我国勘查地球化学的开拓者和奠基人——2011年度中国地质科学院“新华联科技奖”杰出成就奖获得者谢学锦

2013-01-22

谢学锦，男， 籍贯上海，1923生于北京。著名勘查地球化学家，中国勘查地球化学的开拓者和奠基人。1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。1941～1945年就读于浙江大学物理系、化学系，1947年毕业于重庆大学化学系。1954年起历任地质部化探室主任、中国地质学会理事、中国地质学会勘查地球化学专业委员会主任委员、地球物理地球化学勘查研究所副所长、名誉所长、国际Journal of Geochemical Exploration副主编、国际地科联全球地球化学填图工作组指导委员会委员、分析技术委员会主席等职。作为区域化探全国扫面计划的倡导者和技术指导，以他为首完成的“水系沉积物标准样研制”、“岩石、土壤、水系沉积物18个标准物质的研制”、“水系沉积物、岩石、土壤系列国家级地球化学标准物质”、“地球化学填图的战略、方法、技术与应用的研究”等于1985至2007年间先后获地质矿产部、国家科委、国土资源部科技进步一等奖2项和地质矿产部和国家科委科技进步二等奖各1项。2002年获何梁何利基金科学技术进步奖。2007年获国际应用地球化学家协会最高奖项——国际应用地球化学家协会金奖。

一、开拓中国的勘查地球化学

谢学锦1923年5月21日生于北平，其父谢家荣是我国著名的地质大师、我国经济地质学的鼻祖、石油地质学和煤岩学的先驱。1950年，谢学锦进入父亲领导下的矿产测勘处，第二年，受父亲派遣与徐邦梁一起前往安徽做地球化学调查，在安庆月山他们进行了土壤和水系沉积物测量，最终发现了铜矿的指示植物——海州香薷。海州香薷已被国际上公认为铜的有效通用指示植物。这一重大发现是中国勘查地球化学的起点和奠基石。

1952年地质部成立。谢学锦被从南京调到北京，参加化探室的筹建。他和化探室的全体人员一起到陕西省安康县牛山现场做工作，取得了足够的高质量资料，彻底否定了苏联某专家对牛山铜矿点的评价。在这之后，地质部化探室在谢学锦等领导下做了大量工作：1954~1955年在中条山铜矿峪外围、个旧锡矿、吉林大黑山铬镍矿开展化探试验，1956年组建6个分队，分别在白银厂、个旧、黄沙坪、内蒙锡林郭勒盟、会理及中条山进行1﹕50,000比例尺的大面积普查。所有这些工作，使中国的化探工作，从无到有，从小到大，逐渐地发展起来。

二、热液矿床原生晕研究

自1959年起，谢学锦与邵跃合作，开始了长达6年之久的热液矿床原生晕研究。1960年，他亲赴辽宁凤城青城子铅锌矿工作，分析了过去的一些钻孔和岩心，研究其原生晕，发现了下伏厚层大理岩中的隐伏矿，使该矿得以起死回生。这是当时化探找矿在中国取得的最大成功，震动了地质界。

谢学锦与前苏联学者同时在各自的研究中发现了热液矿床原生晕的组分分带特征，并提出了通用的分带序列，这在当时是该领域内与苏联并列的世界领先水平。谢学锦对原生晕形态、规模、内部结构的统一描述方法和术语在国内得到广泛的使用，找矿效果十分显著。1964年他写成《地球化学岩石测量的理论基础与工作方法》全面总结了原生晕的研究成果，堪称热液矿床原生晕理论与实践相结合的经典之作。

三、倡导并指导区域化探全国扫面计划

谢学锦写完《地球化学岩石测量的理论基础与工作方法》之后，毅然中断了原生晕的研究，决心去开辟新的领域，决心要把化探变成在找矿工作中起战略性指导作用的科学。1965年他赴四川参与1:20万米易幅区域地球化学调查。1973年，开始筹划中国的区域化探全国扫面计划（地球化学填图），并于1974年首先在浙江省和江西省进行了试点研究。

1975年和1977年，谢学锦相继发表了《区域化探的数据处理与解释推断》和《当前区域化探若干问题的探讨》两篇论文。这两篇文章为区域化探全国扫面计划的开展奠定了坚实的理论和技术基础。1978年，谢学锦正式向国家地质总局提出了《区域化探全国扫面计划》的建议，并于1979年1月获得批准。同年5月，谢学锦编写了区域化探全国扫面计划内地及沿海采样暂行规定，8月在郑州举办了为期7天的全国地球化学填图方法短训班；他在此次短训班上的讲稿经补充后于同年以专著《区域化探》的形式出版。谢学锦的这些著作系统地阐述了在中国进行大规模地球化学填图的理论、方法与技术，是进行区域化探全国扫面计划的指南。

热液矿床原生晕的研究成果和区域化探全国扫面计划的成功将中国的勘查地球化学推到了国际勘查地球化学的最前列，使之成为中国在地学领域内取得国际领先地位的少数学科之一。

四、独辟金矿勘查的新途径

谢学锦在区域化探全国扫面计划中采用了与国外完全不同的新思路与新技术找金。他根据少量文献推测，自然界中的金除了以颗粒金的形式存在，还应当有大量超微细（纳米及亚微米）颗粒的金存在，以此要求大幅度降低金的分析检出限。分析工作者根据他的要求，经过不懈的努力，将金的分析检出限一降再降至0.3ppb。在此基础上，他指导学生制定了一整套避开颗粒金而着眼于超微细分散金的化探找金的方法。试验结果表明，许多金矿都处在用2～4 ppb的异常下限值圈定的区域异常内。而在区域异常内，以超过4到8 ppb 的金含量作为异常检查区，在重复测量时有非常好的重现性。这就使金的地质找矿工作发生了革命性的变化，并取得了突破性的进展，使化探方法成了中国找金矿的主要方法，并取得了重大成果，相继发现了数百个新的金矿床。谢学锦与他的学生王学求所著《金的勘查地球化学理论与方法·战略与战术》系统总结了中国找金的理论、方法和经验，一扫国际上金矿化探沉闷局面，使之面貌焕然一新，堪称世界金矿地质理论与勘查技术的经典之作。

五、创建地球化学块体理论，制定全新的找矿战略

谢学锦提出一系列新概念和地球化学块体的新理论，进而在这些新概念和新理论的基础之上，提出了一整套矿产勘查的新战略，使勘查地球化学从一种辅助性的战术方法上升成了一种战略性的勘查方法。中国地质调查局运用谢学锦的地球化学块体理论与方法对中国东、西部的矿产资源潜力进行了预测和评估，将他提出的深穿透地球化学方法在大面积隐伏区广泛应用，发现了一批新的寻找大型、巨型矿床的战略靶区。

六、“化学定时炸弹”研究

我国正在加速工业化、城市化进程，空气与水的污染日益加重，土壤中污染物的累积不断增加，每年向空气和水中排放的污染物的数量已居世界首位。面对这样严峻的现实，谢学锦及时引进了“化学定时炸弹”的概念。他指出，如果我们对“化学定时炸弹”缺乏认识，听任有害物质在土壤中大量累积，“总有一天我国很大一部分土地将不适宜耕种，中华民族将失去赖以生存的空间，民族的素质亦日益恶化，我们这一代人将成为历史的罪人”。

为了预防“化学定时炸弹”的爆发，谢学锦于1994年3月向香山科学会议提交了题为“化学定时炸弹研究”的申请书，并获得批准。他指出在解决环境科学问题时，勘查地球化学可以充分利用长期以来研究元素从矿床或矿体向周围环境扩散迁移的丰富经验，来研究污染物从污染源向周围环境扩散迁移的规律，更可以通过地球化学填图为环境监控提供重要依据。在1993到1995年间，谢学锦在他所主持的“全国环境地球化学监控网络及全国动态地球化学图编制”项目中，在同一个采样点上同时采集地表及深层样品，以比较中国大规模工业化造成的环境污染，取得了非常有说服力的资料。他建议这项工作每隔10～20年进行一次，以获得我国环境变化的连续记录，为制定环境治理对策提供依据。

七、76种元素地球化学图集的编制

谢学锦认为，人类生存所依赖的地球环境是由元素周期表中的所有元素组成的，了解周期表中所有元素的空间分布情况，探索找寻巨型矿床与利用新型资源的可能性，分析所有元素的空间分布规律及与人类生存环境之间的关系，将为人类更好地认识自然、利用自然并与自然协调相处，提供最基础的信息。基于此，他决心进行一项人类历史上前所未有的工程，了解周期表中除人工元素和气体以外的几乎所有元素在中国大陆表层的分布情况，编制全国76种元素的地球化学图。他充分利用我国区域化探全国扫面计划在西南五省市区中采得的数以百万计的样品，将每个1:50 000图幅（约400 km²）内的样品组合成1个组合样，分析其中76种元素的含量，编制出了我国西南五省市区76种元素的地球化学图集。这一创举将持续进行下去，它不仅会进一步巩固中国地球化学填图在全世界的领先地位，大力推动各国地球化学填图工作的发展，而且会对环境、资源和基础理论的研究将产生难以预料的重大影响。

八、全球地球化学填图研究

谢学锦准确地认定世界各国已经进行的数十个地球化学填图计划普遍存在的缺陷的关键问题是分析问题。他在上世纪80年代末90年代初先后两次主持了“国际地球化学填图中的多元素分析问题”的讨论，先后三次作了题为Analytical Requirements in International Geochemical Mapping（国际地球化学填图对分析的要求）的学术报告，并最终写成文字发表在1995年5月的Analyst上。他指出“国际地球化学填图中……痕量和超痕量元素的检出限应当低于它们的地壳丰度值，以使这些元素的地球化学图能提供更多的信息。应当采用统一的数据质量监控方案和合格的参考物质，使不同填图计划取得的数据成为全球可以对比的。应当制订出能够达到这些要求的多方法、多元素分析方案。这样编制出的地球化学图对监测地球环境和评估世界矿产资源将会具有极大的价值”。他与其它各国的10位科学家共同撰写的IGCP 259的总结报告A Global Geochemical Database（全球地球化学数据库）大量列举了中国地球化学填图的进展与成就，并吸收了他在上述几次报告和文章中的思想及所提出的具体规定，这些思想及规定对国际地球化学填图方法的标准化产生了巨大的影响。

在谢学锦的指导下，哥伦比亚、巴西、南非、哈萨克斯坦等国与我国合作，进行各自国家的地球化学填图。有来自亚洲、非洲地区的20多个国家的专家前来了解中国地球化学填图的做法和经验，全球地球化学填图正在谢学锦的推动下快速向前发展。

进入新世纪，他又提出用新的理论（分形自相似理论）来进行全球地球化学填图，以研究周期表内绝大部分的元素在地球表面分布规律。