(jīng)周折，最終21位國際新礦物評審專家全票通過，2019年4月3日鉀綠鈣閃石正式通過認(rèn)證。
迄今，人類認(rèn)知并得到國際礦物協(xié)會(huì)新礦物、命名及分類委員會(huì)認(rèn)可的角閃石礦物種數(shù)量已超過100個(gè)。但遺憾的是，在這些角閃石超族礦物種成員中，以前未有我國學(xué)者的建樹。鉀綠鈣閃石的發(fā)現(xiàn)，代表著我國在角閃石超族礦物種成員的首次突破，翻開了歷史新篇章。任光明說：“目前，還有過百種角閃石族成員的命名雖獲得了IMA CNMNC的認(rèn)可，但尚未取得IMA CNMNC的批準(zhǔn)。換言之，至少還有上百種已命名但并未被IMA CNMNC批準(zhǔn)的角閃石族礦物，是有待人們發(fā)現(xiàn)和研究的潛在新礦物，這也是我們今后努力的方向。”
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。角閃石留給了我們一個(gè)巨大的未知世界，鉀綠鈣閃石的發(fā)現(xiàn)只是開始，而非結(jié)束，相信在一批又一批地質(zhì)人的堅(jiān)守與努力下，我們離下次新礦物的發(fā)現(xiàn)并不遙遠(yuǎn)。
靈寶礦：微小的細(xì)節(jié) 巨大的驚喜
2019年5月23日，對很多人而言，都是一個(gè)極為普通的日子。但是對簡偉而言，卻有著不同尋常的意義。經(jīng)過國際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物及礦物命名委員會(huì)兩輪的嚴(yán)格審查、投票，簡偉發(fā)現(xiàn)并命名的新礦物——靈寶礦最終獲得認(rèn)可。
偶然的經(jīng)歷，不懈的鉆研，往往成就的是一段傳奇。2012年，中國地質(zhì)科學(xué)院資源所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在靈寶市行政區(qū)內(nèi)的小秦嶺金礦石樣品的黃鐵礦中無意間發(fā)現(xiàn)了一批金黃色的微米級礦物包裹體，這些礦物包裹體在顯微鏡下的反射色為金黃色，與自然金極為類似，最初也被認(rèn)為是自然金或銀金礦。但偶然的一次電子探針分析發(fā)現(xiàn)：靈寶礦并不含金，是一種銀碲化合物！這一個(gè)微小的細(xì)節(jié)卻讓簡偉和他的伙伴們異常興奮，最終也為他們帶來了巨大的驚喜。
簡偉在小秦嶺金礦天井下記錄相關(guān)數(shù)據(jù)
在礦物世界中，差之毫厘極可能是天壤之別，一個(gè)細(xì)微的差別帶來的可能是天翻地覆的變化，也可能是一種新礦物的問世！為了進(jìn)一步驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)，簡偉與伙伴們立刻行動(dòng)，通過電子探針對幾十個(gè)靈寶礦顆粒進(jìn)行了系統(tǒng)檢測，證實(shí)了其具有全新且穩(wěn)定的化學(xué)組成：三碲化銀（AgTe3），其碲含量遠(yuǎn)高于其他三種已知銀碲化合物。此外，其顯著的金黃色反射色也明顯區(qū)別于其他銀碲化合物。這一重磅消息終于為靈寶礦驗(yàn)明正身，也預(yù)示著一種新礦物即將誕生。
為靈寶礦進(jìn)行認(rèn)證的靈感來自簡偉的校友——克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)的Alexandre Raphael Cabral博士。彼時(shí)，Alexandre Raphael Cabral博士剛剛成功申請了新礦物Kitagohaite ，并公布了研究過程。這給了簡偉以及他的伙伴巨大的信心，讓他們毅然踏上了靈寶礦的認(rèn)證之路。從2014年到2018年，通過開展掃描電鏡分析，初步確定靈寶礦是單一的化合物而非多種礦物的亞顯微共生，通過對透射電鏡薄片樣品分析，成功獲得靈寶礦的透射電子顯微鏡選區(qū)電子衍射數(shù)據(jù)（SAED），再通過完成電子背散射衍射（EBSD）分析，從而進(jìn)一步證實(shí)靈寶礦的晶體結(jié)構(gòu)等步驟，靈寶礦的樣品輾轉(zhuǎn)于中國、德國等十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，被一次次拍攝、查看、計(jì)算、檢驗(yàn)，終于在2018年與2019年交接的時(shí)刻，國際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物及礦物分類、命名專業(yè)委員會(huì)接收了靈寶礦作為新礦物的申請材料，最終于2019年5月23日靈寶礦正式成為全球最新礦物！
靈寶礦的發(fā)現(xiàn)不僅僅是為我國新增加了一個(gè)礦物，對小秦嶺地區(qū)地質(zhì)工作的開展也具有十分重要的意義。簡偉表示：“靈寶礦發(fā)現(xiàn)于小秦嶺含金石英脈的富金地段，此處礦石中還發(fā)現(xiàn)大量的自然金-含鉍鉛碲化物的礦物組合，其形成晚于靈寶礦及與其共生的含金碲化物（針碲金銀礦），這說明含靈寶礦的礦石樣品本身就是金礦石，且富金石英脈，是多次含金流體活動(dòng)疊加成礦的結(jié)果。同時(shí)，靈寶礦及與其共生的針碲金銀礦、六方碲銀礦、黃銅礦、斑銅礦代表了一次單獨(dú)的金成礦階段（或期次），這些礦物組合反映成礦流體有較高的硫逸度和碲逸度，具有巖漿-熱液流體的特征，暗示小秦嶺金礦田下部可能存在與金礦化成因上有關(guān)的巖體，從而進(jìn)一步說明小秦嶺金礦田深部可能還存在較大的成礦潛力。”
談及靈寶礦的發(fā)現(xiàn)，簡偉顯得很謙虛：“靈寶礦的發(fā)現(xiàn)，這份榮譽(yù)不僅僅屬于我個(gè)人，更屬于我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)。自然資源部成礦作用與資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先后承擔(dān)了國家‘973’計(jì)劃、支撐計(jì)劃、國際合作項(xiàng)目、國家基礎(chǔ)性研究項(xiàng)目、自然科學(xué)基金重點(diǎn)和面上項(xiàng)目以及省部級項(xiàng)目等科研項(xiàng)目的工作，是國內(nèi)目前惟一一個(gè)以礦產(chǎn)資源形成過程、分布規(guī)律和勘查評價(jià)技術(shù)為研究方向的實(shí)驗(yàn)室，依托于中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所和中國地質(zhì)調(diào)查局，我們將成礦-找礦理論研究與勘查評價(jià)有機(jī)地結(jié)合在一起，從而使研究成果能迅速地在實(shí)踐應(yīng)用中得到檢驗(yàn)和提高。”
太平石：初心的堅(jiān)守 奇跡的創(chuàng)造
2019年6月6日，對曲凱和自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心研究團(tuán)隊(duì)來說，是一個(gè)值得銘記的日子。由該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并申報(bào)的新礦物（太平石），經(jīng)國際礦物學(xué)協(xié)會(huì)（IMA）新礦物命名及分類委員會(huì)（CNMNC）投票通過并正式獲得批準(zhǔn)。“太平石”的發(fā)現(xiàn)，增加了自然界新礦物，乃首次在國內(nèi)發(fā)現(xiàn)“羥硅鈰礦”、“氟鑭礦”，豐富了我國稀土礦物種類，補(bǔ)全了兩種礦物的國際譜學(xué)數(shù)據(jù)空白。
新礦物的發(fā)現(xiàn)屬于礦物學(xué)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)性研究工作，素有“礦物學(xué)奧林匹克”之稱，是一個(gè)國家礦物學(xué)研究水平的重要標(biāo)志之一，可為人們認(rèn)知與利用自然界中新物質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。作為“太平石”的主要發(fā)現(xiàn)者，曲凱本身有著深厚的礦物研究功底，主要從事關(guān)鍵礦產(chǎn)調(diào)查與成因礦物學(xué)研究，主持國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的硅稀土石、氟鑭礦礦物學(xué)特征及其成因研究”，中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目“河南省官坡-軍馬河地區(qū)放射性及三稀元素礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查”、“準(zhǔn)噶爾盆地南緣砂巖型鈾礦蝕變作用與鈾源調(diào)查”等。據(jù)曲凱介紹，太平石發(fā)現(xiàn)于河南省西峽縣太平鎮(zhèn)稀土礦2號(hào)礦脈中，顏色為淺紅至紅棕色，單偏光下為灰白色。該礦物與鈰褐簾石、羥硅鈰礦、氟鑭礦、螢石、方解石等礦物緊密共生，礦物粒度一般為100微米×200微米。在硅鈰石族礦物里，太平石是第四個(gè)被發(fā)現(xiàn)的自然礦物，其它三個(gè)礦物分別為硅鈰石、硅鑭石和鋁硅鈰石。目前，太平石全型標(biāo)本已存放于中國地質(zhì)博物館。
曲凱(右一)和項(xiàng)目組成員在西峽軍馬河花崗偉晶巖型輕稀土礦點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)取樣
“滴水不成海，獨(dú)木難成林。”談到太平石的發(fā)現(xiàn)，曲凱說：“太平石的發(fā)現(xiàn)，是我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)共同的智慧結(jié)晶，是我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)共同努力的結(jié)果。繼在國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)氟鑭礦、羥硅鈰礦并填補(bǔ)國際譜學(xué)數(shù)據(jù)空白后，太平石是我們團(tuán)隊(duì)的又一重要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果。罕見富氟稀土硅酸鹽礦物以及稀土氟化物的發(fā)現(xiàn)，不僅豐富了我國稀土礦物種類與研究資料，對深入研究稀土礦的礦床成因和提升礦床經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要意義，同時(shí)也會(huì)為人工合成稀土納米材料技術(shù)提供新的參考。”
“太平石”的發(fā)現(xiàn)，既來源于曲凱對地質(zhì)事業(yè)的無限熱愛和對地質(zhì)科研工作的不懈追求，也來自豫西成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查團(tuán)隊(duì)對地質(zhì)事業(yè)的堅(jiān)持與堅(jiān)守。自2011年成立以來，中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心豫西成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查團(tuán)隊(duì)，充分發(fā)揮地方地質(zhì)隊(duì)伍的技術(shù)優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢，牽手河南省地質(zhì)調(diào)查院、河南省核工業(yè)地質(zhì)局、河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院等六家地勘單位共同工作。該團(tuán)隊(duì)大力弘揚(yáng)“三光榮”精神，把汗水和智慧潑灑在深山老林里，把科技創(chuàng)新融匯在祖國的大地上，從基礎(chǔ)地質(zhì)資料收集與整理研究入手，系統(tǒng)收集并綜合整理了以往豫西地區(qū)地質(zhì)、物探、科研和礦產(chǎn)成果資料，總結(jié)了區(qū)域貴金屬、有色金屬、鈾礦等關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦地質(zhì)背景，對各類型典型礦床成礦特征、成礦時(shí)代、成礦規(guī)律、成礦模式等進(jìn)行了總結(jié)，為太平石的發(fā)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
“太平石”的發(fā)現(xiàn)，只是該團(tuán)隊(duì)投身地質(zhì)事業(yè)、忘我工作的一個(gè)縮影、一個(gè)成果，他們的足跡更遠(yuǎn)，他們的夢想更遠(yuǎn)。為適應(yīng)國家對清潔高效和能源的需求，該團(tuán)隊(duì)積極開展鈾礦找礦選區(qū)研究，在北秦嶺灰池子巖體外圍圈定鈾找礦遠(yuǎn)景區(qū)16個(gè)、鈾異常區(qū)6個(gè)，創(chuàng)新性地總結(jié)了“紅、黑、粗、高” 的找礦標(biāo)志，大大提高了找礦效率，實(shí)現(xiàn)了河南省鈾礦找礦方面的新突破；為適應(yīng)國家新時(shí)期信息化和智能化等高科技新產(chǎn)業(yè)發(fā)展對關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的新需求，團(tuán)隊(duì)把三稀元素礦產(chǎn)作為豫西地區(qū)找礦的新領(lǐng)域，圈定了三稀元素礦產(chǎn)找礦遠(yuǎn)景區(qū)6處，并通過與國外合作，對含礦偉晶巖進(jìn)行了精細(xì)測年，梳理了北秦嶺晚古生代構(gòu)造-巖漿-三稀元素成礦事件，揭示出該區(qū)關(guān)鍵礦產(chǎn)巨大的找礦潛力，為該區(qū)下一步找礦工作部署提供了堅(jiān)實(shí)依據(jù)；為改變豫西老區(qū)經(jīng)濟(jì)落后的局面，使老區(qū)人民盡快脫貧致富，開展金、銀、鐵、銅、鎳、鉛、鋅、鉬等礦產(chǎn)資源調(diào)查選區(qū)研究，圈定了一大批找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為豫西老區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了資源支撐。
每一種礦石背后都是一段歷史的濃縮，每一種礦石背后都有一段感人的故事，每一種礦石背后都有著地質(zhì)人的堅(jiān)守與付出。黨的十八大以來，國家將地質(zhì)科技創(chuàng)新擺在更加重要位置，國家對探索性、創(chuàng)新性、原創(chuàng)性強(qiáng)的項(xiàng)目支持不斷加大，這對基礎(chǔ)地質(zhì)研究人員而言，是一個(gè)好消息。我們相信，有了國家政策與資金的大力支持，有了一代代地質(zhì)人的堅(jiān)持與堅(jiān)守，我國新礦物事業(yè)將會(huì)帶給我們越來越多的驚喜！
