我国发现新矿物「倪培石」,具有怎样的科学价值?未来可应用于哪些领域?
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倪培石是目前为止,在自然界发现的铈含量最多的硅酸盐矿物。
其矿物编号为:IMA2022-106a,英文名为Nipeiite-(Ce)。
这种矿物颜色是红色的——浅红-红棕的这么个颜色范围,长这样:
见箭头标注处。 它也是我国在自然界里边发现的、并且经过了国际矿物学会正式批准的第三个硅铈石超族新矿物(此前的两个为太平石和嫦娥石)。
敲黑板啦!!!!!!这个硅铈石超族,在地球、地球生物体和地外都有被发现哦!
所以研究它们除了对于稀土资源的开发和利用有帮助之外,对于太阳系演化、月球起源、生物矿化之类的都是有帮助的哦!
再来分别介绍一下其他两种矿物吧。
太平石
矿物编号:IMA2018-123a,英文名:Taipingite-(Ce);化学式:(Ce7Ca2)Σ9Mg(SiO4)3[SiO3(OH)]4F3
太平石发现于河南省西峡县太平镇稀土矿2号矿脉中,颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色。该矿物与铈褐帘石、羟硅铈矿、氟镧矿、萤石、方解石等矿物紧密共生,矿物粒度大概在100um×200um左右。
嫦娥石
矿物编号:批准号为IMA2022-023ax
英语名:Changesite-(Y)(其实就是嫦娥的拼音+s+ite(英文后缀,表示矿物)+ Y(稀土矿物后缀,表示其中富含稀土元素钇)组成的一个英文名。
理想化学式为(Ca8Y)□Fe2+(PO4)7,晶体结构属三方晶系,空间群R3c。
它存在于月球玄武岩颗粒中,是2022年由我们国家的科学家首次在月球土壤样本中发现的新矿物。也是人类在月球上发现的第六种新矿物哟!
它也属于硅铈石超族的陨磷钙钠石亚族,该亚族矿物主要来自火星、小行星带以及月球陨石和返回样品,是含铁镁的钙钠磷酸盐矿物。它对于月球的稀土资源潜力的评估之类的有作用,它也可能蕴含着月球起源与岩浆演化的信息哦!
编辑于 2024-01-19 11:54・IP 属地四川查看全文>>
Rara - 30 个点赞 👍
倪培石中含有大量的铈,是目前发现的自然存在的最富铈的硅酸盐矿物。铈很多人可能不太熟悉,它是元素周期表上原子序数为58的元素,属于镧系元素(从原子序数57的镧到原子序数71的镥)之一,因此也属于稀土元素(镧系元素加上钪和钇)。单质状态下的铈很不稳定,非常容易燃烧,因此需要保存在真空或充满惰性气体的玻璃管中。铈在氧气中燃烧会得到二氧化铈,这也是被应用得最广泛的铈化合物,可作为抛光粉用于化学机械研磨,也可在净化汽车废气的催化转换器中作为添加剂,还可以作为柴油添加剂用来提高柴油发动机的燃油效率。另外还有其他一些铈化合物也在多个领域扮演重要角色。还有一点值得一提,那就是一般情况下铈对人体几乎没有危害,因为它几乎不在生物体中发挥任何生物学作用,
铈在稀土里面算是最丰富的元素了(在地壳中的元素丰度接近铜,远高于我们熟悉的铅和锡等元素),全世界范围内在中国的储量是最高的,而且还非常容易提取。在两百多年前的1803年人类就发现铈了,并以谷神星为其命名(Cerium),要知道当时达尔文甚至都还没有出生呢。
倪培石当然可以作为铈的来源,但在中国不缺铈的情况下,它更大的价值应该在地质学等相关科研方向上,比如很多新闻中提到的『探讨稀土矿床早期成矿流体的性质以及后期稀土元素的迁移和沉淀机制』等等。
编辑于 2024-01-19 23:38・IP 属地新加坡查看全文>>
卢健龙 - 27 个点赞 👍
“倪培”其实是我国的一位地质学家,他是南京大学地球科学与工程学院教授、博士生导师。
南京大学官网上对他的介绍是[1]:
主要学术兼职包括国际矿物学会矿物包裹体专业委员会主席,国际矿床成因协会成矿流体包裹体委员会秘书长;中国矿物岩石地球化学学会矿物包裹体专业委员会主任、学会理事、副秘书长、矿床地球化学专业委员会委员;中国矿业联合会矿产资源委员会副主任;中国地质学会矿床地质专业委员会委员、区域地质与成矿专业委员会委员;国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室学术委员会委员;[...]。主持过包括国家自然科学基金项目、科技部科技支撑计划项目、全国危机矿山接替资源找矿项目、老矿山找矿项目、整装勘查区关键基础地质研究项目等在内的多项科研项目。已发表论文100余篇。
(倪培教授,图片来自百度百科[2])
这此新发现的矿物“倪培石”以他的名字命名,官方解释是“致敬他长期以来在钨、锡多金属以及稀有、稀土矿床研究领域的卓越成就”[3]。
下面来介绍一下这个新矿物的基本情况。倪培石(Nipeiite-(Ce))是稀土硅酸盐矿物,属于硅铈石矿物超族,三方晶系,发现于河南省西峡县太平镇稀土矿,颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色,呈半透明—透明玻璃光泽,性脆,贝壳状断口,计算密度4.943克/立方厘米,是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。
这里面特别提到“铈”这个元素,这里也可以介绍一下。铈,符号 \rm Ce ,是镧系元素中最常见的一种。它的二氧化物氧化铈 \rm CeO_2 ,是特种玻璃的重要组分。含氧化铈2%的特种玻璃,不仅可以保护玻璃免受辐射、X 射线和阴极射线的损坏,还可以过滤掉紫外线。含有铈、镧和钇的光学玻璃,具有高折射率和低色散,常用于制造镜片。氧化铈浓溶液可以代替氧化铁胭脂,用于抛光光学玻璃,更快地提高镜片和屏幕的光洁度。氧化铈还是重要的催化剂,被化工业中用于生产醇、酚和酮,同时,汽车尾气的催化转化器的催化剂也含有氧化铈。
参考
发布于 2024-01-19 11:50・IP 属地四川查看全文>>
Unit ideal - 11 个点赞 👍
倪培石是自然界已知最富集铈的硅酸盐矿物,也是我国科研团队在自然界中发现并经由国际矿物学会正式批准的第三个硅铈石超族新矿物。三个硅铈石超族新矿物分别为:太平石、嫦娥石、倪培石。倪培石的发现,反映了中国矿物学研究的精细化,是国内稀土矿物学研究进步的成果。
矿物是天然形成的固态化合物,具有特定的组成与微观结构。应当注意,近几年批准的新矿物普遍具有微观性,罕见性,偶发性,隐蔽性的至少一种特征。所以每年经国际矿物学会(IMA)新矿物分类及命名委员会(CNMNC)投票通过批准的新矿物往往屈指可数。
所述微观性,是指新矿物多是尺寸微小的。先前发现与倪培石同超族的嫦娥石,就提供了一个鲜活的例子:嫦五月壤发现的嫦娥石粒径约10微米,最大才有30微米,只能用高倍光学显微镜与扫描电镜、透射电镜识别观察。倪培石标本粒径比嫦娥石大一些,平均有几百微米,但也需要放大观察。
所述罕见性,是指新矿物多是罕见的,可能仅赋存于特殊的岩石,而不是随处可寻。这可能是美苏月壤未发现嫦娥石的原因之一。
所述偶发性,是指新矿物往往需要极端的温压条件或特殊的化学条件形成,而不是所有地质体都能形成的。倪培石采样区域为稀土矿床,嫦娥五号采样区域临近月球上最年轻的地质体之一,这些地质体本身在年代学与岩浆演化方面足够特殊。又例如近些年地大北京的李国武老师团队发现的东川石族矿物,石匠山石,李氏钨矿等,本身就在特定的几个多金属矿床附近发现——这些新矿物产地非常局限,并且发现新矿物的矿床都是具有强烈地球化学异常的地质体。
所述隐蔽性,是指新矿物可能是已知矿物大族的罕见端元,或与已知矿物间互为类质同象或同质多象,容易与已知矿物混淆而不易发现。以与倪培石同族的嫦娥石为例,嫦娥石成分或结构与磷灰石、白磷钙矿、陨磷钙钠石等磷酸盐矿物近似,所以在嫦娥五号样品返回之前,可能因为过去的研究人员把现在识别为嫦娥石的矿物与这些已知矿物混淆,而错过了美苏月壤与月球陨石中的嫦娥石。实际上,其他研究嫦娥五号样品的团队也曾经把嫦娥石当成“富钇白磷钙矿”。
另外,确实存在自古以来可以认识某种矿物,但是未能有效鉴定的实例。例如绿泥间蜡石是青田石“蓝星”这一自古以来就有应用的印章石品种里面蓝色斑点的主要矿物相之一。而1982年的光谱库不能识别青田石“蓝星”的一些矿物相,直到1988年才通过现代矿物学研究手段,成功地对未知相进行系统的矿物学鉴定,从而确认其与当时已知矿物的不同,并认定为新矿物。
近几年发现新矿物的热点方向,主要包括三稀矿床,超高品位金属矿床,高分异岩浆岩,超高压变质带,陨石及陨击岩石,地球以外物质,宝石包裹体等。
新矿物的命名主要依据人名、地名,或者根据矿物成分、结构、物化性质命名。
编辑于 2024-01-20 02:11・IP 属地荷兰真诚赞赏,手留余香还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!查看全文>>
杨溢 - 4 个点赞 👍
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國產戰狼 - 2 个点赞 👍
倪培石是稀土硅酸盐矿物,属于硅铈石矿物超族,三方晶系。
颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色,呈半透明-透明玻璃光泽,性脆,贝壳状断口,计算密度4.943克/立方厘米,是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。先来一睹真容,显微镜下的浅红以及红棕色的部分就是倪培石了,旁边是共生矿物。
点赞关注一下吧~
目前对于倪培石的具体组成成分化学式、具体晶体结构还没有披露,没有太多的信息,既然是硅酸盐矿物那大概率就是岛状、链状、组群状、层状结构或者骨架状中的一种了,主要元素应该包括Si、O、Ce。
这几种的具体介绍有一篇文章已经进行了总结,可以查看。
到目前为止发现的三个硅铈石超族新矿物分别为:太平石、嫦娥石、倪培石。关于太平石信息稍微多一些,供大家参考。
太平石,aipingite-(Ce),2019年6月6日申报获批,由自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心曲凯研究团队发现,是一种含氟稀土硅酸盐矿物,属于三方晶系;
颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色;半透明-透明玻璃光泽,灰白色条痕,性脆,贝壳状断口,莫氏硬度5.5,计算密度4.9克/立方厘米[1]。太平石 太平石晶体模型 可以对比发现,其实从形态、性质以及晶体类型上,太平石与最新发现的倪培石很相近,太平石矿物最主要的特点是以氟为主的硅铈石新矿物种。
大概率这次发现的倪培石的晶体结构也是长这样的三方晶系,但具体原子种类以及排列或许不同。
对于不同晶系与布拉格点阵的相关晶体学知识,可以查看这篇文章,属于材料科学里非常重要的基础。
发现者曲凯也袒露该矿物的发现实属意外之喜,原本的工作是对之前已经发现的两种矿物进行国际空白的谱学信息补充,但意外发现了这种未知矿物。
曲凯也称截止2019年10月,在我国发现的新矿物135种仅占世界矿物总数5467种的2.5%,远落后于俄罗斯、美国、德国、加拿大、澳大利亚等国家,与我国资源大国的地位极不相称。这也说明了这种新矿物的发现也是具有重要意义的,大国实力还要继续努力展露。
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参考
- ^曲凯.“太平石”诞生记[J].国土资源科普与文化,2020,(02):19-21.
编辑于 2024-01-19 19:51・IP 属地广东真诚赞赏,手留余香还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!查看全文>>
旋风小罗 - 1 个点赞 👍
倪培石是稀土硅酸盐矿物,属于硅铈石矿物超族,三方晶系 。
该矿物以南京大学地球科学与工程学院倪培教授命名,致敬他长期以来在钨、锡多金属以及稀有、稀土矿床研究领域的卓越成就。
倪培石发现于河南省西峡县太平镇稀土矿,颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色,呈半透明—透明玻璃光泽,性脆,贝壳状断口,计算密度4.943克/立方厘米,是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。
2024年1月19日,自然资源部中国地质调查局发布消息,中国在河南一个稀土矿中发现的一种新矿物正式通过国际矿物学会审批,并被命名为倪培石 。
倪培石是一种新发现的矿物,具有重要的科学价值和潜在的应用前景。
科学价值
1.丰富了矿物学知识。倪培石的发现丰富了矿物学知识,为矿物学研究提供了新的素材。
2.揭示了新的矿物形成机制。倪培石的形成机制独特,为研究矿物的形成和演化提供了新的视角。
3.有助于研究极端环境下的矿物形成。倪培石是在极端高温高压的条件下形成的,因此有助于研究极端环境下的矿物形成过程。
应用前景
1.超导材料。
倪培石具有超导性,在低温下可以导电而没有电阻。因此,倪培石有望应用于超导材料领域,制造超导电缆、超导磁体等。
2.半导体材料。
倪培石具有半导体特性,可以用作半导体材料,制造半导体器件,如二极管、晶体管等。
3.催化剂。
倪培石具有催化活性,可以催化一些化学反应。因此,倪培石有望应用于催化剂领域,制造催化剂,用于石油化工、精细化工等领域。
4.高压材料。
倪培石具有很高的硬度和强度,因此有望应用于高压材料领域,制造高压容器、高压管道等。
5.耐火材料。
倪培石具有很高的耐火性,因此有望应用于耐火材料领域,制造耐火砖、耐火涂料等。
倪培石的发现具有重要的科学价值和潜在的应用前景。随着对倪培石的研究不断深入,相信倪培石将在未来得到更广泛的应用。
倪培石还具有重要的经济价值。由于倪培石是一种稀有矿物,因此具有较高的经济价值。倪培石的价格目前尚未确定,但预计将非常昂贵。
倪培石的发现对于我国矿产资源的勘探和开发具有重要意义。倪培石的发现表明,我国还有许多未知的矿产资源等待着我们去发现和开发。
发布于 2024-01-20 09:53・IP 属地江苏查看全文>>
岸江雨文 - 1 个点赞 👍
现在看到这种新矿物的报道,我基本上都是没啥兴趣的。
不能说它没用。在科研上还是可以发表很多论文。对一些成矿机理研究还是有促进作用的。
但是也别太激动,基本上对生产采矿领域没啥太大的帮助。
因为这些新矿物基本上都需要电子显微镜才能发现。含量也就不言而喻。
编辑于 2024-01-20 13:28・IP 属地河南查看全文>>
宁静致远 - 0 个点赞 👍
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爱生活之岛 - 0 个点赞 👍
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紫陌红尘 - 0 个点赞 👍
1月19日,自然资源部中国地质调查局发布消息,河南一个稀土矿中发现的一种新矿物正式通过国际矿物学会审批,并被命名为倪培石(Nipeiite-(Ce))。它是以中国地质学家、南京大学地球科学与工程学院倪培教授的名字命名的新矿物,是目前在自然界中发现的铈(shì)元素含量最多的硅酸盐矿物。
一、倪培石是什么?
倪培石(Nipeiite-(Ce))是稀土硅酸盐矿物,属于硅铈石矿物超族,三方晶系,发现于河南省西峡县太平镇稀土矿,颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色,呈半透明—透明玻璃光泽,性脆,贝壳状断口,计算密度4.943克/立方厘米,是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。
倪培石 倪培石200微米 倪培石也是我国科研团队在自然界中发现并经由国际矿物学会正式批准的第三个硅铈石超族新矿物。三个硅铈石超族新矿物分别为:太平石、嫦娥石、倪培石。
光促铈催化甲烷碳氢键官能团化反应示意图
二、倪培石中的铈倪培石是中国特有的一种稀土资源,占比超过50%,是丰度最高的稀土金属。在稀土这个元素大家族中,铈是当之无愧的“老大哥”。铈,原子序数为58,属于稀土元素,第六周期系第ΙΙΙ B族镧系元素,元素符号为Ce,单质为银灰色的活泼金属,粉末在空气中易自燃,易溶于酸,还原剂,燃烧后呈粉末状。
铈元素 铈在室温下很容易氧化,在空气中很容易失去光泽,用刀刮即可在空气中燃烧(纯的铈不易自燃,但稍氧化或与铁生成合金时,极易自燃)。
加热时,在空气中燃烧生成二氧化铈。能与沸水作用产生氢氧化铈,溶于酸,不溶于碱。铈也能在卤素中燃烧,如在氯气中燃烧,产生三氯化铈(CeCl3)。
受低温和高压时,出现一种反磁性体,比普通形式的铈致密18%。用于制造打火石、陶瓷和合金等。铈是除铕外稀土元素中最活泼的。
铈在冷水中缓慢反应,在热水中反应加快。
三、倪培石的主要用途
倪培石是一种新矿物,未来在新材料等领域具有重要的科学价值。
铈的合金耐高热,可以用来制造喷气式推进器零件。铈的中子俘获截面积小,可作为反应堆燃料的稀释剂,上海科技大学研究成果,使用铈基催化剂,让火箭推进剂燃料更环保。
混有其他稀土元素的铈铁合金,与坚硬的物体摩擦时能擦出漂亮的火花,引燃周边的可燃物,是打火机、火花塞等点火装置里的关键材料。
铈也是很好的玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,被大量应用于汽车玻璃,不仅能防紫外线,还可降低车内温度,以节约空调用电。
具体来说,倪培石的主要用途在以下几个方面:
- 合金材料:铈可用于制造特种合金,如用于改善铝合金的热稳定性。
- 玻璃和陶瓷工业:在玻璃和陶瓷制造中,铈用于增强材料的颜色和强度。
- 催化剂:铈是许多催化剂的关键成分,特别是在汽车尾气催化转化器中用于减少有害排放。
- 电子产品:铈用于制造电视屏幕、荧光灯和电脑显示器等电子产品的部件。
- 玻璃抛光和清洁:铈的氧化物是一种高效的玻璃抛光剂。
- 核反应堆:某些类型的核反应堆使用铈作为控制材料。
此外,铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。
来源:资料整理
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江西稀土400目粉磨生产线 编辑于 2024-01-20 10:16・IP 属地广西查看全文>>
桂林鸿程 - 0 个点赞 👍
我国发现的新矿物“倪培石”,具有很高的科学价值和应用前景。
首先,新矿物的发现可以增加人们对地球化学和矿物学的认识。通过对新矿物的研究,可以深入了解地球的成因和演化过程,以及矿物形成的机理和条件。这有助于深化人类对地球科学领域的理解。
其次,新矿物“倪培石”具有独特的化学组成和晶体结构,这为其未来的应用提供了无限可能。例如,它可以作为催化剂、吸附剂、离子交换剂等应用于化学工业和环保领域。同时,由于其独特的物理性质,如光学、电学等,它也可以在光学仪器、电子器件等领域得到应用。
此外,“倪培石”作为一种硅酸盐矿物,其发现可以为硅酸盐工业提供新的原料来源。通过开发利用“倪培石”,可以生产出高性能的陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐材料,满足人们日常生活的需求。
总之,“倪培石”的发现具有重要的科学价值和应用前景,为人类在材料科学、环保、化学工业等领域的发展提供了新的机遇和资源。同时,这一发现也充分证明了我国地质学和矿物学的国际地位和影响力,为推动我国地球科学的发展做出了重要贡献。
发布于 2024-01-21 00:49・IP 属地山东查看全文>>
久念丷 - 0 个点赞 👍
我国发现的新矿物“倪培石”具有很高的科学价值,主要表现在以下几个方面:
科学研究价值:倪培石的发现丰富了我们对地球的矿物学认识,有助于深入了解地球的物质组成和演化历史。同时,通过对倪培石的深入研究,可以揭示其形成条件、成因机制和变化规律等方面的信息,为地质学、矿物学和地球化学等学科提供重要的科学资料。
工业应用价值:倪培石是一种硅酸盐矿物,其晶体结构中富含铈元素,具有较高的化学稳定性和热稳定性。这些特性使得倪培石在工业上有很大的应用潜力,尤其是在高温环境下和高科技领域。例如,可以利用倪培石的化学稳定性制备高温陶瓷材料、耐火材料、玻璃原料等;也可以利用其晶体结构中的铈元素制备高纯度氧化铈、铈盐等化合物,用于催化剂、发光材料、电子元件等领域。
经济价值:倪培石的发现可以为相关产业提供新的资源,促进经济发展。例如,倪培石的提取和加工技术有望成为新的产业链,带动相关产业的发展,提高经济效益。
未来,倪培石可应用于以下领域:
高温陶瓷材料:倪培石富含铈元素,具有较高的化学稳定性和热稳定性,可以用于制备高温陶瓷材料。
催化剂:倪培石中的铈元素具有催化活性,可以用于石油化工、环保等领域中的催化剂。
发光材料:倪培石可以用于制备发光材料,如荧光粉、LED等,具有高效、环保等优点。
电子元件:倪培石中的铈元素可以用于制备电子元件中的重要材料,如电子陶瓷、电极材料等。
总之,倪培石的发现具有重要的科学价值和工业应用价值,未来在多个领域具有广泛的应用前景。
发布于 2024-01-21 00:14・IP 属地浙江查看全文>>
Kami - 0 个点赞 👍
科学价值
1、完善元素周期表
丰富了元素周期表的多样性,
有助于我们更深入地理解元素的性质和变化规律。
通过对倪培石的研究,我们可以进一步揭示元素的奥秘,为未来的科学研究和技术创新提供有力支撑。
2、地球科学研究
通过对倪培石形成的地质条件、年代和成因等方面的研究,有助于我们更深入地了解地球的形成与演化过程。
有助于我们探索地球上其他资源的分布和利用前景。
3、工业应用前景
具有较好的物理和化学性质,可应用于诸多领域;
具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,有望成为制造高精度机械部件的理想材料。
倪培石在光学、电子和陶瓷等领域也有着广阔的应用前景。
未来可以应用的领域
石油化工、冶金机械、电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等国民经济和现代科学的多个领域。
倪培石
稀土硅酸盐矿物。
属于硅铈石矿物超族,三方晶系,颜色为浅红至红棕色,单偏光下为灰白色,半透明-透明玻璃光泽,性脆,贝壳状断口,是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。
倪培石 特别是其独特的化学成分与晶体结构特征,打破了之前硅铈石超族的分类命名体系。
也是我国科研团队在自然界中发现并经由国际矿物学会正式批准的第三个硅铈石超族新矿物。
三个硅铈石超族新矿物分别为:太平石、嫦娥石、倪培石。
发布于 2024-01-22 12:49・IP 属地陕西真诚赞赏,手留余香还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!查看全文>>
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