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郭承基与稀土稀有元素矿物地球化学

时间:2010-09-18  归属:当代科技精华地学卷

郭承基,中国科学院院士,现任中国科学院地球化学研究所研究员。山西省清徐县人,1917年1月生。1943年毕业于北京大学地质系,1944~1947年在日本京都大学理学部地质矿物学系研究低温热液矿床,1947~1952年在日本京都大学大学院(研究生院)研究稀有元素矿物地球化学。1952年7月回国。郭承基是我国稀土和稀有元素矿物地球化学研究领域的开拓者之一,但他在科学事业上的突出成就,不仅表现在稀土和稀有元素矿物地球化学的理论研究方面,更重要的是他在长期主持我国内蒙白云鄂博超大型稀土矿床物质成分及综合利用研究中做出了重要贡献。为此,他主持完成的科研项目有多项获得中国科学院及国家的奖励,其中《白云鄂博矿床地球化学》荣获1989年国家自然科学二等奖。

    郭承基在稀土和稀有元素矿物学及地球化学的理论研究方面有很高造诣,是我国稀土和稀有元素矿物地球化学研究领域的开拓者之一。从1952年以来,他对我国的稀土和稀有元素矿物、地球化学和矿床进行了比较系统的研究,先后承担和主持了内蒙白云鄂博超大型稀土矿床,华南、内蒙等地花岗岩和花岗伟晶岩中稀有稀土元素矿产资源物质成分及综合利用等多项科研项目的研究工作。在完成国家下达的科研工作任务的同时,郭承基还结合科研工作实践不断进行理论探索和总结,数十年来他先后撰写和主编出版了十余部数百万字有关稀土和稀有元素矿物地球化学及分析测试方面的理论专著和研究报告,发表了数十篇学术论文。80年代以后,郭承基的研究重点主要集中在特殊稀土元素的矿物、地球化学方面,并着手对数十年的工作成果进行系统总结。1985年以来,他已先后出版了四册《稀土地球化学演化》(贵州人民出版社)理论专著,最后一册也即将问世。这套数百万字的鸿篇巨著系统地反映了郭承基的学术思想,可供进一步研究时参考。进入90年代以来,郭承基又在酝酿新的研究项目,开拓新的研究方向,去年由他牵头申请的国家自然科学基金重点项目“稀土稀有微量元素地球化学示踪体系的研究”已获批准,1994年1月开始执行。目前他正在着手组织和开展这项研究工作,并力争取得新的突破。

 

一、主持完成了白云鄂博矿床地球化学的研究

 

    由于稀土和某些稀有金属在工业和高科技领域具有十分广阔的用途,被人们称为21世纪的战略物资,因而从本世纪四五十年代起遂成为世界各国竞相研究和发展的对象。但是由于这些元素在地壳中含量相对较低,对这类元素矿床的寻找和评价难度较大。尽管我国在稀土和稀有元素矿产资源方面具有得天独厚的条件,然而在50年代以前,国内对这类矿床的系统研究和开发基本上仍处于空白。新中国成立后,随着社会主义建设事业的快速发展,国家急需在已知的稀有元素矿点中选择其中规模较大、品位较高、工作基础较好的矿床进行远景评价和工业评价,进而建成可供勘探设计或工业利用的稀有元素矿产基地,其中白云鄂博矿床成了重点研究的对象。郭承基回国后不久,便受命主持白云鄂博稀土矿床物质组成的研究工作。在早期的工作中,他不仅查明了铁矿石中高磷的原因为大量磷灰石所致,还明确指出何作霖于1935年在白云鄂博发现的稀土矿物“白云矿”和“鄂博矿”分别为铈族稀土的氟碳酸盐和磷酸盐。60年代初期,在郭承基的指导下,中国科学院、地质部、冶金部联合组队对白云鄂博矿床物质成分及综合利用进行系统研究。经过大量野外地质调查和室内研究工作,不仅查明了矿床中稀有元素的赋存形式、组成矿物种类及分布规律,同时还发现了易解石变种、钉铁矿、氟碳铈钡矿及褐铈铌矿等矿物。在此基础上,正式确定该矿床为含稀土、铌、铁的大型综合性矿床,从而引起了国家有关部门的高度重视。70年代末至80年代初期,根据国家科委、计委及冶金部的规划,中国科学院地球化学研究所第三次组队对白云鄂博矿床的形成机理及成矿模式进行综合性研究和系统总结。其间,郭承基作为该项目负责人,对白云鄂博矿床成因提出了“成矿物质的多来源、矿化的多阶段及矿床的多成因”的“三多”成矿理论,并被地学界普遍接受。经过许多部门和单位30多年来的系统工作,现业已探明,内蒙白云鄂博矿床是一个举世无双的超大型稀土矿床,其稀土储量占世界总储量的一半以上,具有十分巨大的经济价值和科学研究意义。为此,郭承基主持完成的这一科研究成果荣获1989年国家自然科学二等奖。

 

二、开拓了与花岗岩和花岗伟晶岩有关的稀有

元素矿产资源和矿物地球化学研究新领域

 

    在我国辽阔的土地上,有大量花岗岩出露。为进一步预测稀有元素的矿化和寻找稀有元素矿床,郭承基根据稀有元素的地球化学特点最先把注意力集中到花岗岩和花岗伟晶岩方面,并很快就取得了一批突出成果。早在1956年,他就对我国内蒙南部的花岗伟晶岩类型及其中的稀有元素矿物进行了系统研究。他通过大量研究资料的综合分析发现,花岗伟晶岩中的云母矿物种类及其物质组成,随着形成时代的由老到新或从早期阶段到晚期阶段发生规律性变化,并完整地反映了形成花岗伟晶岩岩浆的演化特点。据此,他首次提出了用云母类矿物作为划分花岗伟晶岩类型的依据,并把内蒙南部的花岗伟晶岩划分为黑云母型、二云母型及白云母型等三种类型,每一种类型在矿物共生组合、元素组合、稀有元素的矿化程度及赋存状态、花岗伟晶岩的分带、交代作用、形成顺序及空间分布等方面均各具特色。这种简明的划分方案,不仅为研究花岗伟晶岩的形成条件提供了可靠资料,而且在指导找矿方面具有重要的实用价值。在花岗岩的研究方面,郭承基除指出我国与花岗岩有关的稀土、稀有元素的矿化远景及找矿标志外,还从理论上阐述了矿化的控制因素,重点讨论了稀土、铌、钽等元素的富集与离子分异及电价补偿的关系,并指出包括花岗岩在内的岩浆岩的平均原子价是氧所控制的,而稀土和稀有元素的演化和富集与氧的作用有密切关系。

    50年代末、60年代初,郭承基在花岗岩和花岗伟晶岩的矿物、地球化学研究方面做了许多工作,相继发表了近十篇论文,在一些全国性学术会议上多次发表专题研究报告。由于这些研究成果具有重要学术和实践意义,引起了同行们的广泛兴趣,在地学界产生了相当大的影响。

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  • 关键词:地球化学矿物稀土郭承基稀有元素
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