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中国首个稀土矿床是这样被发现的

发布时间:2020年01月17日
来源:中国矿业报(2020-01-15) 作者:野夫

稀土是不可再生的珍贵战略资源,被广泛应用于尖端科技和先进武器制造。在美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中,都包括了全部稀土元素,足见其重要的战略地位。中国不仅稀土矿藏丰富,而且是世界上唯一一个能够生产全部17种稀土金属的国家。稀土是中国国际经贸的重要战略筹码。

可是,您知道中国第一个稀土矿是谁发现的吗?是怎么发现的吗?这要从92年前的一次科学考察说起。

“中国科学史上一次伟大的考察”

1927年5月9日,一支由中国、瑞典、德国等国家多个领域专家学者组成的科学考察团,离开北京,奔向广袤无垠的大西北,这就是举世闻名的“中-瑞西北科学考察团”。中方队长是北京大学哲学系教授徐炳昶,外方队长是大名鼎鼎的瑞典地理学家、探险家斯文·赫定。

考察历时6年,至1933年秋才结束,考察面积达460多万平方千米。考察团克服了戈壁荒漠中难以想象的重重困难,对内蒙古、甘肃、新疆、宁夏、青海等进行了气象、地质、地理、考古、古生物等考察,积累了大量的第一手基础资料,取得了众多令世界注目的科学成果,考察地域之广、时间之长、学科之多、成果之丰,都是空前的,堪称“中国科学史上一次伟大的考察”。

白云鄂博铁矿问世

1927年7月3日,考察团成员、刚从北京大学地质系毕业的丁道衡在内蒙古百灵庙西北首先发现了白云鄂博铁矿主(东)矿体。旋即,他与詹蕃勋对矿区的地质、地形、构造以及矿床成因、矿石成分、铁矿储量、地上水源等进行了初步调查,并测制了1∶20000地图,估算铁矿储量约为3400万吨。

这是考察团的第一个重大成果。同年8月,另一名中方团员、北京大学地质系教授袁复礼又在喀托克呼都发现了白云鄂博西矿体。

1933年,丁道衡发表了著名的《绥远白云鄂博铁矿报告》,勾画出白云鄂博铁矿的未来:“若能由该地修一铁道联结包头等处,即可与平绥路衔接。则煤、铁可积于一地,非特铁矿可开,大青山之煤田亦可利用,实一举而两得其利……且包头为内地与西北各省交通之枢纽,四通八达,东行沿平绥铁路经察哈尔、山西直到北平,南下顺黄河河套可达陕西、河南等省,西行经宁夏、甘肃而到新疆,北上遂入外蒙而达俄境。运输甚便,出路甚多。苟能于包头附近建设一钢铁企业,则对于西北交通应有深切之关系,其重要又不仅在经济方面而已。”

他还断言:“毫无疑义,假如能够对白云鄂博铁矿进行大规模的开采,它必将成为发展工业的主要矿源,并将促使中国的西北地区发达起来。”

白云鄂博铁矿的发现立即引起国内外的广泛重视。有学者估计“此地将来要成为中国一个很大的富源”,《大公报》也刊登消息,并预言“必可成一大矿区”。

“中国稀土矿床之父”

1933年考察结束后,丁道衡将采集到的铁矿样品交给了他的好朋友何作霖,对铁矿石进行进一步的详细研究。何作霖当时任中央研究院地质研究所研究员,在偏光显微镜矿片鉴定方面功底最为深厚。

何作霖接到这些标本后,“就像是着了魔,不分昼夜地摆弄着矿石标本”,每天都埋头在院子里砸石头、切石片、磨石片。他在偏光显微镜下观察萤石型标本时,发现除常见的磁铁矿、磷灰石矿物外,还有两种从未见过、大小仅有0.1毫米的矿物,它们被包裹在萤石中,使周围的紫色萤石产生一个个褪色的晕圈。他将两种矿物破碎分选出来后,经钠光源检验,确认一种属于四方晶系,另一种属六方晶系。它们与常见的矿物颜色明显不同,前者为浅黄绿色,后者为浅绿黄色。

凭着对科学的敏锐性,何作霖立即意识到它们可能是两种稀土矿物。为进一步证实判断,他又测定了两种矿物的物理、光学性质和折光率,发现它们的确是两种新矿物。他初步将它们分别定名为白云矿和鄂博矿,后来更正为氟碳铈矿(bastnasite)和独居石(monazite)。

为确切查明到底是不是稀土矿物,何作霖从仅有的1.0394毫克萤石粉末中提取到0.01毫克(约为一颗大米粒的1/2000)的矿物粉末,将样品送到严济慈任所长的国立北平研究院镭学研究所做光谱分析。经钟盛标助理研究员的测定,在弧形光谱图上显示了镧、铈、钇、铒等稀土元素的谱线波长,终于证明白云鄂博铁矿石中确含有极为珍贵的稀土元素。

1935年,何作霖发表了研究报告《绥远白云鄂博稀土类矿物的初步研究》(英文),第一次向世界宣告中国的白云鄂博铁矿中存在着稀土矿物,并大胆地预测了近千吨的稀土储量。由此拉开了中国稀土矿物、稀土矿床研究的帷幕。

当时,白云鄂博铁矿中发现稀土矿物并未引起多大关注。直到新中国成立后,1958年,中苏两国科学院组成白云鄂博地质矿产合作研究队,对白云鄂博铁-稀土矿床地质、地球化学和物质成分等进行全面调查研究,何作霖任中方队长。在他的精心组织和领导下,经过多年的艰苦努力,研究队又陆续发现了含有铌钽矿物的易解石、氟碳铈钡矿等十几种稀土矿物。后经进一步勘探查明,白云鄂博不仅是一个大型铁矿,而且也是世界上最大的稀土矿。

1957年,白云鄂博铁矿正式建矿,成为包头钢铁公司的主要原料基地。1959年,又发现其中含有大量的铌和钽,证明白云鄂博矿还是一个大型的铌钽矿床。迄今,已探明铁矿石储量14.4亿吨、矿物157种、元素71种,其中,有综合利用价值的多达26种。昔日荒无人烟的戈壁荒原现已经变成了雄伟壮观的新矿区,包头也因为白云鄂博铁矿和稀土矿的发现成为我国西北地区一个显赫的重工业基地。

何作霖是中国第一个稀土矿的发现者和稀土研究的开创者,被尊誉为“中国稀土矿床之父”。为表彰和纪念他在矿物学研究领域做出的一系列卓越贡献,2010年,国际矿物协会将产于我国辽宁凤城碱性岩体的新矿物命名为“何作霖矿”(Hezuolinite)。

从丁道衡发现白云鄂博铁矿,到何作霖发现白云鄂博稀土矿,再到后来发现铌钽矿,两位老一辈地质学家为中国的稀土事业、包头钢铁基地建设和大西北开发做出了重大的历史功绩,被载入包钢的发展史册,是值得我们永远铭记的伟大的地质学家!

[责任编辑:dc]

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