中國科學家發現地球深部的新礦物種群

在國家自然科學基金(項目批準號：404720250)資助下，中國地質大學與中國地質科學院合作在西藏羅布莎蛇綠巖型鉻鐵礦床中發現了多種形成于地球深部的新礦物種群。該基金課題是在中國地質大學施倪承教授主持下進行的。在2006-2007年，該課題組成員白文吉、方青松、施倪承及李國武已先后分別向國際礦物學會新礦物、礦物命名及分類委員會提交了新礦物羅布莎礦(Fe0.83Si2)，曲松礦(WC)、雅魯礦((Cr,Fe,Ni)9C4及藏布礦(TiFeSi2)的申請，到目前為至，己全部獲該委員會批準，其中雅魯礦和藏布礦礦是用我們偉大祖國著名的河流雅魯藏布江命名的。
 
新礦物的發現是國家礦物學研究水平的重要標志之一。它的發現取決于國家礦產資源地質勘探程度、各種測試技術的水平以及國家對該學科在資金、人材等方面的投入力度。中國地質大學X射線衍射實驗室一直是我國結晶礦物學研究中心之一。2000年在國家211工程資助下，該實驗室引進了世界上具有先進水平的帶有電子耦合探測器(CCD)單晶X射線衍射儀。先進的測試技術及該實驗室數十年來研究新種屬積累起來的豐富的實踐經驗相結合，終于達到了對單體顆粒細小至10微米左右礦物晶體獲取完整的衍射數據的研究水平。其中對于確定礦物種屬具有關鍵意義的X射線晶體學實驗是由中國地質大學晶體結構實驗室李國武、熊明副教授進行的，取得了一整套完整的晶體學數據，從而為提交到國際新礦物及礦物分類委員會的表決通過奠定了堅實基礎。
 
我國科學家這次在西藏羅布莎地區發現的地球深部礦物不是單獨的一二個種屬，而是發現了一批能表征其不同深度的地球深部礦物群體。該礦物群首先是于方青松、白文吉等(中國地質科學院地質研究所)1981年在該巖體發現蛇綠巖型金剛石引發的。中國地質科學院地質研究所研究員白文吉、方青松、楊經綏、戎和等曾對該區的地幔礦物群種屬進行了長期深入的研究，在化學成分探測的基礎上發現了60-70種該區特有的礦物種族。他們除發現金剛石外還發現了具有形成深度表征意義的方鎂鐵礦，柯石英、碳硅石、硅尖晶石等高壓礦物。更為奇特的是發現了一系列只有在還原條件下才能生成的金屬元素礦物、金屬互化物(通常此類礦物僅存于隕石、月巖及地外天體)。其中金屬元素(Fe,Cr,Ni,Co,Ti,W)與硅和碳形成的硅化物和碳化物特別豐富。這次發現的幾種新礦物也均為化學成分及晶體結構具有新穎性的硅化物及碳化物。關于該區礦物群體的成因問題己引起國內外學者的巨大興趣，目前初步認為它們是通過地幔柱通道由深部上升至鉻鐵礦巖后被捕擄并冷卻結晶而成的。有位專家在評議此類礦物的成因時稱它們是“獨特地質環境下的非同尋常的礦物(Again a very unusual mineral in unique geological condition)”。目前大量的其他礦物種族還未詳細研究，如繼續投入力量深入研究該區有可能找到更豐富的礦物種群。
 
西藏羅布莎蛇綠巖型鉻鐵礦床中地球深部的礦物種群的發現是我國學者對礦物學領域的新貢獻，它加深了人類對地球深部各層圈，尤其是地幔和地核物質的化學成分和晶體結構的認識。此次發現對于地球動力學及地球早期演化均有重要的學術意義。