钙钛矿是世界上最大的功能材料家族之一,包括高温超导、有机钙钛矿和反钙钛矿等。另外,具有钙钛矿结构的硅酸盐也是地球深部的重要矿物。譬如,具有钙钛矿结构的MgSiO3矿物(布里基曼石)是下地幔体量最大的矿物。深部地幔中另外一种重要的具有钙钛矿结构的硅酸盐,CaSiO3,是代表洋壳物质俯冲进入下地幔的重要证据。然而长期以来,科学家们在自然界中一直没有发现这种具有钙钛矿结构的CaSiO3的天然矿物原型,导致一直无法命名。
最近,来自美国内华达大学拉斯维加斯分校的Oliver Tschauner 教授团队在Orapa金伯利岩筒的金刚石中首次发现了具有CaSiO3成分的钙钛矿型矿物包体,并以北京高压科学研究中心主任,毛河光院士英文名命名:“Davemaoite”(IMA no. 2020-012a;中文名:“毛钙硅石”)(Tschauner et al., 2020)。目前该矿物包裹体保存于洛杉矶县自然历史博物馆 (900 Exposition Boulevard, Los Angeles, CA 90007, USA, cata- logue number 74541)。
在这之前,已有中科院广州地球化学研究所陈鸣研究员团队在中国第一个陨石坑中发现了一种超尖晶石的MgFe2O4高压矿物,以毛河光院士命名为“Maohokite”(IMA no. 2017-047;中文名:“毛河光矿”)。
目前,已有两种重要的深部地幔矿物以毛河光院士命名,这在近年来矿物命名史上比较少见。矿物学会原则上只以一人命名一种矿物,如果被多次命名,则说明被命名者在地学领域做出了非常卓越的贡献。
“毛钙硅石”和“毛河光矿”都是地幔深部的重要矿物,其中毛钙硅石与洋壳深俯冲作用相关,可以揭示深部壳幔交代过程(如下图所示)。毛河光矿可能是地幔深部三价铁的重要载体,与深部地幔氧化还原作用密切相关。
洋壳MORB物质成分在深部地幔高温高压条件下的矿物组合(a)
以及金刚石包裹深俯冲洋壳高压矿物表明洋壳深俯冲地幔交代过程(b)
(Walter et al., 2011)