地质所科研人员在西藏发现超高压新矿物

近日，国际《矿物学杂志》（Mineralogical Magazine，第77卷）公布了国际矿物学会2013年新批准矿物。大陆构造与动力学国家重点实验室地幔研究中心杨经绥研究员团队与国外研究人员合作发现的氮化硼（BN）获批准成为新矿物，命名为青松矿（Qingsongite）。该命名是为了纪念中国地质科学院地质研究所的方青松研究员（1939-2010），他为罗布莎铬铁矿石中第一粒金刚石的发现做出了杰出贡献。

近年来，杨经绥团队与国际同行开展了广泛合作，在蛇绿岩地幔岩和铬铁矿中的超高压矿物研究方面取得了一系列重要进展。他们在全球5个造山带的10个蛇绿岩中发现了金刚石；在铬铁矿中找到了呈斯石英假象的柯石英和锇铱矿中的金刚石包裹体；并用聚焦离子束（FIB）和透射电镜（TEM）新手段，在柯石英中发现纳米级的超高压成因的氮化钛（TiN）和氮化硼（cBN）等特殊矿物包裹体。成分分析表明，青松矿的硼（B）含量为百分之 48.54，氮（N）含量为百分之 51.46；矿物分子式为BN；矿物的晶体结构为立方晶系，a = 3.61 Å, ρcalc = 3.50 g cm-3,空间群F-43m。青松矿粒度十分细小，最大颗粒为1微米，多数粒度为纳米级，矿物作为包裹体产在微米级的超高压柯石英和蓝晶石组合中。实验结果表明，青松矿的形成温度为1300℃，压力为10-15GPa，即形成深度大于300公里。

青松矿和其他一系列的超高压矿物的发现，以及在世界上不同的造山带中不断发现的金刚石等深部矿物，表明大洋扩张脊下的地幔携带了大量深部形成的地幔矿物及其相伴的铬铁矿上涌至浅部，该发现对目前国际上流行的铬铁矿浅部成因的观点提出了新的解释，并且影响到对蛇绿岩和洋壳地幔成因的认识。美国斯坦福大学Louie Liou教授（2012）发表文章指出：“蛇绿岩铬铁矿中的发现超高压矿物打破了传统蛇绿岩铬铁矿形成于高温、低压的洋中脊或弧后扩张环境的传统观念的‘禁锢’”。这些发现结合在其他蛇绿岩（例如极乌拉尔）中相似的发现，唤起了在全球蛇绿岩铬铁矿中寻找超高压包裹体的兴趣。” 国际超高压委员会主席Larissa Dobrzhinetskaya教授在2011年出版的超高压研究25周年纪念专著的前言中，也曾指出：“新的发现提供了罗布莎铬铁矿超高压变质相的确凿证据，揭示了这些神秘矿物的成因……开启了大陆物质和方辉橄榄岩型地幔橄榄岩混合物残片的新的研究领域。”

据了解，该实验室地幔研究中心目前正在与国际上多个国家的蛇绿岩和地幔岩研究专家合作，开展全球不同地区、不同时代和不同构造背景产出的代表性蛇绿岩地幔橄榄岩和豆荚状铬铁矿的矿物学、地球化学和同位素等多学科的综合研究，旨在查明金刚石等超还原超高压矿物群和其他矿物在大洋岩石圈中的空间展布、赋存状态及其形成和保留过程，探讨地幔物质组成和深部地质作用及蛇绿岩中铬铁矿的形成深度和成因机制，为国家的铬铁矿找矿突破服务。

（大陆构造与动力学国家重点实验室地幔研究中心 供稿）