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科学智慧火花

侯德封(1900.04.08 - 1980.02.24)

著名地质学家、地球化学家

籍贯:河北高阳

院校:北京大学

成就:领导并开拓了中国同位素地质年代测试工作,培养了中国第一支同位素地质学科技队伍,是我国地球化学的奠基人之一。组织开创了中国稀有元素和稀土元素的调查和研究工作,为我国成为稀土大国做出了重要贡献。组织领导中国“陆相生油”理论的勘探实践,是中国石油勘探战略东移的主要决策人之一。1961年,提出核子地球化学理论,创建核子地质学。是中国工程地质学和第四纪地质学研究的先驱者之一。

 
侯德封:一位学识广博、具有战略思想的地质学家    

早在1929-1935年,候德封先后编写了第三次、第四次、第五次《中国矿业纪要》,收录了几乎全国所有矿区的煤、铁、石油、金属、非金属等矿产资源情况,包括矿种、储量估计、矿业经济开采经济等,基本勾划出当时全国矿产资源的分布。这些资料对新中国矿产地质勘探和经济社会建设具有重要参考价值。

1951-1980年,侯德封担任中国科学院地质研究所所近三十年,他密切结合国民经济发展的需要,深入实际,现场勘察,组织力量协同攻关,在矿产、油气、工程、环境和灾害预防等各个领域,从理论到实践都做出了开创性贡献。

新中国成立初期,我国工业建设急需锰等黑色金属资源,他和叶连俊等通过长期的地质和地球化学研究,在湘潭锰矿地区找到了浅部氧化锰矿,并根据地质特征和成矿规律,发现了深部原生碳酸锰矿,使濒临枯竭的湘潭锰矿得以新生,解救了中国钢铁工业断锰的危机。之后他相继发表了《从地层观点对中国锰铁等矿产的寻找提供几点意见》(地质学报,1953)、《目前中国的锰矿问题》(地质学报,1953)等论文,阐述了我国锰矿的成矿规律和找矿远景,在我国首次应用地球化学原理解释锰矿的成因。

1955-1957年,为了保证国家建设的需要,侯德封领导并参加了中国科学院西北石油地质调查工作,他从化学和物理的观点出发,通过对沉积剖面的基本类型、沉积物理化学环境以及沉积岩的形成关系的研究,解剖油气形成的构造环境和古地理条件。他强调历史地分析古地理和古气候是研究油区地层的关键,提出了指出有无石油生成,不在于地层是陆相还是海相,关键是有没有合适的古气候和古构造。地层厚、有潮湿气候期,是生油层和储油层发育的基本条件。下降生油,隆起聚油,一生一聚形成油田。据此,他认为不仅中国西部中新生代巨厚的陆相沉积盆地有油田,中国西南和东北中、新生代凹陷也很有生油前景。明确提出“潮湿凹陷带是陆相油田形成的基本条件”,“地层厚、有潮湿气候期,使生油和储油层都能有较好的发育,因而油源充足又可以储存,中国大陆上还有一些中、新生代的内陆隆凹陷带,它们有广阔的研究意义”,“来自陆相沉积本身的油源是占有一定的重要地位的,而且远景很大”以及“松辽新生代凹陷区也是很有前途”等独到见解和观点(关于陆相沉积盆地石油地质的一些问题,地质科学,19597;目前中国石油地质工作中的基本问题,地质知识,1955),不仅成功地解释了中国西部的油田成因和形成规律,而且进一步丰富和完善了“陆相成油”理论,推动了该理论的地质实践,为我国石油勘探基地东移战略决策提供了重要的理论依据,为大庆油田和东部重要油田的发现做出了突出贡献。1960年,在他的学术思想指导和精心组织下,中国科学院兰州地质所印制了《中国西北区陆相油气田的形成及其分布规律》一书,这是我国第一部系统论述陆相生油的专著,在国内外产生重大影响,受到党和国家的高度重视。专著第一次明确提出了陆相地层中石油是在“内陆潮湿拗陷”生成的,强调潮湿和半潮湿气候沉积对生油有利。陆相生油理论是中国石油地质科学的一个创造,对我国的石油普查勘探开发中起着重要的指导作用。1982年,因在“大庆油田发现过程中的地球科学工作”中的突出贡献,获得国家自然科学奖一等奖。

长期的地质科学实践使侯德封认识到,地球科学中一切事物都是相互联系、相互作用、相互影响的,必须多层次、多思维地开展综合性、系统性研究,才能深刻揭示地质学的本质。1960年代初,侯德封把地球物质结构和元素活动的研究深入到核子的层次上去,用原子核的转变及其能量的积累与释放的微观认识来解释宏观的地质问题,从物质由基本粒子组成这一基本概念出发来认识地球物质的性质和运动规律。1961年,他提出“核子地球化学理论”,即“核子地质学”。他认为核转变过程中释放的能量是地球物质演化的基本因素和动力,组成地球的元素或同位素在地球演化过程中是可以转化的,把握这些转化规律,将对元素或同位素的生、运、聚获得更本质的见解。核转变能是地球物质演化的主要能源,核转变过程必然伴有能量的转换,能量的转换又将导致地质过程的产生;同位素组成的研究可以进一步认识元素的共生系统和量与质的变化规律。

1964-1965年,他用核子地质学理论研究了金属成矿问题,指出“核演变是成矿元素的根本来源。核演变过程实现了元素成矿的时代性和顺序性、成矿元素与岩石的一体性。因此, 核演变和原子运动的整体才是成矿作用”(金属成矿论,地质科学,1964),他指出,根据铀同位素丰度的计算,20-22亿年前,天然铀中的235U丰度特别高,如果岩石中存在慢化剂(如水、碳等),按反应堆中铀产生链锁反应的理论计算,岩石或矿石中有可能产生规模较大的链锁反应。1972年,法国科学家证实,非洲加蓬的Oklo铀矿区在20亿年前有9-10个天然核反应堆区,每个区有若干个反应堆,链锁反应时间持续了60-140万年。这是对侯德封理论推断的极好证明。1970年代,侯德封又倡导开展寻找自然超铀和超重元素的研究,推断自然界可能存在第124号超重元素。果然,1974年,美国一个实验室在独居石中发现了124号和126号元素,中国也于1982年在一些铀矿物和稀土矿物中找到了超重元素钚,可见他的远见卓识。1974年,侯德封(与欧阳自远合著)的《核转变能与地球物质的演化》一书出版,详细阐述了核子地质的研究对象、研究内容和研究方法,进一步完善和发展了“核子地质学”。

“核子地质学”的创立,标志着地学向着原子核,甚至基本粒子的方向发展的必然趋势,它的诞生,揭开了中国地学研究新的一页,使人类对地球物质与结构的认识向更深层次迈进了一大步。1978年,“核子地质学”获全国科学大会奖。

个人经历    

1923年北京大学地质系毕业,1928-1935年任农矿部(实业部)地质调查所技士,1943-1945年任四川省地质调查所所长,兼任重庆大学地质系教授。1946-1949年任南京中央地质调查所技正,兼陈列馆主任。1950年任南京市人民政府委员。1951-1980年任中国科学院地质研究所所长,1951年任中国地质工作计划指导委员会委员兼南京办事处主任,1955年当选中国科学院学部委员(院士),1956年10月被中国科学院聘为特级研究员。1958年参与创建中国科学技术大学地球化学系,并任首届系主任,1968-1980年兼任中国科学院贵阳地球化学研究所所长,1979年任中国地质学会副理事长。为第二届、第三届全国人大代表和政协第五届全国委员会常务委员。

相关科学成就    

侯德封不仅是我国著名的地质家、矿床学家和地球化学家与工程地质学家,而且是工程地质、矿产普查与第四纪地质等研究领域的创始人与开拓者之一,还是新中国地质工作卓越的组织者与领导者。新中国成立后,他参加组建地质工作机构和主持地质科学研究。1950年,组织和参加了新中国第一次大规模的东北地质矿产调查,为恢复与发展东北地区钢铁基地和其他工矿业的资源工作提供了科学依据。在其担任中国科学院地质研究所所长期间,先后组织领导和参与了三门峡水土保持考察(1953-1956)、西北石油地质调查(1955-1960)、祁连山地质综合考察(1956-1958)、黑龙江流域地质考察(1956-1960)、青甘综合考察(1958-1960)、西部地区南水北调综合考察(1959-1962)以及1960年代初的海南岛红土沉积考察等。侯德封是中国工程地质学和第四纪地质学研究的先驱者之一,在他的领导和组织下,1950年代到1960年代初期,地质研究所建立了我国第一个工程地质研究室、第一个第四纪研究室和第一个同位素地质年代实验室,并培育发展了有机地球化学、矿床及层控矿床地球化学、天体地球化学、稀有稀土元素地球化学等新的地质学科。1958年,他参与了中国科学技术大学地球化学系的创建工作,并担任首届系主任,为国家培养了第一批地球化学专门人才。

侯德封先生把毕生的精力献给了祖国的地质事业,深为后人所景仰。1983年,中国矿物岩石地球化学学会特设立的“侯德封奖”,以缅怀和纪念他。

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