近日,我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新礦物——鈮包頭礦,這是一種富含戰(zhàn)略性金屬的新礦物,富含的元素鈮在我國核工業(yè)系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要用途。
鈮包頭礦是一種富含鋇、鈮、鈦、鐵、氯的硅酸鹽礦物,被發(fā)現(xiàn)于內(nèi)蒙古包頭市的白云鄂博礦床,鈮包頭礦顏色呈棕色至黑色,形狀為柱狀或板狀,顆粒大小約為20—80微米。
據(jù)介紹,發(fā)現(xiàn)鈮包頭礦的白云鄂博礦床,礦物種類相當(dāng)豐富,迄今已發(fā)現(xiàn)170余種礦物,鈮包頭礦是在該礦床發(fā)現(xiàn)的第17個(gè)新礦物。
中核地質(zhì)科技高級工程師 葛祥坤:從它的化學(xué)組成來看,是一種鈮含量很高的包頭礦,(有望)可以用來提取鈮元素。鈮是國家的戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬元素,可以用到很多場景,在核工業(yè)系統(tǒng)有相當(dāng)(重要)的用處。另外,還可以制造超導(dǎo)材料、高溫合金等。
記者探訪:關(guān)鍵四步如何發(fā)現(xiàn)新礦物
鈮包頭礦的發(fā)現(xiàn)為國際礦物學(xué)作出了貢獻(xiàn),截至目前,中核地質(zhì)科技的科研人員一共發(fā)現(xiàn)了11種新礦物。那新礦物是怎樣被發(fā)現(xiàn)的?又用到哪些科學(xué)儀器呢?跟隨記者一起去看看。
總臺(tái)央視記者 吳天白:想要發(fā)現(xiàn)一種新礦物需要四步,第一步就是化學(xué)成分分析,靠的就是我身旁這臺(tái)電子探針設(shè)備,可以將樣品的化學(xué)成分精準(zhǔn)檢測出來。
中核地質(zhì)科技工程師鄧 劉敏:通過用高能聚焦的電子束打到樣品表面,測出各種元素的含量,你可以通過元素的含量確定化學(xué)式,從而確定它是不是新的。所以,測定化學(xué)成分對于新礦物的研究也是比較關(guān)鍵的一步。
通過電子探針的測試,科研人員獲得了新礦物的化學(xué)成分,但光有化學(xué)成分還不夠,想要確定它是一種新礦物,還需要對礦物晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,這就要進(jìn)入第二步——樣品制作。
中核地質(zhì)科技工程師 王濤:鈮包頭礦的顆粒比較小,我們用聚焦粒子束把礦物顆粒給切出來,大概是20×10×7微米的顆粒。因?yàn)槲覀円獙λM(jìn)行晶結(jié)構(gòu)解析,必須要保證它的成分是純的。這個(gè)就是我們切出來的一個(gè)樣品,接下來會(huì)采集它的結(jié)構(gòu)信息。
總臺(tái)央視記者 吳天白:新礦物切片(割)后制成的樣品就是我手中這樣的,體積非常小,用肉眼無法看到。但是通過特殊的科學(xué)設(shè)備,用X光對它進(jìn)行照射,我們就可以分析它的晶體結(jié)構(gòu)。
中核地質(zhì)科技高級工程師 李婷:我們的顆粒會(huì)放在儀器的正中間,在樣品座上。這邊是光源(X射線),這邊是接收器,當(dāng)光(X射線)從晶體里面穿過被接收器接收的時(shí)候,它已經(jīng)帶了晶體的結(jié)構(gòu)信息了。鈮包頭礦,我們最后解出來它的結(jié)構(gòu)就是一個(gè)四方晶系的晶體,這是原子之間彼此的排列方式。
記者:通過它的排列能看出礦物的哪些特點(diǎn)呢?
中核地質(zhì)科技高級工程師 李婷:研究一個(gè)新礦物,你必須要說清楚它的結(jié)構(gòu)是什么。就像生物一樣,要知道它歸屬在哪個(gè)族里,知道它的結(jié)構(gòu)之后,這些參數(shù)都對得上,你才能把它歸類。
得到了新礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)就完成了對新礦物的基本信息收集。接下來,科研人員還要進(jìn)行光譜分析和物理特征檢測,來完善新礦物的相關(guān)資料,最終將材料匯總,提出新礦物申請,通過審查后就能得到國際批準(zhǔn)。
審核嚴(yán)格 新礦物命名有學(xué)問
想要得到國際批準(zhǔn)可不是一件容易的事。記者了解到,新礦物的命名需要層層審核。
在獲得新礦物數(shù)據(jù)后,科研人員要向世界最大礦物學(xué)組織——國際礦物學(xué)會(huì)提出申請,國際礦物學(xué)會(huì)新礦物、命名及分類委員會(huì)主席會(huì)對申請書進(jìn)行初審,提出研究中存在的不足,并給出建議。
中核地質(zhì)科技高級工程師 范光:這個(gè)步驟非常嚴(yán)格、非常嚴(yán)謹(jǐn)。得到(國際礦物學(xué)會(huì)新礦物、命名及分類委員會(huì))主席的認(rèn)可以后,會(huì)讓新礦物分類和命名委員會(huì)的委員投票。如果得到了三分之二多數(shù)的通過,(國際礦物學(xué)會(huì)新礦物、命名及分類委員會(huì))主席就會(huì)簽發(fā)批準(zhǔn)書,代表我們礦物正式獲得了批準(zhǔn),兩年內(nèi)我們將會(huì)有正式的文章進(jìn)行發(fā)表。
截至目前,我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了嫦娥石、冕寧鈾礦、欒鋰云母等180多種新礦物。
中核地質(zhì)科技高級工程師 范光:新礦物的發(fā)現(xiàn)代表了一個(gè)國家礦物學(xué)研究的水平,發(fā)現(xiàn)新礦物是我們不斷追求極致、認(rèn)識世界、認(rèn)識自然的過程,希望在國際礦物學(xué)舞臺(tái)常見到中國人的身影。
轉(zhuǎn)自:央視網(wǎng)
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