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陈国达矿
（Chenguodaite）

一、简述

陈国达矿是中国科学院广州地球化学研究所的博士后、现中南大学地球科学与信息物理学院的谷湘平教授等在中国胶东金矿区埠南金矿内含金-银的黄铜矿-石英脉中发现的一种新矿物 ^[1，2] ，其化学式为Ag ₉ FeTe ₂ S ₄ 。该新矿物及其Chenguodaite的矿物命名于2004年获得国际矿物学协会新矿物命名与分类专业委员会的批准（IMA-2004-042a）。介绍该新矿物的论文用英、中文分别发表在2008年的 Chinese Science Bulletin 和《科学通报》上 ^[1，2] 。

山东胶东地区金矿床的矿石物质组成中，除常见的金属矿物黄铁矿、黄铜矿、自然金及次要的闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等，还有微量的金-银-铋碲化物及铅-铋硫盐类矿物 ^[1-3] ，尤其是在乳山金青顶含金石英脉矿床及平邑归来庄金矿中出现了丰富的碲及硫碲化物矿物，如碲金矿、碲金银矿、碲铅矿、碲铜矿、碲镍矿、碲汞矿、自然碲等 ^[1，4] 。2003年，在埠南金矿中还产出了一些未定名的矿物，包括Ag ₁₆ FeBiTe ₃ S ₈ 、Ag ₆ TeS ₂ 等 ^[5] 。然而，在陈国达矿被发现之前，在已开采上千年的胶东地区金矿中，前人没有发现和申报过任何一种新矿物。谷湘平等在对未定名矿物Ag ₉ FeTe ₂ S ₄ 进行原有测定工作的基础上 ^[5] ，使用甘多菲衍射照相技术，取得了该矿物的粉末衍射数据和部分结晶学数据，从而使该新矿物和陈国达矿的命名于2004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，使陈国达矿成为在该地区发现的第一种新矿物。

二、产状

陈国达矿产于招远市金岭金矿埠南矿区，矿区位于招远市西北12 km处。该金矿是一个小型的石英脉型金矿床，矿脉走向北东，倾向南东，倾角为70°~80°，走向长约1 km，脉宽20cm~2 m，围岩为燕山期片麻状花岗岩。研究样品采自−70 m中段511#采场，矿石样品含金6~210 g/t，含铜3~20wt%。主要矿石矿物为黄铜矿、黄铁矿、银金矿及自然银，脉石矿物为石英、白云母、菱铁矿及微量的独居石。在矿石光片中共发现35粒陈国达矿，其共生矿物包括（按密切程度顺序排列）方铅矿、黄铜矿、碲银矿、银金矿，以及未定名的Ag ₆ TeS ₂ 、Ag ₁₆ FeBiTe ₃ S ₈ 等（图12-1） ^[1] 。

三、物理性质

在高倍实体显微镜下，从含较粗粒度的陈国达矿的光片中取出多粒粒度为10~15μm的颗粒，观察到其颜色及条痕色为暗铅灰色，具金属光泽，脆性，具不平坦断口，未见明显解理。在可见光紫外光下无发光性。根据反光显微镜观察，陈国达矿多呈他形圆粒状、椭圆粒状及不规则粒状，粒度为5~70μm ^[1] 。

单偏光下呈浅灰色，无双反射、多色性及内反射。正交偏光下未见明显非均质性。根据光片中陈国达矿与其他矿物的相对突起，判断其莫氏硬度为2~3。利用Leitz MSP-UV-VIS 2000显微光度计，测定出多粒陈国达矿的反射率曲线在420~700nm的范围内为呈右倾的平缓曲线（图12-2），非常类似于硫银锡矿。反射率低于方铅矿，与显微镜下的观察结果相符合。按CIE的标准光源C计算其色度坐标： x = 0.3027， y =0.3076， Y =25.78%，主波长 λ _d =474nm ^[1] 。

四、化学成分

使用JEOL 733-Ⅱ电子探针分析仪分析了多粒陈国达矿的化学成分。在分析过程中，样品表面未见任何烧蚀现象，分析结果相当稳定。除分析了主成分Ag、Fe、Te、S外，还分析了Au、Pb、Cu、Zn、Se、Bi的含量，以考查类质同象替换关系。结果显示，除在少数颗粒中，Pb含量因受到基质矿物方铅矿的影响可达0.99wt%~1.1wt%外，其他杂质元素的含量均可忽略。获得主元素平均成分为：Ag——68.53wt%，Fe——3.94wt%，Te——18.00wt%，S——9.19wt%，总计99.66wt% ^[1] 。

按总原子数为16计算出其化学式为Ag _8.97 Fe _1.00 Te _1.99 S _4.04 ，简化式为Ag ₉ FeTe ₂ S ₄ 。同时，结果还显示，Te 和S含量均接近其理想值，Te-S的相关系数仅为−0.305，二者无明显的相互消长关系，故不存在Te-S的类质同象替换 ^[1] 。

五、粉晶X射线衍射分析及结晶学参数

使用甘道菲相机和日本九州大学X射线衍射实验室的大功率X射线衍射仪，对从光片中经破碎取出的数粒大小为10μm的陈国达矿颗粒进行分析，获得了2张分辨清晰且相当吻合的衍射图，该衍射图由方铅矿和陈国达矿两相组成，在剥除了方铅矿的衍射线后，余下12条衍射线归属于陈国达矿。为排除共生矿物方铅矿的干扰，从一个与黄铜矿共生的陈国达矿的光片中（粒度为50μm×70μm），取出数粒10~15μm的陈国达矿颗粒，在日本高能物理研究所光子工厂（KEK-PF）的同步辐射衍射（BL 4B1）光源下，用回摆法收集衍射数据，结果表明，所测样品为多晶颗粒。综合7幅多晶回摆图中的762个反射，得到陈国达矿的67个衍射数据，其12条主要衍射强线[ 为：6.742 (69)，6.416(39)，5.951 (33)，3.265 (100)，2.981 (24)，2.649 (22)，2.25 (24)，2.188 (71)，2.142 (22)，2.123 (31)，2.044 (23)，1.949 (33) ^[1] 。

利用指标化软件CRYSFIRE中的TAUP方法对陈国达矿的67个反射进行指标化。从低角区最初的15个反射，每次递增一个反射直到25个反射值依次进行。虽然每次指标化过程均可得到多个可能的结果，但所有指标化过程均获得如下晶胞参数： a =12.769（2）Å， b= 14.814（2）Å， c= 16.233（1）Å， V =3 070.6Å ³ ， Z =9。根据以上结果计算的 d 值与所有观测值都非常吻合，其最大误差仅0.009Å。同时，依据晶胞参数计算出陈国达矿的密度为6.85g/cm ³ ，与根据Ag-Fe-Sn-Te-S 体系矿物的比重与 W / A （分子量/原子数）的关系推测出的陈国达矿的密度（6.86g/cm ³ ）非常接近 ^[1] 。

六、与相似矿物的关系

在Ag-Fe-Sn-Sb-Te-S体系矿物中，陈国达矿的主要结晶学数据与硫硒铜矿［Geffroyite，（Ag，Cu，Fe） ₉ （Se，S） ₈ ］、硫碲锑银矿（Benleonardite，Ag ₈ Sb _0.5 As _0.5 -Te ₂ S ₃ ）、硫银锡矿（Canfieldite，Ag ₈ SnS ₆ ）、锑-硫银锡矿（Te-Canfieldite，Ag ₈ SnTe ₂ S ₄ ）、齐尼格里亚矿（Tsnigriite，Ag ₉ SbTe ₃ S _2.5 Se _0.5 ）在成分上具有可类比性，尤其是硫银锡矿（Canfieldite，Ag ₈ SnS ₆ ）和锑-硫银锡矿（Te-Canfieldite，Ag ₈ SnTe ₂ S ₄ ），其成分上似乎存在Fe ³⁺ +Ag ⁺ →Sn ⁴⁺ 和2Te ²⁻ →2S ²⁻ 的替换关系，且光学性质也非常接近。但是，其衍射线条有显著的差异。另外，Karup-Mφller等人报道了瑞典Boliden地区产出的未定名矿物Ag ₁₀ FeTe ₂ S ₄ ^[6] ，其成分与陈国达矿极为接近，但无衍射数据可以对比，且据化学式判断，二者组成中铁元素的价态不同 ^[1] 。

七、矿物命名

陈国达矿是以我国著名地质学和大地构造学家、中国科学院长沙大地构造研究所原所长、中国科学院广州地球化学研究所资深研究员陈国达院士的姓名命名的。

陈国达（图12-3），地质学家，1912年1月22日生于广东省新会县，1930年考入中山大学地质专业，1934年从中山大学地质系毕业后，获美国洛克菲勒文化基金会奖学金，进入北平研究院攻读研究生，师从地质学家翁文灏，并在北京大学跟随美国地质学家葛利普学习。1936—1945年，任两广地质调查所和江西地质调查所技士、技正。1946—1951年，任中山大学教授、地质系主任。1952—1977年，任中南矿冶学院教授、地质系主任。1978—1984年，任中南矿冶学院副院长、中国科学院长沙大地构造研究所所长。1980年，代表中国地质界出席在巴黎召开的第26届国际地质大会，被推选为国际地科联矿床大地构造委员会副主席，并担任《全球构造与成矿学》杂志顾问编委。1984年，在莫斯科举行的第27届国际地质大会上，陈国达被邀请登上主席台前排就座，成为国际地质大会举行100多年来第一位享受这种崇高礼遇的中国人。1985年起，任中南工业大学（前身为中南矿冶学院）和中南大学学术顾问、中国科学院长沙大地构造研究所所长、中国科学院广州地球化学研究所学术指导委员会委员，兼任中国地质学会副理事长、中国地洼学说研究会理事长、国际地洼构造与成矿学研究中心主席和《全球构造与成矿学》杂志顾问编委。

陈国达院士最突出的贡献是于1956年突破了自1859年以来由美澳学者创建的地槽-地台学说，创立了地洼学说。他发现了大陆地壳的新构造单元——地洼区，为进一步认识地壳演化规律及找矿开辟了新思路。从20世纪60年代起这一学说被陆续介绍到十几个国家，推动了有关学科的深入发展。在此基础上，陈国达于1991年又提出了壳体（历史-因果论）大地构造学，即把岩石圈的演化与运动统一研究的学术思想发展成为地洼（活化）构造理论体系，在国内外被广泛运用于找矿，并取得了显著成效。陈国达于1982年获国家自然科学奖二等奖，还曾荣获“全国先进工作者”“湖南省特等劳动模范”等荣誉称号，被授予湖南省科协名誉主席称号以及连续5届（第四届、第五届、第六届、第七届、第八届）担任全国人大代表。

陈国达院士晚年积极主张将大地构造学与地球化学紧密结合，建立了构造地球化学的交叉学科，从事金属矿床成矿学研究和找矿工作。为此，他从中国科学院地球化学研究所调来了一批地球化学与成矿专业的高级人才，先后推荐其中两位研究员担任长沙大地构造研究所所长，同时与地球化学研究所联合成立了构造地球化学实验室，并联合培养研究生。他还担任地球化学研究所学术指导委员会委员，指导相关研究工作。2003年，经中科院批准，长沙大地构造研究所与广州地球化学研究所进行了整合，陈国达成为中国科学院广州地球化学研究所的高级研究员。

2004年4月8日，陈国达院士因病在长沙逝世，享年93岁。后来中南大学在校园内为他建立了“大地之子”的半身雕像（图12-4）。

参考文献

［1］ GU XIANGPING, WATANABE M, XIE XIANDE, et al. Chenguodaite (Ag9FeTe ₂ S ₄ ): a new tellurosulfide mineral from the gold district of East Shandong Peninsula, China［J］. Chinese Science Bulletin, 2008, 53（22）: 3567-3573.

［2］ 谷湘平，WATANABE M，谢先德等．陈国达矿（Ag9FeTe ₂ S ₄ ）：胶东地区金矿床中发现的硫锑化物新矿物［J］. 科学通报，2008, 53（17）：2064-2070.

［3］李兆龙，杨敏之．胶东金矿床地质地球化学［M］. 天津：天津科学技术出版社，1993：150.

［4］ 谢家东，钱汉东，李永徽．山东省平邑归来庄碲型金矿碲元素地球化学特征及成矿机制探讨［J］．地质找矿论丛，2000，15（2）: 133-141.

［5］ GU XIANGPING, WATANABE M, HOSHINO K, et al. New find of Silver tellurosulphides from the Funan Gold Deposit, East Shandong, China［J］. European Journal of Mineralogy, 2003, 15: 147-155.

［6］ KARUP-MΦLLER S，MAKOVICKY E，PILSTRÖM G．Mineralogy of sulphosalt zone at the Långdal deposit, Boliden district, Northern Sweden［J］. N Jb Mineral Abh, 1989, 160（3）: 299-327. MscQS2tvrS//AijGUgjAq5qp5eYkaqCOYcJPTGO7a0AgwWf8Kr2+OWV+bce1hyoY