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邬斌、谷湘平等:发现磷灰石超族新矿物——锶钙磷灰石

2022年4月2号,经国际矿物学协会新矿物命名与分类委员会(IMA-CNMNC)的严格审查和投票,东华理工大学邬斌副教授、我校谷湘平教授与南京大学王汝成教授等申报的磷灰石超族新矿物正式获得批准,编号IMA2021-87a。该矿物晶体化学式为Ca2Sr3(PO4)3F,英文名为“Fluorsigaiite”,中文名为“锶钙磷灰石”,缩写为“Fsg”。

磷灰石是一类重要的副矿物而广泛分布于各类岩石中,结构通式为IXM12VIIM23(IVTO4)3X,其中金属阳离子M1、M2具有配位数不同的两个占位。迄今人类认知并获国际矿物学协会新矿物命名与分类委员会认可的磷灰石超族矿物达40余种。作为火成岩中常见的磷酸盐矿物,磷灰石的结构、化学组成和同位素信息对揭示岩浆起源演化、成岩物理化学条件以及岩体含矿性评价等方面具有十分重要的指示意义。此前自然界发现的富氟Ca-Sr磷灰石固溶体系列包括fluorapatite (Ca2Ca3(PO4)3F)、fluorcaphite (SrCaCa3(PO4)3F)、fluorstrophite (SrCaSr3(PO4)3F)和stronadelphite(Sr2Sr3(PO4)3F)。新发现的锶钙磷灰石晶体化学式为Ca2Sr3(PO4)3F,六方晶系,空间群P63/m,晶胞参数a = 9.6101 (2) Å,c = 7.1311(1) Å,Z = 2,其晶体结构具有Ca、Sr分别主导两个金属阳离子位置的中心对称特点(图1)。



图1 锶钙磷灰石晶体结构模型图


锶钙磷灰石发现于辽宁赛马碱性岩体,常呈半自形柱状或它形产于霓石、霞石晶间,与微斜长石、霞石、霓石、钠沸石等矿物共生(图2),其可能形成于岩浆晚期或热液阶段。除化学式中主量元素外,锶钙磷灰石还相当富集稀土元素,该发现对研究碱性岩浆-热液演化与稀土成矿具有重大的理论和实际意义。该矿物申报由东华理工大学、中南大学、浙江大学和南京大学共同参与完成,申报人名单:邬斌,谷湘平(通讯作者),饶灿,王汝成,钟福军,万建军。该研究获国家自然科学基金项目(41702033、42063006)资助。


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图2 锶钙磷灰石及共生矿物反射光(a)和背散射电子像图像(b-d)。矿物缩写:Aeg-霓石, Fsg-锶钙磷灰石, Nph-霞石, Ntr-钠沸石

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