• 汇集公众科学智慧交流科学思想见解
  • 点燃科学智慧火花构建互动交流平台
科学智慧火花

何作霖(1900.5.5-1967.11.17)

著名稀土矿床学家、矿物学家,中国科学院特级研究员

籍贯:河北省蠡县

院校:北京大学

成就:中国近代矿物学和岩石学奠基人之一。白云鄂博稀土矿床的发现者,我国稀土矿物和稀土矿床研究的开创者,矿物光性和岩组学的奠基人,结晶体构造学研究的先驱。世界第一架X射线岩组学照相机设计制造者。

 
“能为中国的稀土工业事业作出一点贡献,令我聊以自慰”    

稀土是宝贵的战略资源,被广泛应用于尖端科技领域和军工领域,是先进装备制造业、新能源、新兴产业等高新技术产业不可缺少的原材料。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,足见稀土的珍贵。邓小平同志曾说:“中东有石油,中国有稀土。”一语道明了中国稀土大国的战略地位。稀土成为中国在世界谈判桌上的一张王牌和战略筹码。中国稀土矿藏丰富,储量、生产规模、出口量都雄踞世界第一,更重要的是中国还是唯一一个能够提供全部17种稀土金属的国家,特别是军事用途极其突出的中重稀土。

可是,您知道中国的稀土是谁首先发现的吗?又是怎么发现的吗?这要从九十年前讲起。

1927年7月,中瑞西北科学考查团队员丁道衡在内蒙古百灵庙发现白云鄂博铁矿。1933年,丁道衡委托时任中央研究院地质研究所研究员的何作霖,对铁矿石进行进一步的详细研究。何作霖是中国地质界偏光显微镜技术最高,功底最深的人,无人比肩。接到这些标本后, “他就像是着了魔,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,发现了除常见的磁铁矿、磷灰石常见矿物外,还有两种粒度极小的以前从未见到的矿物,大小仅有0.1毫米,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。凭着科学的敏锐性,他立即意识到它们可能是两种稀土矿物。为进一步证实他的判断,他又测定了两种矿物的物理、光学性质和折光率,发现它们的确是白云鄂博铁矿中的新矿物,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,何作霖使用了多种化学和物理方法,从仅有的1.0394毫克的萤石粉末中提取到0.01毫克的浅黄色的稀土矿物粉末,将样品送到北平研究院物理研究所,请求时任所长的严济慈帮助进行光谱分析。经该所钟盛标的测定,在弧形光谱图上终于显示了镧、铈、钇、铒等稀土元素的谱线波长,终于证明白云鄂博铁矿石里含有极为珍贵的稀土元素。

1935年,何作霖在《中国地质学会会志》上发表了他的研究报告《绥远白云鄂博稀土类矿物的初步研究》(英文)(1935,14),第一次向全世界宣告:中国的白云鄂博铁矿中存在着稀土矿物,并大胆地预测白云鄂博铁矿的近千吨的稀土储量。由此拉开了中国稀土矿物、稀土矿床事业的序幕。

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,何作霖担任中方队长。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以及黄河矿、钡铁钛石等新矿物,特别是还含有自然界极为罕见的钪(Scandium,地壳含量只有5克/吨)。后经勘探查明,白云鄂博不仅是大型铁矿,而且是大型铌钽矿,更是世界上最大的稀土矿床,稀土储量超过亿吨,占全球总储量的80%。

1957年白云鄂博正式建矿,成为包头钢铁公司的主要原料基地。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26种。昔日荒无人烟的戈壁荒原已经变成了雄伟壮观的新矿区,包头也因为白云鄂博矿的发现而成为我国西北地区的一个显赫的重工业基地。

从丁道衡发现铁矿,到何作霖发现稀土矿,再到合作研究队发现铌钽矿,中国人对白云鄂博矿床的认识建立了三个重要的里程碑。鉴于丁道衡、何作霖为包头钢铁基地建设和大西北开发做出的伟大功绩,1984年,两人一起被载入包钢的发展史册。

何作霖先生为我国的稀土事业做出了巨大贡献,单凭这一点,他就是值得我们永远纪念的伟大科学家!

个人经历    

1926年北京大学地质系毕业,在保定河北大学农学系任教授,1928-1937年中央研究院地质研究所助理研究员、研究员,1939年获奥地利茵城大学岩石矿物系博士学位,1940-1941年北平研究院镭学研究所工作,1943-1945年先后任教北京大学、北京师范大学任教,1946-1951年创建山东大学地矿系,并任首届系主任,1952-1967年任中国科学院地质研究所研究员、矿物室主任。1955年,被国务院批准为特级研究员(中国科学院共13人),同年被聘选为中国科学院学部委员(院士)。

相关科学成就    

何作霖不仅在光性矿物学、岩组学、X射线结晶学、稀有元素矿物学、工艺岩石学等均做出重要成就,而且在新仪器、新技术、新方法研发研制方面也成果卓著,填补了多项空白。

他是中国最早的光性矿物学家,在国际上具有重要影响,早在1932年就在北京大学开设光性矿物学课,1935年编著出版了我国第一本《光性矿物学》(商务印书馆,1935),1933年,发表了《弗氏旋转台用法说明》(中央研究院地质研究所专刊,1933),最先将世界岩矿研究的最新方法引进中国,第一个在大学开设了费氏旋转台课程,并用旋转台建立了一种斜长石的快速签定方法,发表了《用弗氏旋转台研究矿物岩石之方法》(地质论评,1937)和《斜方晶体的消光角之计算》(地质论评,1947)等研究文章。1946年,他设计制造了变温盒,解决了长期困扰岩矿工作者测折光率时矿物碎屑在浸油中的滚动问题,为20世纪40-70年代的中国研究者提供了一件测量矿物折光率的新方法。为表彰和纪念何作霖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)。

何作霖是我国第一个应用X光进行岩组学研究,并在大学开设岩组学课程的学者。当时,费氏旋转台无法解决岩矿中微细颗粒或非晶质的组构问题,必须改进仪器、技术和方法。1940-1941年,他设计制造了一台改进型的德琼-鲍曼式X射线单晶照相机,并利用X射线衍射原理,于1943年自己设计成功制造出世界上第一台X射线岩组相机,他是第一个对X射线照相技术有发明创造的中国人。他陆续发表了《用X光研究岩组之方法》(北京师范大学学刊,第二集,1943),《X射线岩石组构分析》(英文,中国地质学会会刊,1947)、《光材料鉴定术》(世界科学时报,1947)、《玛瑙及矽化木的生长型岩组》(山东大学学报,1951)、《X射线岩组学》(地质科学,1964)和《白云石大理岩的实验岩组学研究》(地质科学,1965)等研究论文,完善了X射线岩组学的理论和方法体系,填补了我国该领域的空白,为提高我国岩组学研究水平做出历史性贡献。

“极射赤平投影”不仅是研究岩组学的重要工具,而且也是地质构造研究方面的方法典范,在地质学上广泛应用。何作霖是我国第一个对该方法在地质科学上应用做综合阐述者。他集多年的理论研究、科研实践及各国零散资料撰写出版了《赤平极射投影在地质科学中的应用》(科学出版社,1958)一书,深受岩矿工作者喜欢,后又多次再版。这是世界上第一部这方面的专著,也是中国构造地质学和岩石矿物学工作者长期必读的重要工具书。

何作霖是我国晶体构造学研究的先驱,1940年代即在北京大学讲授此课程,1955年他根据多年的教学和研究成果,撰写了我国该领域的第一部专著《结晶体构造学》,对推动中国矿物结晶体构造学研究起到了积极作用。

图片