稀土是不可再生的珍貴戰(zhàn)略資源,被廣泛應(yīng)用于尖端科技和先進(jìn)武器制造。在美國認(rèn)定的35個戰(zhàn)略元素和日本選定的26個高技術(shù)元素中,都包括了全部稀土元素,足見其重要的戰(zhàn)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(chǎn)全部17種稀土金屬的國家。稀土是中國國際經(jīng)貿(mào)的重要戰(zhàn)略籌碼。
可是,您知道中國第一個稀土礦是誰發(fā)現(xiàn)的嗎?是怎么發(fā)現(xiàn)的嗎?這要從92年前的一次科學(xué)考察說起。
“中國科學(xué)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(lǐng)域?qū)<覍W(xué)者組成的科學(xué)考察團(tuán),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(xué)考察團(tuán)”。中方隊(duì)長是北京大學(xué)哲學(xué)系教授徐炳昶,外方隊(duì)長是大名鼎鼎的瑞典地理學(xué)家、探險家斯文·赫定。
考察歷時6年,至1933年秋才結(jié)束,考察面積達(dá)460多萬平方千米??疾靾F(tuán)克服了戈壁荒漠中難以想象的重重困難,對內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、寧夏、青海等進(jìn)行了氣象、地質(zhì)、地理、考古、古生物等考察,積累了大量的第一手基礎(chǔ)資料,取得了眾多令世界注目的科學(xué)成果,考察地域之廣、時間之長、學(xué)科之多、成果之豐,都是空前的,堪稱“中國科學(xué)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(tuán)成員、剛從北京大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè)的丁道衡在內(nèi)蒙古百靈廟西北首先發(fā)現(xiàn)了白云鄂博鐵礦主(東)礦體。旋即,他與詹蕃勛對礦區(qū)的地質(zhì)、地形、構(gòu)造以及礦床成因、礦石成分、鐵礦儲量、地上水源等進(jìn)行了初步調(diào)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(tuán)的第一個重大成果。同年8月,另一名中方團(tuán)員、北京大學(xué)地質(zhì)系教授袁復(fù)禮又在喀托克呼都發(fā)現(xiàn)了白云鄂博西礦體。
1933年,丁道衡發(fā)表了著名的《綏遠(yuǎn)白云鄂博鐵礦報(bào)告》,勾畫出白云鄂博鐵礦的未來:“若能由該地修一鐵道聯(lián)結(jié)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(shí)一舉而兩得其利……且包頭為內(nèi)地與西北各省交通之樞紐,四通八達(dá),東行沿平綏鐵路經(jīng)察哈爾、山西直到北平,南下順黃河河套可達(dá)陜西、河南等省,西行經(jīng)寧夏、甘肅而到新疆,北上遂入外蒙而達(dá)俄境。運(yùn)輸甚便,出路甚多。茍能于包頭附近建設(shè)一鋼鐵企業(yè),則對于西北交通應(yīng)有深切之關(guān)系,其重要又不僅在經(jīng)濟(jì)方面而已。”
他還斷言:“毫無疑義,假如能夠?qū)Π自贫醪╄F礦進(jìn)行大規(guī)模的開采,它必將成為發(fā)展工業(yè)的主要礦源,并將促使中國的西北地區(qū)發(fā)達(dá)起來。”
白云鄂博鐵礦的發(fā)現(xiàn)立即引起國內(nèi)外的廣泛重視。有學(xué)者估計(jì)“此地將來要成為中國一個很大的富源”,《大公報(bào)》也刊登消息,并預(yù)言“必可成一大礦區(qū)”。
“中國稀土礦床之父”
1933年考察結(jié)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(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)研究。何作霖當(dāng)時任中央研究院地質(zhì)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(biāo)本后,“就像是著了魔,不分晝夜地?cái)[弄著礦石標(biāo)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(biāo)本時,發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生一個個褪色的暈圈。他將兩種礦物破碎分選出來后,經(jīng)鈉光源檢驗(yàn),確認(rèn)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(xué)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(jìn)一步證實(shí)判斷,他又測定了兩種礦物的物理、光學(xué)性質(zhì)和折光率,發(fā)現(xiàn)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(dú)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(yán)濟(jì)慈任所長的國立北平研究院鐳學(xué)研究所做光譜分析。經(jīng)鐘盛標(biāo)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(fā)表了研究報(bào)告《綏遠(yuǎn)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(yù)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(dāng)時,白云鄂博鐵礦中發(fā)現(xiàn)稀土礦物并未引起多大關(guān)注。直到新中國成立后,1958年,中蘇兩國科學(xué)院組成白云鄂博地質(zhì)礦產(chǎn)合作研究隊(duì),對白云鄂博鐵-稀土礦床地質(zhì)、地球化學(xué)和物質(zhì)成分等進(jìn)行全面調(diào)查研究,何作霖任中方隊(duì)長。在他的精心組織和領(lǐng)導(dǎo)下,經(jīng)過多年的艱苦努力,研究隊(duì)又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)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(jīng)進(jìn)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(fā)現(xiàn)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(dá)26種。昔日荒無人煙的戈壁荒原現(xiàn)已經(jīng)變成了雄偉壯觀的新礦區(qū),包頭也因?yàn)榘自贫醪╄F礦和稀土礦的發(fā)現(xiàn)成為我國西北地區(qū)一個顯赫的重工業(yè)基地。
何作霖是中國第一個稀土礦的發(fā)現(xiàn)者和稀土研究的開創(chuàng)者,被尊譽(yù)為“中國稀土礦床之父”。為表彰和紀(jì)念他在礦物學(xué)研究領(lǐng)域做出的一系列卓越貢獻(xiàn),2010年,國際礦物協(xié)會將產(chǎn)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(fā)現(xiàn)白云鄂博鐵礦,到何作霖發(fā)現(xiàn)白云鄂博稀土礦,再到后來發(fā)現(xiàn)鈮鉭礦,兩位老一輩地質(zhì)學(xué)家為中國的稀土事業(yè)、包頭鋼鐵基地建設(shè)和大西北開發(fā)做出了重大的歷史功績,被載入包鋼的發(fā)展史冊,是值得我們永遠(yuǎn)銘記的偉大的地質(zhì)學(xué)家!