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赵彦奇石
（Georgechaoite）

一、简述

赵彦奇石是美国华盛顿大学地质系的R. C. Boggs和S. Ghose于20世纪80年代初在美国新墨西哥州奥特罗（Otero）县的风山（Wind Mountain）发现的一种含水的钾、钠和锆的硅酸盐新矿物 ^[1] ，化学式为NaKZrSi ₃ O ₉ ·2H ₂ O，其发现者们在1984年向国际矿物学协会新矿物命名与分类专业委员会申报了该新矿物及其Georgechaoiteite的矿物命名并获得了批准（IMA-1984-024）。介绍该新矿物的论文发表在1985年的 Canadian Mineralogist ^[1] 上。

1995年，G. W. Robinson等报道了在巴西的米纳斯吉拉斯（Minas Gerais）也发现了赵彦奇石的产出 ^[2] 。随后，在俄罗斯的多个岩体内，如I. V. Pekov在北卡累利阿（Northern Karelia）的Vuoriyarvi碱性和超基性岩体 ^[3] ，I. V. Pekov和A. P. Nikolaev在科拉半岛的Khibiny岩体 ^[4] （图4-1），G. Y. Ivanyuk等在Karnasurt山的岩体 ^[5] 中，都发现有赵彦奇石产出。

二、产状

美国新墨西哥州奥特罗县的风山斑状霞石正长岩岩盘，是早始新世横贯Pecos岩浆岩省的一个成员，它高出周围的Diablo高地约760 m。该岩盘及其围岩被霞石正长岩、正长岩和响岩的岩墙和岩床切割。赵彦奇石就产在霞石正长岩内的晶洞中，晶洞中与赵彦奇石共生的矿物有微斜长石、霞石、霓石、钠锆石（Catapleiite，Na ₂ ZrSi ₃ O ₉ ）、独居石和绿泥石等，赵彦奇石晶体在这一组合中形成时间最晚。在其他晶洞中发现的共生矿物还有钠沸石和菱沸石 ^[1] 。

三、晶体形态和物理性质

赵彦奇石属斜方晶系，晶体为无色至白色，其长度可达1 mm，空间群为 P 2 ₁ nb ，晶形有 b {010}、 s {011}、 a {100}、- a {-100}、 h {101}、- h {-101}和 n {010}（图4-2），可观察到{023} ₁₈₀ º的双晶。莫氏硬度为5，贝壳状断口，未见解理。测定密度为2.70（2）g/cm ³ ，计算密度为2.689g/cm ^3[1] 。

光学性质：二轴晶（-）， N p=1.578（1）， N m=1.597（1）， N g=1.606（1），2 V _（测定） =67°，2 V _（计算） =68°， X=a ， Y=b ， Z=c ^[1] 。无多色性，在长波和短波紫外光下也不发荧光。

四、化学成分

美国新墨西哥州风山所产赵彦奇石的化学成分是用ARL型电子探针测定的 ^[1] ，结果为：SiO ₂ ——43.18wt%，ZrO ₂ ——29.03wt%，TiO ₂ ——0.11wt%，FeO——0.15wt%，Na ₂ O——7.54wt%，K ₂ O——10.75wt%，H ₂ O——9.21wt%，合计99.97wt%，其中H ₂ O的重量百分比由减差法求得，并被晶体结构的精测所证实 ^[1] 。上述测定结果与赵彦奇石的理论成分（SiO ₂ ——43.17wt%，ZrO ₂ ——29.51wt%，TiO ₂ ——0.00wt%，FeO——0.00wt%，Na ₂ O——7.42wt%，K ₂ O——11.28wt%，H ₂ O——8.63wt%，合计100.01wt%）很接近。基于O原子数为11计算，得出赵彦奇石的化学式为Na _1.02 K _0.96 （Zr _0.99 Ti _0.01 Fe _0.01 ）S _3.01 O ₉ ·2H ₂ O，简化式和理想式为NaKZrSi ₃ O ₉ ·2H ₂ O。

五、粉晶X射线衍射分析

用德拜-席勒粉晶相机、PhilipsX射线衍射仪及Cu-K α 辐射对赵彦奇石进行粉晶X射线衍射分析，得出28条衍射线，其中的9条强线[ d (Å) ( I ) ( hkl ) ]为：6.46 (73) (020)，5.95 (70) (011)，5.83 (32) (200，101)，5.67 (52) (120)，3.12 (100) (112，140)，2.894 (19) (122)，2.829 (22) (212，240，141)，2.201 (21) (103，332，511，412)，2.049 (19) (061，052) ^[1] 。

经测定，赵彦奇石属斜方晶系，空间群为 P 2 ₁ nb ，晶胞参数为： a =1.836（4）Å， b =12.940（6）Å， c =6.735（4）Å， Z =4。

六、晶体结构

赵彦奇石的单晶结构是由S. Ghose和P. Thakur于1985年使用自动化单晶X射线衍射仪测得的 ^［6］ 。测定结果表明，赵彦奇石的结构由正弦式的单个硅酸盐链组成，该链为6个四面体沿着平行于［10-1］和［101］的方向重复延伸，这些四面体与正常的［ZrO ₆ ］八面体和高度变形的［NaO ₄ （H ₂ O） ₂ ］和［KO ₄ （H ₂ O） ₂ ］八面体紧密连接（图4-3）。三个结晶学上不同的四面体中Si-O的平均间距分别为1.624Å、1.632Å和1.623Å，而Na-O、K-O和Zr-O的平均间距分别为2.557Å、2.752Å和2.09Å。属于两个水分子的所有4个氢原子参与在氢键之中 ^［6］ 。

七、矿物命名

赵彦奇石是以位于加拿大渥太华的卡尔顿大学的华人矿物学家赵彦奇教授的姓名（George Yanji Chao）命名的，以表彰他在锆的硅酸盐矿物学上作出的突出贡献。

赵彦奇（图4-4），男，结晶学家，1930年出生于哈尔滨，1948年赴台湾，就读于台湾大学，第一年学习英文文学，随后改读地质学科。1955年赴美国，在芝加哥大学读研究生，其导师为Alfred J. Frueh Jr.教授，论文题目为“斜方晶系KAlGe ₃ O ₈ 的晶体结构”。1958年获博士学位后，在加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）化学系跟随J. D. McCullough教授做了两年博士后研究，其间发表了含有Se或Te的含碘有机化合物的晶体结构论文。

1960年，赵彦奇被卡尔顿大学聘任为矿物学与结晶学教授，在该校工作了35年，奉献了其整个职业生涯直到1995年退休，现在在渥太华的一家养老院里安度晚年。

从1964年开始，赵彦奇教授在卡尔顿大学的研究均聚焦在圣-希莱尔山（Mont-Saint-Hilaire）上，他在这里进行了长达31年的科学研究，这使他成为这一矿山的研究者中最多产和最持久的学者。从1967年开始，他一共发表了关于该产地矿物学方面的学术论文50来篇，其中包括30种新矿物的描述。

赵彦奇教授还是一位热心的野外采集者，他与采集社团建立了密切的合作关系，采集社团为他的研究提供了大量样品。他在从事教学的35年间，为卡尔顿大学建立起了拥有超过5 000种罕见矿物的标本库。图4-5是赵彦奇教授早年在野外从事地质考察时的照片。

参考文献

［1］ BOGGS R C, GHOSE S. Georgechaoite NaKZrSi ₃ O ₉ ·2H ₂ O, a new mineral species from Wind Mountain,New Mexico［J］. Canadian Mineralogist, 1985, 23: 1-4.

［2］ ROBINSON G W, KING V T, SCOVIL J, et al. World review of mineral discoveries: 1993-1994［J］.Mineralogical Record, 1995, 26（5）: 475.

［3］ PEKOV I V. Minerals first discovered on the territory of the former Soviet Union［M］. Moscow: Ocean Pictures, 1998.

［4］ PEKOV I V, NIKOLAEV A P. Minerals of the pegmatites and hydrothermal assemblages of the Koashva deposit（Khibiny, Kola Peninsula，Russia）［J］. Mineralogical Almanac, 2013, 189（2）: 7-65.

［5］ IVANYUK G Y, PAKHOMOVSKY Y A, YAKOVENCHUK V N. Eudialyte-group minerals in rocks of Lovozero layered complex at Mt. Karnasurt and Mt. Kedykvyrpakhk［J］. Geology of Ore Deposits 2015,57(7): 600–613.

［6］ GHOSE S, THAKUR P. The crystal structure of georgechaoite NaKZrSi ₃ O ₉ ·2H ₂ O［J］. Canadian Mineralogist, 1985, 23: 5-10. Nt3P7qPuG1Spq6X5y+cgOeDodriJ/6aMDMJTqx2JAjPQLhupAEo3R1UsBuM3WqJX