2016年01月13日 星期三

王学求

——要把元素周期表绘制在地球上的地球化学专家

发布时间:2016-05-17

  王学求,1962年1月生,辽宁大连瓦房店人,九三学社社员,二级研究员,博士,博士生导师。自1989年6月从长春地质学院勘查地球化学专业硕士研究生毕业后即投身艰苦的地质勘查行业,先后主持国家“攀登计划”、国家“973计划”和国家“科技攻关计划”课题、省部级研究项目、地质调查项目及国际合作项目等20余项,发表论文100余篇,SCI论文30余篇。获得首批“国家百千万人才工程国家级人选”、国务院政府特贴专家、国土资源部科技领军人才、中国地质调查局杰出地质人才等荣誉,获国家科技进步二等奖、国土资源科技成果一等奖、地质调查成果二等奖、河北省国土资源科技创新成果一等奖、河北省青年科技奖等奖项。

  参加工作近30年来,王学求研究员一直致力于勘查地球化学研究工作,怀着对地质科学工作的敬畏和深爱之情,以国家和社会需求为导向,矢志不移地行走在追求卓越的道路上,在金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、纳米地球化学和全球尺度地球化学研究等领域取得了获得国内外同行高度评价的理论创新成果与实用性成果,为中国勘查地球化学在国际上处于领先地位作出了重要贡献。

  发现超微细金 为金矿区域化探奠定了理论基础

  传统理论认为由于金比重大和化学的惰性,金不可能长距离迁移,那么自然界中大规模金的地球化学异常是如何形成的一直困扰着地球化学家。作为谢学锦院士研究团队的一员,他在谢院士的指导下通过实验发现地球化学样品中大量存在粒径小于5μm的亚微米、纳米金,含量占总金量的30-90%,据此发现提出了超微细金的概念,被国外同行称作“超微细金勘查概念模型”。实验证实超微细金具有极强的活动性,不仅可以以机械形式被各种营力作长距离搬运,而且具有很强的化学活动性,可以被水所溶解迁移。这一发现圆满地解释了大规模区域金异常形成的机理,为金矿区域化探奠定了理论基础,使金矿区域化探由一门经验或技术,上升成为一门真正的科学。在“勘查97会议”上,国际勘查地球化学家协会主席在主旨发言中,将这一发现列入勘查地球化学90年代的最重要进展之一,而王学求与谢学锦院士发展此研究成果写成的《金的勘查地球化学》一书被美国著名地球化学家T.T.Chao称做“一本划时代的巨著”。这一研究成果的广泛应用为金矿化探取得突出找矿成就做出了重要贡献,据不完全统计,仅自1999年以来运用团队所发展的地球化学方法及其所圈定的靶区,发现大型以上金矿即达16处。

  开创了覆盖区找矿的深穿透地球化学研究领域

  勘查地球化学家一直在努力研究能探测更大深度的穿透性地球化学找矿方法。王学求研究员在国家项目支持下,首次在矿体及其上方土壤和气体中同时发现六边形的纳米铜、金晶体,纳米金属晶体只有在一定的温度和压力条件下才能形成,证明隐伏内生矿体纳米金属微粒可以通过垂直迁移到达地表。实验模拟证实纳米金属微粒具有极强的穿透能力和快速迁移能力。纳米金属微粒迁移证据的发现,为元素从内生矿床向地表的垂向迁移提供了直接微观证据,实现了覆盖区勘查地球化学迁移机理研究从描述性模型到实证性科学质的飞跃。研究团队据此发明了具有自主知识产权的系列深穿透地球化学技术,并投入应用,填补了盆地地球化学调查的空白,分析样品达5万余件。国际3位权威科学家评述为:“纳米金属微粒发现是一项创新性研究成果,对覆盖区矿产勘查具有深刻影响,为全世界应用提供了实证”。该项成果获得国家科技进步二等奖一项,国土资源科技成果一等奖1项,专利3项。

  建立全球地球化学基准网 要将元素周期表绘制在地球上

  作为全球地球化学基准委员会主席,领导并实施了迄今为止国际地球化学界最大规模的国际合作研究计划—全球地球化学基准计划,共有69个国家,169位科学家参加。目前已建立了覆盖面积近3200万km2,约占全球陆地面积22%的全球地球化学基准网,分析元素达76种,为了解全球地球化学背景、全球资源评价、衡量未来全球化学变化和了解过去地球化学演化提供了定量参照标尺。提供了过去地球化学填图所没有包含的化学元素,如三稀元素、铂族元素、铀等远景区50余处;开发了全球地球化学一张图平台“化学地球”;制订国际地球化学填图系列指南,对引领国际地球化学填图具有奠基性意义。通过中、美、欧、澳数据对比发现,重金属元素超标的采样点位分别为欧洲10.9%,中国4.1%,美国2.6%,澳大利亚1.8%,欧洲重金属污染最为严重,这与工业化历程是一致的;系统测定了不同地质时代岩石和土壤中的全碳、有机碳和二氧化碳含量,为自然界碳循环和全球变化提供了基础数据。著名地球化学家David Smith评价“中国地球化学基准图将全球地球化学填图推向了极致”;著名地球化学家Clemens Reimann评价“分析指标是世界最好的,一些元素地球化学图是以前从未有过的”;谢学锦院士评价“所有指标均达国际领先水平”。李廷栋院士评价“填补了多项空白,为实现将元素周期表绘制在地球上的宏伟工程迈出了重要一步”。

  研究与生产密切结合 注重成果转化结硕果

  王学求及其团队研发的深穿透地球化学等新方法新技术,结合传统地球化学找矿方法和现代分析测试技术,形成了一套有效的地球化学矿产勘查方法技术组合。为很好地落实研究工作与国家需求密切结合的要求,王学求研究员曾一直坚持和团队人员一起,花费大量时间到最艰苦的西部无人区从事野外调查,为国家紧缺矿产资源,如大型金矿、铀矿和铅锌矿的发现提供了重要找矿线索。

  据不完全统计,自1999年以来运用该团队所发展的地球化学方法及其所圈定的靶区,发现大型以上金矿16处、银矿3处、铜矿21处、铅锌矿7处、锡矿7处。这些矿产资源的发现和探明,大大提高了国家的资源保障能力。湖北、甘肃、贵州、陕西、新疆、四川等省区地矿局和核工业地质队出具证明指出,研究团队所发展的金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、盆地铀矿地球化学理论和方法技术在当地金矿、铀矿勘查中发挥了重要作用。以中蒙合作1:100万地球化学填图工作为例,通过项目实施所圈定的异常靶区为企业和事业单位在境外进行矿产勘查部署和从事探矿权登记提供了最有效依据,所圈定的异常靶区有3处已经由内蒙古有色地质矿业(集团)有限公司跟进登记探矿权,已获得探矿权3处,2处正在审批;内蒙古投资7亿余元,由内蒙地质调查院承担的“向北开放-蒙古重要成矿区带矿产勘查选区”,就主要以地质调查项目“中蒙合作中蒙边界地区地球化学填图”异常靶区为依据进行选区部署。实施“一带一路”主要资源大国地球化学填图国际合作,中蒙和中哈地球化学填图已纳入国家发改委“一带一路”规划目录,为政府决策提供了依据。

  建立了一支具有国际水平的研究团队

  研究团队一直从事勘查地球化学和国际地球化学填图研究和合作工作,在谢学锦院士的指导和支持下,王学求研究员与团队一起努力工作和成长,为中国应用地球化学在国际上处于持续领先地位作出了重要贡献。团队中现有院士1人,国家百千万人才工程国家级人选1人,国土资源部科技领军人才1人,国土资源部科技创新人才工程青年科技骨干1人。近5年培养博士后3人,博士16人,硕士5人。

  截至目前,团队还与60余个国家建立了合作研究关系,举办了20余次国际地球化学填图培训班,培训的学员达500余人,不仅将中国的先进地球化学技术输出国外,而且建立了良好的人脉关系和人才储备,创造了中国与发展中国家开展互利共赢的地球化学填图合作模式。如中蒙合作被蒙古国给予高度评价,研究团队2人由此被授予蒙古国最高国家荣誉勋章,2人被授予部级荣誉勋章。以该团队为基础申请建立的“联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心”已先后获得联合国教科文组织和国务院的批准,正紧张有序地开展筹建工作。联合国教科文组织研究中心本身就代表了各自领域的研究前沿,中心申报成功以坚定的事实证明了该团队研究工作的国内外领先地位和水平。

  科学的道路没有捷径和尽头,王学求研究员正迈着矫健的步伐,向更高的科学巅峰勇敢攀登。