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袁复礼石
（Yuanfuliite）

一、简述

袁复礼石是化工部化学矿产地质研究院（现中化地质矿山总局地质研究院）的黄作良教授和中国地质大学（北京）的王濮教授于1994年在我国辽宁省宽甸县砖庙硼矿区发现的一种硼酸盐新矿物 ^[1] ，其化学式为Mg（Fe ³⁺ ，Al）O（BO ₃ ）。该新矿物及其Yuanfuliite的矿物命名于1994年获得了国际矿物学协会新矿物命名与分类专业委员会的批准（IMA-1994-001）。介绍该新矿物的论文于1994年11月发表在《岩石矿物学》杂志上 ^[1] 。1996年，马喆生等对袁复礼石的晶体结构做了测定，结果发表在1996年的《矿物学报》第一期上 ^[2] 。1999年，在西班牙穆尔西亚（Murcia）省靠近胡米利亚（Jumilla）的Celia地区也发现有袁复礼石产出，P. W. U. Appel等对其做了晶体结构和矿物化学分析，并对袁复礼石与硼钛镁石的关系作了阐述 ^[3] 。

二、产状

在辽宁省宽甸县砖庙硼矿床内，袁复礼石产于早元古代宽甸群上部含硼岩系镁质大理岩所夹的硼矿层中，主要与遂安石和少量硬石膏、磷灰石共生，是高角闪岩相区域变质的产物 ^[1] 。

西班牙Celia地区产出的袁复礼石是由呈红色细柱状和细针状晶体构成的树枝晶簇，共生矿物有黑色的板状赤铁矿、无色透长石的薄板和黄色角闪石的叶片状晶体，可能还有钠透闪石（Richterite）（图9-1、图9-2）。

三、晶体形态和物理性质

辽宁宽甸产袁复礼石主要呈细小的长柱状晶体，分布在遂安石的晶体内或晶粒之间。晶体的延长方向平行于 c 轴，横断面呈菱形，大小一般为0.1 mm×0.2 mm×1 mm，颜色为黑色，接近不透明，具金刚光泽至半金刚光泽，单偏光下，极薄的边缘呈半透明红褐色。有两组解理，分别为{100}完全解理和{010}不完全解理。测定的显微硬度为724.4~962.0 kg/mm ² ，平均硬度为843.0 kg/mm ² ，莫氏硬度为5~6。计算密度为3.80g/cm ³ 。弱磁性，反射色为亮白或灰白，内反射为红褐色，弱非均质性，偏光色为红褐色 ^[1] 。

四、化学成分

我国辽宁宽甸所产袁复礼石较为细小，只能用电子探针分析和B ₂ O ₃ 湿法化学分析来测定其化学成分，4次分析的平均值为：MgO——27.71wt%，（FeO+Fe ₂ O ₃ ）——36.87wt%，Al ₂ O ₃ ——6.02wt%，TiO ₂ ——5.76wt%。此外还含有Na ₂ O、K ₂ O、CaO、SiO ₂ 和P ₂ O ₅ 等杂质。袁复礼石的化学式为 ，简化式为Mg（Fe ³⁺ ，Al）O（BO ₃ ） ^[1] 。

五、粉晶X射线衍射分析

使用DMAX-RC X射线衍射仪对我国宽甸产袁复礼石进行测定，测得18条粉晶衍射谱线，其中的10条强线[ d (Å) ( I / I ₀ ) ]为：2.570 (100)，4.176 (38)，2.957 (30)，6.563 (23)，2.088 (20)，1.550 (19)，1.591 (18)，2.481 (16)，1.978 (16)，1.500 (14) ^[1] 。西班牙产袁复礼石的晶胞参数为： a =9.257（8）Å， b =9.415（6）Å， c =3.107（2）Å， V =270.8（1）Å ^3[3] 。图9-3为西班牙Celia地区产袁复礼石的粉晶X射线衍射外图谱。

六、红外光谱分析

使用PE-873型红外光谱仪和KBr压片对我国宽甸产袁复礼石进行红外光谱学分析，获得以下红外振动频率：1 387cm ^-1 、1 210cm ^-1 、1 024cm ^-1 、951cm - ¹ 、733cm ^-1 、600cm ^-1 、510cm ^-1 和408cm ^-1 。该结果表明，袁复礼石是以 阴离子基团为特征的硼酸盐矿物。1 387cm ^-1 和1 210cm ^-1 谱带为 的非对称伸缩振动（ ν ₃ ），1 024cm ^-1 和951cm ^-1 谱带为 的对称伸缩振动（ ν ₁ ），733cm ^-1 谱带为 的面外弯曲振动（ ν ₂ ），600cm ^-1 谱带为 的面内弯曲振动（ ν ₄ ），510cm ^-1 和408cm ^-1 谱带为阳离子与氧间的振动 ^[1] 。

七、激光拉曼光谱分析

根据美国RRUFF矿物数据库的测定结果，西班牙Celia地区产袁复礼石的激光拉曼光谱的谱图不够锐化，但主要谱峰还是能加以识别的。测定出袁复礼石不同强度的拉曼谱峰有：①3条强的233cm ^-1 、360cm ^-1 和638cm ^-1 谱峰；②中等强度的793cm ^-1 、842cm ^-1 、1 015cm ^-1 和1 211cm ^-1 谱峰；③较弱强度的541cm ^-1 、747cm ^-1 和877cm ^-1 谱峰（图9-4）。

八、晶体结构

利用RASA-IIS型四圆单晶衍射仪对我国宽甸产袁复礼石单晶进行晶体结构测定 ^[2] ，测定结果显示袁复礼石属斜方晶系，空间群为 Pnam ， a =9.185（1）Å， b =9.357（3）Å， c =3.094（1）Å， V =265.766Å ³ ， Z =6。

结构分析表明，袁复礼石的晶体结构与硼镁钛矿［Warwiekite，Mg ₂ TiO（BO ₃ ） ₂ ］相似，为同一结构类型 ^[3] ，其结构中存在着M（1）和M（2）两种配位八面体位置。袁复礼石晶体结构的特点为Fe-O和Mg-O八面体皆共棱成柱，平行于 b 轴，在柱的方向上八面体的边长即为结构点阵的重复距离 b 轴长。四个八面体柱以共棱方式联结起来形成八面体带，八面体带间以其角顶相连。［BO ₃ ］三角形位于八面体带所围成的三方柱孔道（平行于 b ）的中心，并将八面体带连接起来，使结构成为整体（图9-5）。所有［BO ₃ ］三角形位于同一平面，平行于（010）面并有一边严格地与 c 轴平行 ^[2] 。

通过结构分析修正了M（1）位和M（2）位Fe和Mg的占位度，确定在袁复礼石结构中，M（1）位置上为Fe ³⁺ 端元组分，M（2）位置上为Mg端元组分，其晶体化学式为

九、矿物命名

袁复礼石是以我国著名地质学家、中国地质学会的积极筹备者和创始会员、中国地质大学袁复礼教授的姓名命名的。

袁复礼（图9-6），男，河北省徐水县人，1893年12月31日出生于北京，1913—1915年在清华学堂高等科学习。1915年赴美国深造，先后在美国布朗大学、哥伦比亚大学学习教育学、生物学、考古学和地质学，1920年获硕士学位。1921年10月回国后，他把当时新兴的地貌学引入国内。在北京地质调查所工作期间，参加了河南“仰韶文化”的考古发掘工作。1921年底至1922年初，积极参加中国地质学会的筹建工作，是该学会的创始会员之一 ^[4] 。

1923年5月—1924年8月，袁复礼在甘肃进行地质调查时，首次确定了我国具有早石炭世晚期地层，并采集到袁氏珊瑚等许多新化石种属，对我国石炭纪地层划分和古地理研究作出了重要贡献。1927—1932年，他作为成员之一参加了由中国、瑞典合作组成的“中国西北科学考察团”到西北进行考察，并任中方代理团长3年。1928年在新疆吉木萨尔县三台镇大龙口首次发现了水龙兽、二齿兽和袁氏阔口龙等三叠纪爬行动物化石，受到国际学术界高度称赞。他也因此获得了瑞典皇家科学院颁发的“北极星勋章” ^[4] 。

1932年，袁复礼参与创办了清华大学地质系，担任教授和系主任；1937年日本入侵我国后，赴昆明任西南联合大学地质地理气象系教授；中华人民共和国成立之初，应燃料工业部的要求，与北京大学地质系配合，积极组织教学力量，培养了200多名新型地质人才，为建设初期地质工作的发展作出了重要贡献；1952年院系调整后，任北京地质学院教授，开设地貌学和第四纪地质学课程，编写了中国第一本《中国第四纪地质学》教材，首次提出了中国第四纪地质特点和分区，成为我国地貌和第四纪地质学的创始人 ^[4] 。

85岁时，袁复礼教授还孜孜不倦地指导和培养研究生，并参与编译了《现代科学技术词典》《韦氏大辞典》，审校了《英汉常用地质词汇》《英汉地质词典》等外语工具书，重新回忆整理发表了《西北考察回忆录》。袁复礼一生为祖国培养了几代优秀的地质学家，堪称“桃李满天下” ^[4] 。

1987年5月22日，袁复礼教授在北京逝世，享年94岁。为缅怀这位著名的地质学家和教育家，黄作良教授（图9-7）和王濮教授（图9-8）在袁复礼诞辰100周年之际，将他们发现的一种硼酸盐新矿物命名为袁复礼石。

参考文献

［1］ 黄作良，王濮．一种硼酸盐的新矿物——袁复礼石［J］．岩石矿物学杂志，1994，13（4）：328334.

［2］马喆生，施倪承，刘泉林．新矿物袁复礼石的晶体结构［J］．矿物学报，1996（1）：33-37.

［3］ APPEL P W U, BIGI S, BRIGATTI M F. Crystal structure and chemistry of yuanfuliite and its relationships with warwickite［J］. European Journal of Mineralogy, 1999, 11: 483-491.

［4］ 杨遵仪，杨光荣．袁复礼教授对中国地质教育的贡献及主要学术成就［J］. 地球科学：中国地质大学学报, 1993, 16（3）: 673-679. Wok5j5zEOAddhg1KcgEQ8uOrYzQB0tCrvZeHfk5zYdpihf9JZc6YyD9RWJ+9BXCe