近日，广州化学的科研人员发现了一种天然高压新矿物——毛河光矿（maohokite）。这种新发现的矿物究竟是何方神圣？

一探究竟 高压变形新矿物

毛河光矿新矿物主要由中科院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室研究员陈鸣博士团队和北京高压科学研究中心合作发现。通过对岫岩陨石坑冲击变质矿物的分析，科研人员发现了新矿物“毛河光矿”。

通过成份、结构等的表征，研究者发现该新矿物具有与镁铁矿相同的化学组分，但是具有更致密的结构——超尖晶石结构，是镁铁矿的一种高压多形。

根据形成压力条件，自然界中的矿物可划分为低压矿物和高压矿物两大类型。天然高压矿物的形成主要与地球深部或星球碰撞的高温高压环境有关。

毛河光矿是一种高密度的镁铁氧化物矿物，化学成分为MgFe2O4，形成的压力大于25GPa，相当于离地表670km以下深度的压力条件。岫岩陨石坑岩石中的镁铁碳酸盐矿物在陨石撞击产生的高温高压下发生了分解和重新组合，形成了毛河光矿。

陈鸣指出，根据现有的地幔矿物学模型，富含镁和铁等元素的下地幔主要由布莱基曼石 (Mg,Fe)SiO3和铁方镁石(Mg,Fe)O等矿物组成。根据矿物的晶体化学式，铁在这两种矿物中以二价形式存在。

然而，近来的高温高压实验研究表明，二价铁在下地幔的高温高压条件下可发生歧化反应转变为三价铁和金属铁，产生丰富的三价铁。在富含三价铁的下地幔物质中，什么矿物可以成为三价铁的主要载体？很显然，布莱基曼石和铁方镁石因受到矿物本身的晶体化学制约难以容纳大量的三价铁离子。

据悉，毛河光矿是一种以三价铁为基本组分的镁铁氧化物高压矿物，天然毛河光矿的发现表明它是下地幔中潜在的重要矿物组成之一。

意义匪浅 开启地球探索新纪元

毛河光矿是天然新矿物，不是人造矿物，其科学意义重大。毛河光矿是中国第一个也是唯一获国际认证的、从中国东北岫岩陨石坑中发现的天然高温高压铁镁氧化物新矿物，它是地球深部下地幔极为重要组成矿物，为了解地球内部构造和形成发展史提供了重要信息。

与此相关还发现了纳米金刚石。陨石撞击产生了相当于广岛原子弹（大约五百个左右）的能量，使地球上碳酸盐岩（如铁白云石等）高温高压形成的镁铁氧化物同时伴随有碳的高温高压相－金刚石。金刚石形成新机理也伴随着这一发现出现。

陈鸣研究员介绍说，在所研究的岩石中不仅有高压相的“毛河光矿”，还有低压相镁铁矿。高压、低压相的共存，是因为陨石撞击过程引起的高压持续时间十分短暂，形成纳米尺度的“毛河光矿”。在这个陨石坑里，还发现了大量高温高压矿物如柯石英（Si02）莱氏石（ZrSi04），还有金红石（Ⅱ）等。

陈鸣表示，新矿物——毛河光矿是以国际著名高压地球物理学家毛河光的名字命名，目前已获得国际矿物学协会的批准，编号为IMA 2017-047。毛河光先生等人早年在实验室中合成了镁铁矿的高压相，但一直没有在自然环境中找到对应的天然原石。此次毛河光矿的发现，无疑是该研究领域的重大进展。

采编/王一心

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