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第57期出刊日:2024.05.31

以臺大地質科學系友命名的礦物三部曲-1
20世紀末的礦物巡禮

文/ 地質科學系 李振維 李寄嵎

前言
礦物是組成地球岩石的基本單元,是自然界產生的結晶質固體,並有一定的化學組成。礦物學是科學中最古老的分支之一,對於理解地球的內部結構、地質過程以及資源的利用和環境的影響都具有深遠的意義,因此可說是地質學的核心骨幹。隨著人類於自然界不斷地探索以及儀器設備技術的演進,根據國際礦物學協會(IMA)資料,截止至今全世界已有5000餘種礦物被命名,且每年都有數十種礦物不斷地被發現。在臺大地質科學系眾多前輩的努力之下,目前共有11種礦物以9位臺大地質系友之名命名。

礦物的命名法則
被發現的新礦物命名並沒有一定的規則,但通常有幾種慣例:依礦物的物理性質或化學成分,如方鉛礦、鈦鐵礦;依礦物的顏色或外型,如金紅石、十字石、石榴子石;依神話故事,如長石、鑽石;依地名,如北投石等;或者為了紀念人名,如探險家哥倫布(Columbite)、科學家Benjamin Silliman(Sillimanite),以及本期要介紹的四種礦物。

20世紀末礦物研究與介紹
新礦物的發現往往不是單因為找到了新標本,而是搭配了良好的儀器能夠精準量測化學元素,如電子微探儀(EPMA),及了解礦物晶體結構,如X光繞射(XRD)等技術配合,才能精準識別並鑑定新的礦物種類。20世紀末期EPMA的出現及技術發展大大帶動了很多新的礦物發現與命名,其中也包括了本期介紹的這四種礦物:1985年Georgechaoite趙彥奇石、1986年Chenite陳銅鉛礦、1993年Fangite方氏石、1997年Lukechangite張立豫石。這四種礦物依序分別命名自本系系友:趙彥奇、陳宗梓、方人和及張立豫。他們先後於1950-60年畢業於臺大地質系,赴美國或加拿大等地深造並於當地扎根。以下就讓我們來好好了解這些礦物的故事吧。

  1. Georgechaoite趙彥奇石/化學式: NaKZr[Si3O9] · 2H2O
    趙彥奇石(圖一)是一透明無色至白色的含鋯矽酸鹽礦物,斜方晶系,於新墨西哥州Wind Mountain的霞石正長岩發現。東華盛頓大學Robert M. Boggs 於1982年發現該礦物,為紀念趙彥奇於含鋯矽酸鹽類礦物的研究而命名之。趙彥奇石常與微斜長石、霞石、方沸石、綠泥石等伴生。

趙彥奇(圖二)1930年出生於哈爾濱,自臺大畢業後赴美深造。1960-1995年於卡爾頓大學地科系任教,2022年逝世於加拿大渥太華。趙彥奇為加拿大卡爾頓大學地質系名譽教授及礦物學家,鑽研加拿大魁北克Mont Saint-Hilaire地區的礦物,並描述了該地區 30 多種新礦物,他也創立Chao Mineral Collection,蒐集了逾5000種礦物,一生於卡爾頓大學地質系貢獻良多,作育英才無數。

圖一:趙彥奇石Georgechaoite 圖二:趙彥奇
 
  1. Chenite陳銅鉛礦/化學式: Pb4Cu(SO4)2(OH)6
    陳銅鉛礦(圖三)是藍色含鉛、銅的硫酸鹽類礦物,產於鉛銅礦床之次生礦物,三斜晶系。歐洲團隊W. H. Paar等人為感謝陳宗梓於礦物學的貢獻於1986年命名之。 陳銅鉛礦模式產地為英國南拉納克郡的Susanna mine。

陳銅鉛礦命名自B49陳宗梓(圖四),他於1964年畢業於臺大地質科學系,1969年取得加拿大卡爾頓大學碩士,1971年取得美國康乃爾大學博士,1975年任加拿大聯邦政府能源礦產資源部研究員(CANMET)至2011年退休。

圖三:陳銅鉛礦Chenite 圖四:陳宗梓
 
  1. Fangite方氏石/化學式: Tl3AsS4
    方氏石(圖五)是一橘紅色含鉈之砷硫化物,斜方晶系,於猶他州Mercur gold deposit發現,方人和在南伊利諾大學的後輩Paul D. Robinson為感念他的奉獻以方人和的姓氏命名這種礦物。方氏石常與黃鐵礦及其他硫化物伴生。

方氏石命名自B38方人和(圖六)。他於1953年畢業後赴美深造,先後於明尼蘇打大學與賓州州立大學取得碩士及博士學位。方人和的專長領域為礦物、晶格化學等,曾獲選為美國礦物學會及美國地質學會會士。方人和逝世於2020年,阿拉巴馬州大學(UoA)為感念他於系所的傑出奉獻,成立Jen Ho Fang Geology Scholarship獎勵後輩作為紀念。

圖五:方氏石Fangite 圖六:方人和夫婦
 
  1. Lukechangite張立豫石/化學式: Na3Ce2(CO3)4F
    張立豫石(圖七)是張立豫的姊夫趙彥奇以他的名字「Luke Chang」所命名,以致敬張立豫於碳酸鹽類礦物的研究。張立豫石是一種含有稀土元素鈰的氟化碳酸鹽類礦物,產於加拿大魁北克附近礦山。

B42張立豫(圖八)1957年於臺大畢業,1963年取得芝加哥大學博士,逝世於2009年。他是美國馬里蘭大學地質系名譽教授,曾於1981年至1989年任系主任。他結合地質科學與材料工程領域進行研究,並在實驗岩石學、礦物合成、材料科學等都有巨大貢獻,著有Industrial Mineralogy一書。

圖七:張立豫Lukechangeite 圖八:張立豫
 

本期介紹的四位前輩及以其名命名的礦物皆是在1980-1990年代就正式寫入IMA礦物列表的,也是臺大地質科學系創系以來的第一批。隨著時間不斷推移與更多研究發現,接下來還有兩篇連載要與大家介紹更多關於臺大地質科學系前輩與礦物的精彩故事,請有興趣的朋友千萬不要錯過!

參考資料:

  1. Boggs, R.L., Ghose, S. (1985): Georgechaoite NaKZrSi3O9.2H2O, a new mineral species from Wind Mountain, New Mexico. The Canadian Mineralogist, 23, 1-4.
  2. Grice, Joel D., Chao, George Y. (1997) Lukechangite-(Ce), a new rare-earth-fluorocarbonate mineral from Mont Saint-Hilaire, Quebec. American Mineralogist, 82 (11). 1255-1260.
  3. Paar, W.H., Mereiter, K., Braithwaite, R.S.W., Keller, P., Dunn, P.J. (1986) Chenite, Pb4Cu(SO4)2(OH)6, a new mineral, from Leadhills, Scotland. Mineralogical Magazine: 50: 129-135.
  4. Wilson, J.R., Sen Gupta, P.K., Robinson, P.D., Criddle, A.J. (1993): Fangite, Tl3AsS4, a new thallium arsenic sulfosalt from the Mercur gold deposit, Utah, and revised optical data for gillulyite. American Mineralogist, 78, 1096-1103.
 
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