2020年08月18日 星期二
中國礦業報訂閱

中國首個稀土礦床是這樣被發現的

2020-1-15 8:54:33 作者:野夫

稀土是不可再生的珍貴戰略資源,被廣泛應用于尖端科技和先進武器制造。在美國認定的35個戰略元素和日本選定的26個高技術元素中,都包括了全部稀土元素,足見其重要的戰略地位。中國不僅稀土礦藏豐富,而且是世界上唯一一個能夠生產全部17種稀土金屬的國家。稀土是中國國際經貿的重要戰略籌碼。

可是,您知道中國第一個稀土礦是誰發現的嗎?是怎么發現的嗎?這要從92年前的一次科學考察說起。

“中國科學史上一次偉大的考察”

1927年5月9日,一支由中國、瑞典、德國等國家多個領域專家學者組成的科學考察團,離開北京,奔向廣袤無垠的大西北,這就是舉世聞名的“中-瑞西北科學考察團”。中方隊長是北京大學哲學系教授徐炳昶,外方隊長是大名鼎鼎的瑞典地理學家、探險家斯文·赫定。

考察歷時6年,至1933年秋才結束,考察面積達460多萬平方千米?疾靾F克服了戈壁荒漠中難以想象的重重困難,對內蒙古、甘肅、新疆、寧夏、青海等進行了氣象、地質、地理、考古、古生物等考察,積累了大量的第一手基礎資料,取得了眾多令世界注目的科學成果,考察地域之廣、時間之長、學科之多、成果之豐,都是空前的,堪稱“中國科學史上一次偉大的考察”。

白云鄂博鐵礦問世

1927年7月3日,考察團成員、剛從北京大學地質系畢業的丁道衡在內蒙古百靈廟西北首先發現了白云鄂博鐵礦主(東)礦體。旋即,他與詹蕃勛對礦區的地質、地形、構造以及礦床成因、礦石成分、鐵礦儲量、地上水源等進行了初步調查,并測制了1∶20000地圖,估算鐵礦儲量約為3400萬噸。

這是考察團的第一個重大成果。同年8月,另一名中方團員、北京大學地質系教授袁復禮又在喀托克呼都發現了白云鄂博西礦體。

1933年,丁道衡發表了著名的《綏遠白云鄂博鐵礦報告》,勾畫出白云鄂博鐵礦的未來:“若能由該地修一鐵道聯結包頭等處,即可與平綏路銜接。則煤、鐵可積于一地,非特鐵礦可開,大青山之煤田亦可利用,實一舉而兩得其利……且包頭為內地與西北各省交通之樞紐,四通八達,東行沿平綏鐵路經察哈爾、山西直到北平,南下順黃河河套可達陜西、河南等省,西行經寧夏、甘肅而到新疆,北上遂入外蒙而達俄境。運輸甚便,出路甚多。茍能于包頭附近建設一鋼鐵企業,則對于西北交通應有深切之關系,其重要又不僅在經濟方面而已。”

他還斷言:“毫無疑義,假如能夠對白云鄂博鐵礦進行大規模的開采,它必將成為發展工業的主要礦源,并將促使中國的西北地區發達起來。”

白云鄂博鐵礦的發現立即引起國內外的廣泛重視。有學者估計“此地將來要成為中國一個很大的富源”,《大公報》也刊登消息,并預言“必可成一大礦區”。

“中國稀土礦床之父”

1933年考察結束后,丁道衡將采集到的鐵礦樣品交給了他的好朋友何作霖,對鐵礦石進行進一步的詳細研究。何作霖當時任中央研究院地質研究所研究員,在偏光顯微鏡礦片鑒定方面功底最為深厚。

何作霖接到這些標本后,“就像是著了魔,不分晝夜地擺弄著礦石標本”,每天都埋頭在院子里砸石頭、切石片、磨石片。他在偏光顯微鏡下觀察螢石型標本時,發現除常見的磁鐵礦、磷灰石礦物外,還有兩種從未見過、大小僅有0.1毫米的礦物,它們被包裹在螢石中,使周圍的紫色螢石產生一個個褪色的暈圈。他將兩種礦物破碎分選出來后,經鈉光源檢驗,確認一種屬于四方晶系,另一種屬六方晶系。它們與常見的礦物顏色明顯不同,前者為淺黃綠色,后者為淺綠黃色。

憑著對科學的敏銳性,何作霖立即意識到它們可能是兩種稀土礦物。為進一步證實判斷,他又測定了兩種礦物的物理、光學性質和折光率,發現它們的確是兩種新礦物。他初步將它們分別定名為白云礦和鄂博礦,后來更正為氟碳鈰礦(bastnasite)和獨居石(monazite)。

為確切查明到底是不是稀土礦物,何作霖從僅有的1.0394毫克螢石粉末中提取到0.01毫克(約為一顆大米粒的1/2000)的礦物粉末,將樣品送到嚴濟慈任所長的國立北平研究院鐳學研究所做光譜分析。經鐘盛標助理研究員的測定,在弧形光譜圖上顯示了鑭、鈰、釔、鉺等稀土元素的譜線波長,終于證明白云鄂博鐵礦石中確含有極為珍貴的稀土元素。

1935年,何作霖發表了研究報告《綏遠白云鄂博稀土類礦物的初步研究》(英文),第一次向世界宣告中國的白云鄂博鐵礦中存在著稀土礦物,并大膽地預測了近千噸的稀土儲量。由此拉開了中國稀土礦物、稀土礦床研究的帷幕。

當時,白云鄂博鐵礦中發現稀土礦物并未引起多大關注。直到新中國成立后,1958年,中蘇兩國科學院組成白云鄂博地質礦產合作研究隊,對白云鄂博鐵-稀土礦床地質、地球化學和物質成分等進行全面調查研究,何作霖任中方隊長。在他的精心組織和領導下,經過多年的艱苦努力,研究隊又陸續發現了含有鈮鉭礦物的易解石、氟碳鈰鋇礦等十幾種稀土礦物。后經進一步勘探查明,白云鄂博不僅是一個大型鐵礦,而且也是世界上最大的稀土礦。

1957年,白云鄂博鐵礦正式建礦,成為包頭鋼鐵公司的主要原料基地。1959年,又發現其中含有大量的鈮和鉭,證明白云鄂博礦還是一個大型的鈮鉭礦床。迄今,已探明鐵礦石儲量14.4億噸、礦物157種、元素71種,其中,有綜合利用價值的多達26種。昔日荒無人煙的戈壁荒原現已經變成了雄偉壯觀的新礦區,包頭也因為白云鄂博鐵礦和稀土礦的發現成為我國西北地區一個顯赫的重工業基地。

何作霖是中國第一個稀土礦的發現者和稀土研究的開創者,被尊譽為“中國稀土礦床之父”。為表彰和紀念他在礦物學研究領域做出的一系列卓越貢獻,2010年,國際礦物協會將產于我國遼寧鳳城堿性巖體的新礦物命名為“何作霖礦”(Hezuolinite)。

從丁道衡發現白云鄂博鐵礦,到何作霖發現白云鄂博稀土礦,再到后來發現鈮鉭礦,兩位老一輩地質學家為中國的稀土事業、包頭鋼鐵基地建設和大西北開發做出了重大的歷史功績,被載入包鋼的發展史冊,是值得我們永遠銘記的偉大的地質學家!△

網站編輯:宮莉

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