会发光的“竺可桢石”!浙大学者在湖南发现新矿物
2020-04-09 10:03 来源:浙报融媒体 编辑:矿材网

 矿物是构成固体地球的最小基本单元。日前,由浙江大学地球科学学院饶灿教授课题组发现的一种新矿物LiAl5O8,经国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会全票通过,获得批准。该矿物被命名为“竺可桢石”,英文名为Chukochenite,国际矿物学会编号为IMA 2018-132a,国家博物馆藏号M13818。竺可桢石是自然界中发现的第一个锂铝氧化物,具有特殊的物理性质,对未来科技研究具有重要意义。


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竺可桢石的背散射电子像(Ckc - 竺可桢石;Fl - 萤石;Na-M - 钠云母

 

新矿物竺可桢石产于湖南省郴州市香花岭矽卡岩中,是癞子岭花岗岩侵入过程中与周围碳酸岩围岩反应产物,其形成时间约155百万年前,历经沧海桑田。竺可桢石呈自形-半自形晶体,斜方晶系,空间群为Imma,晶胞参数:a = 5.6593(4) ,b = 16.8981(9) ,c = 7.9938(5) ,V = 764.46(8)3,Z = 6。



 饶灿介绍,该新矿物命名是为纪念我国著名科学家、教育家、原浙江大学校长竺可桢院士(1890-1974)。竺可桢是我国地球科学的奠基人之一,浙江大学“文军长征”的领导者、地球科学学科的创建者,求是精神的倡导者和最坚定的践行者,深受国内外人士尊敬和爱戴。


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实验样品


 2017年以来,饶灿课题组一直在湖南香花岭地区对花岗岩及周围矽卡岩进行稀有金属矿物学研究。在电子探针化学成分分析过程中,结果发现这种矿物的总量仅有96 wt.%左右,与国际已承认的矿物相差甚远;经过计算还发现,此矿物中阴阳离子很难配平,阳离子偏少,可能含超轻金属元素。


 在化学成分总量不足的情况下,有多种可能情况。而现有的电子探针暂时不能分析锂元素,很难直接获得其化学成分。这两个问题一直困扰着课题组,饶灿说,通过后来持续的研究,一步一步去证实金属锂的存在并确定其晶体结构,最后成功发现了新矿物竺可桢石。


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竺可桢石的晶体结构图


 竺可桢石具有特殊的晶体结构,在参入其他杂质后能够发光产生特殊的光学效应,在目前已有的人工合成LiAl5O8,用于荧光材料的基质,对于创新性的开拓新兴稀土发光材料具有积极科学价值。“这是我发现的第五种新矿物,但却是第一个能够发光的新矿物。”饶灿说,“这正象征竺可桢校长倡导的求是精神,永远照耀着我们,星火传燃。”


 众所周知,超轻金属锂广泛应用于电池、冶金以及光电等新兴战略产业,在未来科技应用中具有不可替代的作用。浙大科研人员发现竺可桢石,为深入了解锂的地球化学行为提供重要信息。竺可桢石与萤石、云母、金绿宝石、尼日利亚石、绿泥石等矿物一起产出,对铍矿、锡矿等关键金属矿产的指导找矿也具有重要指示意义。

 

据了解,新矿物的发现属于矿物学领域重要的基础性研究工作,可为人们认知与利用自然界中新物质提供科学依据,为合成制备新材料提供有力技术支撑。

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