2011年全球發現的新礦物種

蔡劍輝

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

2011年度全球新發現并經國際礦物學協會新礦物及礦物分類命名專業委員會(IMA CNMNC)批準認可的有效礦物種達122種(表1)。本文是對這些新礦物基本礦物學特征的系統報道,具體內容包括新礦物的英文名稱、中文譯名、晶體化學式、晶系和空間群、晶胞參數、主要粉晶衍射數據、物理性質、光學性質、產地與產狀、新礦物與其他礦物種的關系、礦物名稱來源、化學反應、光譜學特征、參考文獻。礦物中文譯名是根據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)進行審訂的。

按照國際礦物學協會新礦物及礦物分類命名專業委員會關于礦物命名的程序和原則(Nickel and Mandarino, 1999),新礦物經批準之后必須在兩年之內公開發表,逾期未發表,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IMA CNMNC投票批準的、并征得新礦物發現者許可于2011～2012年間在學術期刊MineralogicalMagazine及其他公開出版物上已發布的有效礦物種(Williamsetal., 2011a, 2011b, 2011c, 2011d, 2012; Back, 2018)。截至2022年10月,所有新礦物發現者均已陸續公開發表相關礦物的全面研究數據。

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

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

此外,還根據新的結構數據和化學成分分析結果對3種新礦物的化學式進行了重新修訂：

① Gunterite(IMA 2011-001,水釩鈉石),原化學式為Na4(H2O)16(H2V10O28)·6 H2O,2021年根據新的結構數據和電子探針分析結果并經IMA CNMNC批準重新修訂為Na4Ca(V10O28) ·20 H2O(Miyawakietal., 2021a)。

③ Vigrishinite(IMA 2011-073,羥硅鈦鋅石),原化學式為Zn2Ti2-x[Ti2(Si2O7)2](OH,H2O,□)8(x<1) , 2018年根據結構拓撲學和化學組成分析獲得礦物的新結構,據此對該礦物的晶體結構和化學式進行重新修訂,羥硅鈦鋅石的新化學式為NaZnTi4(Si2O7)2O3(OH)(H2O)4(Sokolova and Hawthorne, 2018)。

根據礦物產地,2011年發現和批準的122種新礦物模式產地分布在31個國家,在俄羅斯發現26種,意大利發現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,發現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,發現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現和研究的翹楚,令人意外的是另一翹楚——美國跌落第六,只發現4種新礦物,遠遠落后于意大利、德國、智利和納米比亞,甚至落后于日本。2011年在中國發現的新礦物有4種,數量與美國、挪威和秘魯并列世界第六位,包括產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),全部由中國學者主導發現和研究。

根據礦物分類,2011年發現的新礦物中有86種屬于含氧鹽類,約占總數的70%;15種屬于硫(砷、碲、硒、銻、鉍)化物和硫鹽類,約占總數的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),約占總數的12%;5種為鹵化物類,約占總數的4%;1種為自然元素及金屬互化物類(包括碳、硅、氮、磷化物),約占總數的1%;1種為有機礦物,約占總數的1%。顯然,含氧鹽類新礦物的數量占比居絕對優勢,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、有機類礦物最少,各僅1種。

根據礦物產狀,2011年的新礦物主要發現于礦床、火山口及火山巖區、偉晶巖及堿性雜巖體、冰川沉積物和隕石中。礦床中發現的新礦物達55種,其中48種產在各種金屬礦床中,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;產于其他礦床的新礦物有7種,包括有機鳥糞、翡翠、青金石、溫石棉、方解石和硒礦。接近半數的新礦物均發現于礦床的表生氧化蝕變環境。除此之外,產于活火山口和火山巖區的新礦物數目多達31種,發現于偉晶巖和堿性巖區的新礦物有23種,隕石和冰川沉積物中各產出3種,其他產狀的5種。2011年度發現新礦物較多的特征產地包括：

德國萊茵蘭-普法爾茨州的埃菲爾(Eifel)火山區。2011年在埃菲爾火山區的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現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。埃菲爾地區是在新生代火山作用下形成的丘陵地帶,該區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,而且玄武質火山巖和捕擄體中產出多種結晶良好的罕見礦物,已發現新礦物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-巴爾卡爾共和國巴克桑峽谷(Baksan Valley)中的Upper Chegem火山口。2011年在熔結凝灰巖的矽卡巖捕擄體中發現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,伴隨高溫熱液循環的火山灰流的溫度高達650～1 000℃,區域內罕見地存在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),這些嵌在凝灰巖中的中上侏羅統灰巖、白云巖、泥巖和粉砂巖在高溫低壓環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60余種,是其中約20種新礦物的模式產地(Galuskinaetal., 2015)。

納米比亞的奧希科托(Otjikoto)省楚梅布(Tsumeb)礦床。2011年在Tsumeb礦床氧化帶共發現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礦發現于1907年,1996年閉坑,為世界著名的Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd礦床,也以盛產稀有的、非尋常礦物著稱于世。Tsumeb礦床中已知有效礦物種達300多種,尤為特別的是,它為70多種新礦物的模式產地(Ludietal., 2016; Southwoodetal., 2020)。

俄羅斯遠東地區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年在此發現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于1975年,形成很多火山渣堆,已發現的礦物種超過260余個,其中新礦物達129種(Filatovetal., 2016)。

意大利埃奧利群島火山島La Fossa火山噴氣口。2011年在此發現的新礦物有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,包括首次發現的新礦物30余種(Garavellietal., 2021)。

智利安托法加斯塔(Antofagasta) 大區El Loa 省Chuquicamata銅礦。2011年在Chuquicamata銅礦氧化帶發現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130余種,包括已發現新礦物近20種(Ossandónetal., 2001; Kampfetal., 2012g)。

俄羅斯科拉半島Khibiny堿性地塊。科拉半島為數百種新礦物的模式產地,為世界聞名的新礦物儲庫,僅其中的Khibiny地塊目前就已發現新礦物120余種。Khibiny地塊主要由霞石正長巖構成,內含磷灰石礦體,其礦物資源非常豐富,已知礦物種達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磷灰石礦各發現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采石場中發現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現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東部Molinello 錳礦。2011年在該礦區發現2種新礦物,氧化物類和釩酸鹽類礦物各1種。Molinello 錳礦規模較小,但以產出稀有的錳、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。目前在該礦區已發現的新礦物一共有10種(Biagionietal., 2019)。

秘魯利馬大區Oyon省Uchucchacua銀鉛鋅多金屬礦床。2011年在該礦床發現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現近10種新礦物(Keutschetal., 2019)。

意大利托斯卡納大區Monte Arsiccio鐵礦。2011年在該礦區Sant’Olga坑道內發現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。目前在此已發現的新礦物有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赫魯特方丹市的Kombat銅礦。Kombat銅礦發現于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年在此發現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種新礦物的模式產地(Dunn, 1991; Siidraetal., 2018)。

俄羅斯克拉斯諾亞爾斯克(Noril’sk)礦集區塔爾納赫(Talnakh)銅鎳硫化物礦床。2011年在Talnakh礦區的Oktyabr’sky礦山發現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,目前在此發現的新礦物已有10余種(Pekovetal., 2013a; Marfinetal., 2020)。

中國遼寧省鳳城賽馬鎮的賽馬堿性雜巖體。2011年在該巖體中發現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、鈮等綜合性礦產資源(陳肇博等, 1996; 沈敢富等,2017; Wuetal., 2019)。2022年又在賽馬巖體中發現兩種新礦物(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年度全球發現并經IMA CNMNC批準的新礦物種Table 1 New mineral species approved by IMA CNMNC in 2011

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