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會發光的竺可楨石!浙大學者發現新礦物

發布時間:2020-04-07來源:浙大新聞辦作者:柯溢能1569

礦物是構成固體地球的最小基本單元。日前,由浙江大學地球科學學院饒燦教授課題組發現的一種新礦物LiAl5O8,經國際礦物學協會新礦物命名及分類委員會全票通過,獲得批準。該礦物被命名為“竺可楨石”,英文名為Chukochenite,國際礦物學會編號為IMA 2018-132a,國家博物館藏號M13818。竺可楨石是自然界中發現的第一個鋰鋁氧化物,具有特殊的物理性質,對未來科技研究具有重要意義。

竺可楨石的背散射電子像(Ckc - 竺可楨石;Fl - 螢石;Na-M - 鈉云母)

新礦物竺可楨石產于湖南省郴州市香花嶺矽卡巖中,是癩子嶺花崗巖侵入過程中與周圍碳酸巖圍巖反應產物,其形成時間約155百萬年前,歷經滄海桑田。竺可楨石呈自形-半自形晶體,斜方晶系,空間群為I mma,晶胞參數:a = 5.6593(4) ?,b = 16.8981(9) ?,c = 7.9938(5) ?,V = 764.46(8) ?3,Z = 6。

湖南郴州市香花嶺礦區

饒燦介紹,該新礦物命名是為紀念我國著名科學家、教育家、原浙江大學校長竺可楨院士(1890-1974)。竺可楨是我國地球科學的奠基人之一,浙江大學“文軍長征”的領導者、地球科學學科的創建者,求是精神的倡導者和最堅定的踐行者,深受國內外人士尊敬和愛戴。

實驗樣品

2017年以來,饒燦課題組一直在湖南香花嶺地區對花崗巖及周圍矽卡巖進行稀有金屬礦物學研究。在電子探針化學成分分析過程中,結果發現這種礦物的總量僅有96 wt.%左右,與國際已承認的礦物相差甚遠;經過計算還發現,此礦物中陰陽離子很難配平,陽離子偏少,可能含超輕金屬元素。

在化學成分總量不足的情況下,有多種可能情況。而現有的電子探針暫時不能分析鋰元素,很難直接獲得其化學成分。這兩個問題一直困擾著課題組,饒燦說,通過后來持續的研究,一步一步去證實金屬鋰的存在并確定其晶體結構,最后成功發現了新礦物竺可楨石。

竺可楨石的晶體結構圖

竺可楨石具有特殊的晶體結構,在參入其他雜質后能夠發光產生特殊的光學效應,在目前已有的人工合成LiAl5O8,用于熒光材料的基質,對于創新性的開拓新興稀土發光材料具有積極科學價值?!斑@是我發現的第五種新礦物,但卻是第一個能夠發光的新礦物?!别垹N說,“這正象征竺可楨校長倡導的求是精神,永遠照耀著我們,星火傳燃?!?/span>

眾所周知,超輕金屬鋰廣泛應用于電池、冶金以及光電等新興戰略產業,在未來科技應用中具有不可替代的作用。浙大科研人員發現竺可楨石,為深入了解鋰的地球化學行為提供重要信息。竺可楨石與螢石、云母、金綠寶石、尼日利亞石、綠泥石等礦物一起產出,對鈹礦、錫礦等關鍵金屬礦產的指導找礦也具有重要指示意義。

據了解,新礦物的發現屬于礦物學領域重要的基礎性研究工作,可為人們認知與利用自然界中新物質提供科學依據,為合成制備新材料提供有力技術支撐。

(文 柯溢能/圖片由課題組提供)

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