2011年全球发现的新矿物种

蔡剑辉

(中国地质科学院 矿产资源研究所, 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京 100037)

2011年度全球新发现并经国际矿物学协会新矿物及矿物分类命名专业委员会(IMA CNMNC)批准认可的有效矿物种达122种(表1)。本文是对这些新矿物基本矿物学特征的系统报道,具体内容包括新矿物的英文名称、中文译名、晶体化学式、晶系和空间群、晶胞参数、主要粉晶衍射数据、物理性质、光学性质、产地与产状、新矿物与其他矿物种的关系、矿物名称来源、化学反应、光谱学特征、参考文献。矿物中文译名是根据中国新矿物及矿物命名委员会颁布的《矿物种汉名审订条例》(新矿物及矿物命名委员会, 1984)进行审订的。

按照国际矿物学协会新矿物及矿物分类命名专业委员会关于矿物命名的程序和原则(Nickel and Mandarino, 1999),新矿物经批准之后必须在两年之内公开发表,逾期未发表,则该新矿物及其名称将失效。表1中所列122矿物种都是2011年经IMA CNMNC投票批准的、并征得新矿物发现者许可于2011～2012年间在学术期刊MineralogicalMagazine及其他公开出版物上已发布的有效矿物种(Williamsetal., 2011a, 2011b, 2011c, 2011d, 2012; Back, 2018)。截至2022年10月,所有新矿物发现者均已陆续公开发表相关矿物的全面研究数据。

需要特别指出的是,在新矿物获IMA CNMNC批准后,有必要还会针对其进行再研究,根据新的研究数据和新的理论认识对新矿物进行重新定义、重新命名甚至加以否定并废弃原来的矿物种名。目前在2011年批准的有效矿物种中有3种发生了重命名的情况：

① Bitikleite-(SnFe)(IMA 2010-064),属于石榴子石超族,按照2013年IMA CNMNC通过的石榴子石超族矿物命名方案(Grewetal., 2013),后缀不能用于石榴子石超族矿物的名称,所以该矿物种名现更名为Dzhuluite(钙锑锡铁石), Bitikleite-(SnFe)为废弃矿物种名(Galuskinaetal., 2013a)。

② Ehimeite(IMA 2011-023), 根据2012年IMA CNMNC通过的角闪石矿物命名方案,应重新命名为chromio-pargasite(铬韭闪石),Ehimeite(爱媛闪石)为废弃矿物种名(Hawthorneetal., 2012c)。

③ Ferri-kaersutite(IMA 2011-035),根据2012年IMA CNMNC颁布的新的角闪石矿物命名方案(Hawthorneetal., 2012c),应更名为Oxo-magnesio-hastingsite(氧镁绿钙闪石)(Zaitsevetal., 2013)。Ferri-kaersutite(IMA2014-051,高铁钛闪石)现为2014年在南极洲东部维多利亚陆地哈罗群峰发现的另一种新矿物[NaCa2(Mg3Fe3+Ti)(Si6Al2O22)O2]的有效矿物种名(Gentilietal., 2014, 2016)。

此外,还根据新的结构数据和化学成分分析结果对3种新矿物的化学式进行了重新修订：

① Gunterite(IMA 2011-001,水钒钠石),原化学式为Na4(H2O)16(H2V10O28)·6 H2O,2021年根据新的结构数据和电子探针分析结果并经IMA CNMNC批准重新修订为Na4Ca(V10O28) ·20 H2O(Miyawakietal., 2021a)。

③ Vigrishinite(IMA 2011-073,羟硅钛锌石),原化学式为Zn2Ti2-x[Ti2(Si2O7)2](OH,H2O,□)8(x<1) , 2018年根据结构拓扑学和化学组成分析获得矿物的新结构,据此对该矿物的晶体结构和化学式进行重新修订,羟硅钛锌石的新化学式为NaZnTi4(Si2O7)2O3(OH)(H2O)4(Sokolova and Hawthorne, 2018)。

根据矿物产地,2011年发现和批准的122种新矿物模式产地分布在31个国家,在俄罗斯发现26种,意大利发现17种,德国11种,智利和纳米比亚各9种,日本6种,美国、中国、挪威和秘鲁各4种,南极洲3种,发现2种新矿物的国家有巴西、冰岛、玻利维亚、捷克和瑞典5个国家,发现1种新矿物的国家有阿根廷、澳大利亚、巴基斯坦、北马其顿、波兰、多米尼加、哈萨克斯坦、加拿大、肯尼亚、摩洛哥、墨西哥、斯洛伐克、塔吉克斯坦、希腊和以色列15个国家。2011年俄罗斯依然是全球新矿物发现和研究的翘楚,令人意外的是另一翘楚——美国跌落第六,只发现4种新矿物,远远落后于意大利、德国、智利和纳米比亚,甚至落后于日本。2011年在中国发现的新矿物有4种,数量与美国、挪威和秘鲁并列世界第六位,包括产于中国辽宁省凤城赛马碱性岩中的凤城石(Fengchengite)(Shenetal., 2011;沈敢富等, 2017;)和何作霖矿(Hezuolinite)(彭琪瑞等,1963;Yangetal., 2011b, 2012b)、湖南省临武县香花岭锡多金属矿床中的铁塔菲石-2N’2S(Ferrotaaffeite-2N’2S)(Yangetal., 2011a, 2012a)以及四川省冕宁县牦牛坪稀土矿床中的羟钙烧绿石(Hydroxycalciopyrochlore)(Yangetal., 2011c, 2014),全部由中国学者主导发现和研究。

根据矿物分类,2011年发现的新矿物中有86种属于含氧盐类,约占总数的70%;15种属于硫(砷、碲、硒、锑、铋)化物和硫盐类,约占总数的12%;14种属于氧化物和氢氧化物类(包括亚砷、亚锑、亚铋、亚硫、亚硒和亚碲酸盐,碘酸盐及V[5,6]钒酸盐),约占总数的12%;5种为卤化物类,约占总数的4%;1种为自然元素及金属互化物类(包括碳、硅、氮、磷化物),约占总数的1%;1种为有机矿物,约占总数的1%。显然,含氧盐类新矿物的数量占比居绝对优势,其中主要是硅酸盐类(包括锗酸盐)矿物34种、硫酸盐类矿物(包括硒、碲、铋、铬、钨、钼酸盐)25种和磷酸盐类矿物(包括砷、矾酸盐)23种,硼酸盐类矿物仅1种;其次较多的是硫化物和硫盐类、氧化物和氢氧化物类矿物;自然元素及金属互化物类、有机类矿物最少,各仅1种。

根据矿物产状,2011年的新矿物主要发现于矿床、火山口及火山岩区、伟晶岩及碱性杂岩体、冰川沉积物和陨石中。矿床中发现的新矿物达55种,其中48种产在各种金属矿床中,以铜铅锌银多金属矿、稀有稀散稀土金属矿、黑色金属铁锰矿和铀钒矿为主;产于其他矿床的新矿物有7种,包括有机鸟粪、翡翠、青金石、温石棉、方解石和硒矿。接近半数的新矿物均发现于矿床的表生氧化蚀变环境。除此之外,产于活火山口和火山岩区的新矿物数目多达31种,发现于伟晶岩和碱性岩区的新矿物有23种,陨石和冰川沉积物中各产出3种,其他产状的5种。2011年度发现新矿物较多的特征产地包括：

德国莱茵兰-普法尔茨州的埃菲尔(Eifel)火山区。2011年在埃菲尔火山区的Caspar、In den Dellen、Graulay、Löhley (Liley)和Rother Kopf采石场玄武岩及其捕掳体中共发现8种新矿物,其中5种属硅酸盐类,2种属硫酸盐类,1种为氧化物类矿物。埃菲尔地区是在新生代火山作用下形成的丘陵地带,该区火山杂岩体中不仅含有种类繁多的矿物,已知矿物种约有350种之多,而且玄武质火山岩和捕掳体中产出多种结晶良好的罕见矿物,已发现新矿物30余种(Hentscheletal., 1980; Lengaueretal., 2001; Chukanovetal., 2012d; Juroszek and Ternes, 2022)。

俄罗斯北高加索南部卡巴尔达-巴尔卡尔共和国巴克桑峡谷(Baksan Valley)中的Upper Chegem火山口。2011年在熔结凝灰岩的矽卡岩捕掳体中发现6种新矿物,包括5种硅酸盐类和1种氧化物类矿物。Upper Chegem 火山口为灰流火山口,伴随高温热液循环的火山灰流的温度高达650～1 000℃,区域内罕见地存在11个由蚀变碳酸盐-硅酸盐岩石组成的大捕掳体(直径1～20 m),这些嵌在凝灰岩中的中上侏罗统灰岩、白云岩、泥岩和粉砂岩在高温低压环境中可形成一些稀有的矿物种。目前,Upper Chegem火山口已鉴定出的矿物种达60余种,是其中约20种新矿物的模式产地(Galuskinaetal., 2015)。

纳米比亚的奥希科托(Otjikoto)省楚梅布(Tsumeb)矿床。2011年在Tsumeb矿床氧化带共发现6种新矿物,除1种为钼酸盐矿物外,其余均属磷(砷)酸盐矿物。Tsumeb矿发现于1907年,1996年闭坑,为世界著名的Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd矿床,也以盛产稀有的、非寻常矿物著称于世。Tsumeb矿床中已知有效矿物种达300多种,尤为特别的是,它为70多种新矿物的模式产地(Ludietal., 2016; Southwoodetal., 2020)。

俄罗斯远东地区堪察加半岛托尔巴契克火山的第2锥形火山堆中的Yadovitaya(Poisonous)火山喷气口。2011年在此发现5种新矿物,包括4种硫酸盐类和1种磷(砷)酸盐类矿物。托尔巴契克大裂缝火山爆发于1975年,形成很多火山渣堆,已发现的矿物种超过260余个,其中新矿物达129种(Filatovetal., 2016)。

意大利埃奥利群岛火山岛La Fossa火山喷气口。2011年在此发现的新矿物有5种,其中有2种为卤化物类矿物,2种为硫酸盐类矿物,还有1种磷(砷)酸盐类矿物。火山岛位于埃奥利群岛最南端,面积为22 km2,La Fossa为岛上较大的一个火山口,目前该火山口已知矿物超过110多种,包括首次发现的新矿物30余种(Garavellietal., 2021)。

智利安托法加斯塔(Antofagasta) 大区El Loa 省Chuquicamata铜矿。2011年在Chuquicamata铜矿氧化带发现4种新矿物,其中3种为硫酸盐矿物,1种为钼酸盐矿物。Chuquicamata铜矿为世界上最大的露天铜矿,也开采金和钼,属于斑岩型矿床。该铜矿矿物资源丰富,已鉴定出的有效矿物种达130余种,包括已发现新矿物近20种(Ossandónetal., 2001; Kampfetal., 2012g)。

俄罗斯科拉半岛Khibiny碱性地块。科拉半岛为数百种新矿物的模式产地,为世界闻名的新矿物储库,仅其中的Khibiny地块目前就已发现新矿物120余种。Khibiny地块主要由霞石正长岩构成,内含磷灰石矿体,其矿物资源非常丰富,已知矿物种达530多种(Mitchell and Chakhmouradian, 1998; Cámaraetal., 2012b)。2011年在Khibiny地块的Rasvumchorr、 Kaskasnyunchorr岩体以及Kukisvumchorr岩体中的Kirovskii磷灰石矿各发现1种新矿物,其中2种为硅酸盐类矿物,1种为硫化物类矿物。

挪威北部诺尔兰郡廷斯菲尤尔峡湾(Tysfjord)的Stetind花岗伟晶岩体。2011年在Stetind采石场中发现3种新矿物,其中2种属于硅酸盐类矿物,1种为碳酸盐类矿物,均为稀土矿物。 Stetind花岗伟晶岩为石英-微斜长石伟晶岩,属于NYF型,迄今已在该岩体中发现7种新矿物(Miyawakietal., 2013; Malchereketal., 2015)。

意大利亚平宁山脉北部利古里亚大区东部Molinello 锰矿。2011年在该矿区发现2种新矿物,氧化物类和钒酸盐类矿物各1种。Molinello 锰矿规模较小,但以产出稀有的锰、砷和钒矿物著称,如羟硅砷锰石、水钒锶石、锶红帘石、钒锰铜石和硅砷锰石等。目前在该矿区已发现的新矿物一共有10种(Biagionietal., 2019)。

秘鲁利马大区Oyon省Uchucchacua银铅锌多金属矿床。2011年在该矿床发现2种新矿物,均属硫盐类矿物。Uchucchacua矿是世界排名前五的大型银矿,属于热液后生型。目前在该矿床中已发现近10种新矿物(Keutschetal., 2019)。

意大利托斯卡纳大区Monte Arsiccio铁矿。2011年在该矿区Sant’Olga坑道内发现2种新矿物,分别属于硫化物类、硫盐类矿物。Monte Arsiccio矿为一个重晶石-氧化铁-黄铁矿型的老矿山,以盛产稀有而不寻常的铊硫盐矿物闻名,如硫砷汞银铊矿、原硫砷锑铅铊矿、硫砷汞铊矿、斜硫锑铊矿和博硫锑铊铅矿等。目前在此已发现的新矿物有10余种,包括硫砷汞银铊矿、博硫锑铊铅矿、钾铁氧矾、水钾铁氧矾、橘红银矿、氟砷钒钛钡石和锶铀铁钛矿等(Biagionietal., 2014, 2020)。

纳米比亚奥乔宗朱帕区赫鲁特方丹市的Kombat铜矿。Kombat铜矿发现于1850年,从1900年开始开采,2008年闭坑,是一个有悠久历史的老矿山。2011年在此发现2种新矿物,其一为砷酸盐矿物,其二为卤化物矿物。Kombat铜矿是近20种新矿物的模式产地(Dunn, 1991; Siidraetal., 2018)。

俄罗斯克拉斯诺亚尔斯克(Noril’sk)矿集区塔尔纳赫(Talnakh)铜镍硫化物矿床。2011年在Talnakh矿区的Oktyabr’sky矿山发现2种新矿物,其中之一为氧化物矿物,另一种为硫化物矿物。Noril’sk矿集区为世界上最大的超大型Cu-Ni-PGE矿床,赋存于西伯利亚大火成岩省中。Oktyabr’sky矿山位于矿床东部,目前在此发现的新矿物已有10余种(Pekovetal., 2013a; Marfinetal., 2020)。

中国辽宁省凤城赛马镇的赛马碱性杂岩体。2011年在该岩体中发现2种新矿物,均属硅酸盐类矿物。赛马碱性杂岩体主要由碱性侵入岩和碱性火山-次火山岩,主要岩石类型为霞石正长岩、异霞正长岩和响岩,富含铀、稀土、锆、钍、铌等综合性矿产资源(陈肇博等, 1996; 沈敢富等,2017; Wuetal., 2019)。2022年又在赛马岩体中发现两种新矿物(Wuetal., 2022),一种为磷酸盐,即锶钙磷灰石(IMA2021-087a , Fluorsigaiite, IMA);另一种为碳酸盐,即碳铅镧矿[IMA2022-008, Gysinite-(La)]。

表 1 2011年度全球发现并经IMA CNMNC批准的新矿物种Table 1 New mineral species approved by IMA CNMNC in 2011

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