礦物是構(gòu)成固體地球的最小基本單元。日前，由浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院饒燦教授課題組發(fā)現(xiàn)的一種新礦物LiAl5O8，經(jīng)國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物命名及分類委員會(huì)全票通過，獲得批準(zhǔn)。該礦物被命名為“竺可楨石”，英文名為Chukochenite，國(guó)際礦物學(xué)會(huì)編號(hào)為IMA 2018-132a，國(guó)家博物館藏號(hào)M13818。竺可楨石是自然界中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)鋰鋁氧化物，具有特殊的物理性質(zhì)，對(duì)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(chǎn)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(yīng)產(chǎn)物，其形成時(shí)間約155百萬(wàn)年前，歷經(jīng)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(shù)：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(qū)
饒燦介紹，該新礦物命名是為紀(jì)念我國(guó)著名科學(xué)家、教育家、原浙江大學(xué)校長(zhǎng)竺可楨院士(1890-1974)。竺可楨是我國(guó)地球科學(xué)的奠基人之一，浙江大學(xué)“文軍長(zhǎng)征”的領(lǐng)導(dǎo)者、地球科學(xué)學(xué)科的創(chuàng)建者，求是精神的倡導(dǎo)者和最堅(jiān)定的踐行者，深受國(guó)內(nèi)外人士尊敬和愛戴。
實(shí)驗(yàn)樣品
2017年以來，饒燦課題組一直在湖南香花嶺地區(qū)對(duì)花崗巖及周圍矽卡巖進(jìn)行稀有金屬礦物學(xué)研究。在電子探針化學(xué)成分分析過程中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種礦物的總量?jī)H有96 wt.%左右，與國(guó)際已承認(rèn)的礦物相差甚遠(yuǎn)；經(jīng)過計(jì)算還發(fā)現(xiàn)，此礦物中陰陽(yáng)離子很難配平，陽(yáng)離子偏少，可能含超輕金屬元素。
在化學(xué)成分總量不足的情況下，有多種可能情況。而現(xiàn)有的電子探針暫時(shí)不能分析鋰元素，很難直接獲得其化學(xué)成分。這兩個(gè)問題一直困擾著課題組，饒燦說，通過后來持續(xù)的研究，一步一步去證實(shí)金屬鋰的存在并確定其晶體結(jié)構(gòu)，最后成功發(fā)現(xiàn)了新礦物竺可楨石。
竺可楨石的晶體結(jié)構(gòu)圖
竺可楨石具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)，在參入其他雜質(zhì)后能夠發(fā)光產(chǎn)生特殊的光學(xué)效應(yīng)，在目前已有的人工合成LiAl5O8，用于熒光材料的基質(zhì)，對(duì)于創(chuàng)新性的開拓新興稀土發(fā)光材料具有積極科學(xué)價(jià)值?！斑@是我發(fā)現(xiàn)的第五種新礦物，但卻是第一個(gè)能夠發(fā)光的新礦物?！别垹N說，“這正象征竺可楨校長(zhǎng)倡導(dǎo)的求是精神，永遠(yuǎn)照耀著我們，星火傳燃。”
眾所周知，超輕金屬鋰廣泛應(yīng)用于電池、冶金以及光電等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，在未來科技應(yīng)用中具有不可替代的作用。浙大科研人員發(fā)現(xiàn)竺可楨石，為深入了解鋰的地球化學(xué)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(chǎn)出，對(duì)鈹?shù)V、錫礦等關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的指導(dǎo)找礦也具有重要指示意義。
據(jù)了解，新礦物的發(fā)現(xiàn)屬于礦物學(xué)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)性研究工作，可為人們認(rèn)知與利用自然界中新物質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)，為合成制備新材料提供有力技術(shù)支撐。
（文 柯溢能/圖片由課題組提供）
