中国科学家发现地球深部的新矿物种群

在国家自然科学基金(项目批准号：404720250)资助下，中国地质大学与中国地质科学院合作在西藏罗布莎蛇绿岩型铬铁矿床中发现了多种形成于地球深部的新矿物种群。该基金课题是在中国地质大学施倪承教授主持下进行的。在2006-2007年，该课题组成员白文吉、方青松、施倪承及李国武已先后分别向国际矿物学会新矿物、矿物命名及分类委员会提交了新矿物罗布莎矿(Fe0.83Si2)，曲松矿(WC)、雅鲁矿((Cr,Fe,Ni)9C4及藏布矿(TiFeSi2)的申请，到目前为至，己全部获该委员会批准，其中雅鲁矿和藏布矿矿是用我们伟大祖国著名的河流雅鲁藏布江命名的。
 
新矿物的发现是国家矿物学研究水平的重要标志之一。它的发现取决于国家矿产资源地质勘探程度、各种测试技术的水平以及国家对该学科在资金、人材等方面的投入力度。中国地质大学X射线衍射实验室一直是我国结晶矿物学研究中心之一。2000年在国家211工程资助下，该实验室引进了世界上具有先进水平的带有电子耦合探测器(CCD)单晶X射线衍射仪。先进的测试技术及该实验室数十年来研究新种属积累起来的丰富的实践经验相结合，终于达到了对单体颗粒细小至10微米左右矿物晶体获取完整的衍射数据的研究水平。其中对于确定矿物种属具有关键意义的X射线晶体学实验是由中国地质大学晶体结构实验室李国武、熊明副教授进行的，取得了一整套完整的晶体学数据，从而为提交到国际新矿物及矿物分类委员会的表决通过奠定了坚实基础。
 
我国科学家这次在西藏罗布莎地区发现的地球深部矿物不是单独的一二个种属，而是发现了一批能表征其不同深度的地球深部矿物群体。该矿物群首先是于方青松、白文吉等(中国地质科学院地质研究所)1981年在该岩体发现蛇绿岩型金刚石引发的。中国地质科学院地质研究所研究员白文吉、方青松、杨经绥、戎和等曾对该区的地幔矿物群种属进行了长期深入的研究，在化学成分探测的基础上发现了60-70种该区特有的矿物种族。他们除发现金刚石外还发现了具有形成深度表征意义的方镁铁矿，柯石英、碳硅石、硅尖晶石等高压矿物。更为奇特的是发现了一系列只有在还原条件下才能生成的金属元素矿物、金属互化物(通常此类矿物仅存于陨石、月岩及地外天体)。其中金属元素(Fe,Cr,Ni,Co,Ti,W)与硅和碳形成的硅化物和碳化物特别丰富。这次发现的几种新矿物也均为化学成分及晶体结构具有新颖性的硅化物及碳化物。关于该区矿物群体的成因问题己引起国内外学者的巨大兴趣，目前初步认为它们是通过地幔柱通道由深部上升至铬铁矿岩后被捕掳并冷却结晶而成的。有位专家在评议此类矿物的成因时称它们是“独特地质环境下的非同寻常的矿物(Again a very unusual mineral in unique geological condition)”。目前大量的其他矿物种族还未详细研究，如继续投入力量深入研究该区有可能找到更丰富的矿物种群。
 
西藏罗布莎蛇绿岩型铬铁矿床中地球深部的矿物种群的发现是我国学者对矿物学领域的新贡献，它加深了人类对地球深部各层圈，尤其是地幔和地核物质的化学成分和晶体结构的认识。此次发现对于地球动力学及地球早期演化均有重要的学术意义。