
李國武(中)和他的博士生。 受訪者供圖
我們(men) 的工作真的要耐得住寂寞,這種寂寞不僅(jin) 僅(jin) 在於(yu) 工作的枯燥,也在於(yu) 厚積薄發的耐心。要知道,一旦我們(men) 發現某種新的礦物,往往就能產(chan) 生一定的國際影響。
更重要的是,這些成果將為(wei) 我國未來的資源利用增加一種新的可能性。這才是我們(men) 最珍視的東(dong) 西。
■本報記者 陳彬
“你是怎麽(me) 知道哪裏有新礦物的?”這是工作多年以來,李國武經常被人問起的一個(ge) 問題。
這也難怪,作為(wei) 中國地質大學(北京)科學研究院晶體(ti) 結構實驗室教授,李國武最主要的一項工作就是通過測定礦物的晶體(ti) 結構和化學成分,尋找那些還未被人發現的礦物。而在這方麵,李國武的工作可以用“出色”來形容。
“目前,在全球範圍內(nei) 每年新發現的礦物大約有100多種,我國平均每年能發現1~2種。近年來,我國發現的新礦物大概有70%是我們(men) 團隊參與(yu) 發現的。”在接受《中國科學報》采訪時,李國武用這樣一個(ge) 簡單的數字,概括了近20年來他的“工作成績”。
近日,國際礦物學協會(hui) 新礦物、礦物命名及分類命名委員會(hui) 高票通過李國武團隊申報的新礦物——李氏鎢礦,就是對李國武在新礦物發現及礦物晶體(ti) 結構與(yu) 晶體(ti) 化學領域作出卓越貢獻的肯定。
兩(liang) 次野外工作,三種新礦物
李氏鎢礦的發現源自李國武一次在家鄉(xiang) 的意外之舉(ju) 。
2019年春節,李國武回老家過年。他的家鄉(xiang) ——雲(yun) 南省華坪縣境內(nei) 礦產(chan) 資源豐(feng) 富。家鄉(xiang) 的同學知道他是搞地質研究的,便邀請他到附近的金礦點考察。恰巧當時李國武正在從(cong) 事一項國家自然科學基金項目關(guan) 於(yu) 燒綠石超族新礦物的研究,也想去附近的花崗岩岩體(ti) 采集一些樣品,便欣然前往。
金礦點的考察中,他采集了一些樣品。在從(cong) 山上返回的途中,停車的小路邊斷層帶附近露出的花崗岩引起了李國武的注意。出於(yu) 職業(ye) 習(xi) 慣,他采集了一些半風化的花崗岩岩石樣品,並用餐盤進行了簡單淘洗,把礦物樣品帶回了北京。而就在這些樣品中,他意外地發現了一種新的礦物——碲鎢礦。
“碲鎢礦是一種以半金屬碲和鎢、鉀構成的全新成分和新結構的新礦物,這是科學家首次在世界上發現該成分及結構的礦物,此前甚至沒有發現過類似的人工合成物。”李國武說,正是憑借這樣獨特的成分和結構,該礦物被國際礦物學協會(hui) 評選為(wei) “2019年度礦物”,這也是全球礦物學界賦予新礦物發現者的最高榮譽。
碲鎢礦的發現讓李國武非常興(xing) 奮,於(yu) 是在當年8月,李國武帶領團隊再次到碲鎢礦發現地進行係統野外工作。與(yu) 上次“無心插柳”不同,這次他帶著充分的準備而來,最終的結果也令他的準備和付出沒有白費——在此次帶回的樣品中,李國武團隊再次發現了兩(liang) 種新的礦物,並將這兩(liang) 種新礦物命名為(wei) 烏(wu) 木石和李氏鎢礦。
烏(wu) 木石是在碲鎢礦之後,李國武團隊發現的又一種含鉀、鎢的新礦物,也是世界上首次發現的鎢青銅結構的天然礦物。至於(yu) 李氏鎢礦,則是自然界很罕見的化學成分為(wei) 純三氧化鎢,且為(wei) 非化學計量的鈣鈦礦型結構的天然礦物。這三種新礦物有成因聯係,物質來源與(yu) 附近的金礦化有關(guan) 。
兩(liang) 次野外工作,在同一地點發現三種獨特含鎢新礦物,這樣的“效率”在新礦物發現工作中是很罕見的。在外人眼中,李國武的發現或許有些“運氣”的成分,但了解他的人卻更願意將其看作是命運對他近20年苦心科研的一種“褒獎”。
“誰知道將來會(hui) 有什麽(me) 用”
1982年,18歲的李國武作為(wei) 全縣僅(jin) 有的12名考入大學的學生,邁入了中國地質大學(武漢)的校門。與(yu) 自己喜歡的地球物理專(zhuan) 業(ye) 擦身而過的他,被分配到了岩石礦物學專(zhuan) 業(ye) ,由此開始了他與(yu) 礦物打交道的生涯。
10年後的1993年,在雲(yun) 南地礦局第二地質大隊從(cong) 事岩礦鑒定工作多年的李國武,考取中國地質大學(北京)材料學院X射線晶體(ti) 結構實驗室攻讀碩士研究生。這也是他從(cong) 事新礦物發現與(yu) 礦物晶體(ti) 結構與(yu) 晶體(ti) 化學研究工作的開始。
“新礦物的發現是地球科學的基礎創新之一。”受訪時,中國地質大學(北京)地球科學與(yu) 資源學院礦物教研室教授申俊峰告訴《中國科學報》,人類在地球上已發現了5000多種不同的礦物種,但仍有很多未知的礦物未被發現。新礦物的發現及其研究是一個(ge) 國家或研究單位礦物學研究水平的重要標誌之一。然而,目前我國所發現的新礦物僅(jin) 有140餘(yu) 種,相對於(yu) 我國國土的幅員遼闊、資源豐(feng) 富,這一發現量顯然是非常低的。
“李老師帶領我們(men) 所做的工作,就是要在更多的新礦物上打下中國人的印記。”李國武的博士生孫寧嶽說。
采訪中記者得知,決(jue) 定一種礦物是否是新礦物的關(guan) 鍵,是看其是否具有新的晶體(ti) 結構和化學成分,但要得出一個(ge) 準確的判斷,除了掌握一定的方法外,更重要的是耐得住寂寞和潛心研究。
“單礦物鑒別的一個(ge) 最基本操作流程,就是將岩礦石樣品破碎成直徑0.1毫米的微粒,然後在顯微鏡下,一個(ge) 微粒一個(ge) 微粒地觀察比較。通過觀察礦物特征,找到可能存在的新礦物顆粒,再進行更深一層的成分結構測定。”李國武說,有時為(wei) 了找到可能的新礦物微粒,常常要在一兩(liang) 個(ge) 月的時間裏觀察上萬(wan) 個(ge) 顆粒,其枯燥程度可想而知。
然而,這樣的工作,李國武已經做了近20年。
有人也曾產(chan) 生過疑惑:“發現新礦物能有什麽(me) 用?”麵對這樣的疑問,李國武隻能回答他們(men) ,“對於(yu) 剛剛發現的東(dong) 西,我暫時還不知道它們(men) 能做什麽(me) ,但很多科學上的發現就是這樣子,誰知道將來它們(men) 會(hui) 有什麽(me) 用。”
當然,有些價(jia) 值的體(ti) 現是不需要等那麽(me) 長時間的。
2010年,李國武到匈牙利首都布達佩斯參加國際礦物學大會(hui) 。其間,他與(yu) 一位加拿大礦物學者交流。當得知對麵的這個(ge) 中國人已經發現了幾十種新礦物的時候,這位國外學者頓時肅然起敬。“我在自己的一生中能夠發現一種新礦物就已經心滿意足了,您竟然發現了那麽(me) 多!”
李國武知道,那一刻他代表的並不是他自己。
“這才是我們(men) 珍視的東(dong) 西”
回到本文開頭的那個(ge) 問題——為(wei) 什麽(me) 李國武知道那些新礦物在什麽(me) 地方?
對此,他笑說,除了要有一定方法以及耐得住寂寞外,還有一個(ge) 很好的傳(chuan) 承。
據了解,李國武所在的晶體(ti) 結構實驗室成立於(yu) 1958年。其創始人為(wei) 我國的礦物晶體(ti) 結構、晶體(ti) 化學研究學科領域的創始人,原北京地質學院教授彭誌忠。而李國武的碩士生導師馬哲生教授則是彭誌忠的學生。“這樣算起來,我是這個(ge) 實驗室的第三代。”他說。
從(cong) 成立至今,該實驗室半個(ge) 多世紀一直致力於(yu) 新礦物的發現與(yu) 礦物晶體(ti) 結構與(yu) 晶體(ti) 化學研究方向,因此也積累了大量的實際經驗。在他們(men) 的實際工作中,這些經驗發揮了重要作用。如今,李國武也正在通過言傳(chuan) 身教,將這些經驗傳(chuan) 遞給自己的學生。
遺憾的是,目前國內(nei) 能夠分享這些經驗的機構和研究者並不多。
李國武告訴《中國科學報》,雖然國內(nei) 有些機構也會(hui) 從(cong) 事新礦物的發現與(yu) 研究工作,但目前真正以這項工作為(wei) “主業(ye) ”的卻隻有他們(men) 這一家實驗室,這總讓他有種“勢單力孤”之感。
“其實我挺想呼籲一下,歡迎新鮮血液加入我們(men) 的隊伍中,畢竟我們(men) 的工作能對國家發展有所貢獻。”李國武說,但他同時也清楚,自己的這份工作的確太枯燥。“讓現在的年輕人盯著礦物看上一整天,很少有人能真正潛下心來。”
好在,依然還有一群學生和年輕人在這個(ge) 領域進行研究。對於(yu) 他們(men) ,李國武的話語中多了一份讚許。
“新礦物的發現並非輕而易舉(ju) ,其中充滿了各種困難與(yu) 艱辛,隻有孜孜不倦的努力、潛心研究才能贏得碩果。”交談中,李國武說,相比一些動輒發上幾篇論文的專(zhuan) 業(ye) ,他們(men) 在現行的評價(jia) 體(ti) 係下不占優(you) 勢。“我們(men) 的工作真的要耐得住寂寞,這種寂寞不僅(jin) 僅(jin) 在於(yu) 工作的枯燥,也在於(yu) 厚積薄發的耐心。要知道,一旦我們(men) 發現某種新的礦物,往往就能產(chan) 生一定的國際影響。”
“更重要的是,這些成果將為(wei) 我國未來的資源利用增加一種新的可能性。這才是我們(men) 最珍視的東(dong) 西。”李國武說。
《中國科學報》 (2021-06-22 第8版 學人)