江西甘坊岩体发现罕见的含铍矿物——红磷锰铍石

王水龙; 王大钊; 刘爽; 廖生万; 聂晓亮; 李凯旋; 徐林; 周宾

doi:10.15898/j.cnki.11-2131/td.202204190083

江西甘坊岩体发现罕见的含铍矿物——红磷锰铍石

1.
东华理工大学核资源与环境国家重点实验室, 江西南昌 330013
2.
江西省地质局生态地质大队，江西南昌 330002

基金项目:

江西省自然科学基金项目 20202BABL213032

东华理工大学博士科研启动基金项目 DHBK2019302

核资源与环境国家重点实验室开放基金 NRE1909

核资源与环境国家重点实验室自主基金 Z1919

详细信息

作者简介:
王水龙，博士，助理研究员，主要从事稀有金属矿产研究工作。E-mail: 383491562@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2022-04-18
- 修回日期: 2022-05-18
- 录用日期: 2022-05-23
- 网络出版日期: 2022-09-08
- 刊出日期: 2022-07-27

Discovery of Rare Beryllium Mineral, Väyrynenite in Ganfan Granite Body, Jiangxi Province

1.
State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, China
2.
Ecological Geology Brigade of Jiangxi Geology Bureau, Nanchang 330002, China

摘要

HTML全文

红磷锰铍石(Väyrynenite)，化学式为Mn²⁺[BePO₄(OH, F)]，是一种十分罕见的含铍磷酸盐矿物^[1]。红磷锰铍石最早发现于芬兰的Viitaniemi地区^[2]，目前仅在芬兰、中国等少数地区的花岗伟晶岩中发现^[2-8]。红磷锰铍石与绿柱石具有同构型，是岩浆演化过程中铍矿物相结晶与演化的重要指示矿物^[1]，同时也是一种稀有的宝石^[8]。

江西西北部是中国重要的铌钽铍锂稀有金属成矿区之一^[9]，九岭成矿带甘坊岩体钽、铌、锂、铷、铯等稀有金属品位较高，以往只是作为含锂瓷石矿开采，近年来随着关键金属找矿勘查，甘坊岩体稀有金属成矿作用受到广泛关注。

作者项目组对江西九岭成矿带甘坊岩体宜丰等地的含稀有金属花岗岩开展野外调查工作时，在圳口里的钠长石化白云母花岗岩中发现一种粉红色矿物(图 1)。因红磷锰铍石矿物较为稀有，故没有选择湿法化学分析，实验中通过手标本和镜下观察，综合运用电子探针(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、激光拉曼光谱和单晶X射线衍射分别对矿物的化学成分、拉曼光谱特征和晶体结构进行分析测试。单晶X射线衍射在中南大学地球科学与信息物理学院完成，其余实验均在东华理工大学核资源与环境国家重点实验室完成。

图 1 江西甘坊岩体红磷锰铍石(a)手标本照片和(b)矿物颗粒照片

Figure 1. (a) Specimen photo and (b) mineral grain photo of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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江西甘坊岩体中的红磷锰铍石(图 1a)，以单晶体矿物颗粒分布于钠长石化白云母花岗岩中，呈现半自形产出，边上有大量黑色物质。粉红色，条痕白色，玻璃光泽，莫氏硬度与小刀相当，在5.0~5.5之间。切出小块单矿物颗粒制成矿物靶，镜下观察矿物晶体透明(图 1b)。电子探针分析表明该矿物主要成分是P₂O₅、MnO、FeO，其中w(P₂O₅)为34.92%~38.57%，w(MnO)为30.70%~35.57%，w(FeO)为0.94%~1.64%。由于本次所用的电子探针不能对Be和H₂O进行定量分析^[10]，因此Be的含量采用LA-ICP-MS进行分析，H₂O⁺的含量依据矿物理论成分计算。w(BeO)为19.89%~20.03%，还有少量CaO、Na₂O、K₂O、Al₂O₃等，H₂O⁺的含量以理论成分5.12%计算，总量为92.20%~100.54%。与芬兰、中国南平、巴基斯坦、瑞典、西班牙、俄罗斯等其他地区报道的红磷锰铍石的成分相近^[2-8]，特别是与巴基斯坦宝石级的红磷锰铍石具有极高的相似性^[8]。激光拉曼光谱谱图显示在1003cm^-1和3217cm^-1位置的特征峰(图 2)，分别代表了PO₄^3- v₁的对称拉伸和OH^-的拉伸振动，与芬兰的红磷锰铍石一致^[11]，其他弱峰不一致可能是元素成分上的差异导致。

图 2 江西甘坊岩体红磷锰铍石的激光拉曼光谱谱图

Figure 2. Laser Raman spectrum of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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晶体结构分析使用中南大学地球科学与信息物理学院Rigaku XtaLAB Synergy单晶X射线衍射仪完成。实验条件为Mo Kα射线(λ=0.07107nm)，石墨单色器，晶体中心与Hypix6000检测器的距离35mm，管压50kV，管流1mA，帧曝光时间205s，获得晶胞参数：晶胞参数a=4.722Å，b=14.557Å，c=5.421Å，α=γ=90°，β=102.723(3)°，V=363.496Å³，Z=4，属于单斜晶系，空间群为P2₁/c，使用VESTA生成晶体结构模型(图 3)。

图 3 江西甘坊岩体红磷锰铍石的矿物晶体结构

Figure 3. Crystal structure of of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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综上所述，可以确定甘坊岩体所发现的矿物确定为红磷锰铍石。花岗岩中红磷锰铍石的发现尚属首次。显然，进一步系统地研究该矿物的产出条件及分布规律，对研究铍的地球化学特征和铍矿物相结晶与演化无疑具有重要意义。

致谢: 野外工作得到江西省地质局生态地质大队和江西省地矿资源勘查开发有限公司汪龙飞、曹正建等工程师的支持，中南大学地球科学与信息物理学院谷湘平教授帮忙完成了晶体结构分析，审稿专家对论文提出宝贵意见，在此一并致以诚挚谢意！

图 1 江西甘坊岩体红磷锰铍石(a)手标本照片和(b)矿物颗粒照片

Figure 1. (a) Specimen photo and (b) mineral grain photo of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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图 2 江西甘坊岩体红磷锰铍石的激光拉曼光谱谱图

Figure 2. Laser Raman spectrum of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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图 3 江西甘坊岩体红磷锰铍石的矿物晶体结构

Figure 3. Crystal structure of of Väyrynenite in Ganfan granite body, Jiangxi Province

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参考文献(11)

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施引文献(5)

期刊类型引用(3)

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2.	秦锦华，刘善宝，郭志强，王成辉，张树德，钟先源. 赣南斑岩锡矿田云英岩型锂矿中锂的赋存状态研究. 岩矿测试. 2024(04): 546-557 . 本站查看
3.	杨庆坤，赵海波，陈凤杰，庞文静，赵朝霞，解世雄. 江西宜丰甘坊岩体中黑云母花岗岩与花岗伟晶岩的锆石、独居石U-Pb年龄及成因联系. 地质论评. 2024(05): 1788-1806 . 百度学术