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文章简介:

• 1、国内外研究现状
• 2、北京科技大学出过什么名人或杰出人士？
• 3、非贵金属类材质是什么意思？
• 4、求无机化学研究领域最新发展动态
• 5、国内外研究现状与本书的研究意义
• 6、第一个真正认识燃烧本质，建立氧化学说的科学家是谁

国内外研究现状

1.2.1 元素硫溶解度及沉积运移实验研究现状

（1）元素硫溶解度研究现状

对高含硫天然气中元素硫溶解度的认识是该类气藏开发过程中重要的环节之一。国内外对该问题进行了深入的研究。硫溶解度的研究主要包括实验和理论两个部分，以下为实验部分。

1960年，Kennedy［7］等人研究了硫在不同含量的CH4、CO2和H2S三种气体中的平衡溶解问题。并且首次说明了硫的溶解性能与气体压力、温度和组分有关。在一定温度压力的条件下，其溶解能力大小依次为H2S、CO2、CH4。

1971年，Roof[8]通过实验研究了低温低压条件下硫在硫化氢气体中的溶解度（压力6.8～30.6MPa，温度43.3℃～114℃）。

1976年，为了更好地研究深层气藏的高温高压条件下硫在酸性气体中的溶解度，Swift［9］进行了溶解度实验研究（压力34.5 MPa～138 MPa，温度121℃～204℃）。

1980年和1988年，E.Brunner［10～11］等人将Kennedy等人研究进行推广（压力6.6MPa ～155MPa，温度116℃～213℃），研究了硫在不同比例的CO2、H2S、C1～C4的14个合成酸性气体混合物中的溶解度。

1992年和1993年，P.M.Davis［12］等人将E.Brunner等人的研究成果进行了深入研究（压力7 MPa～55MPa，温度60℃～150℃），将硫在简单多组分中的溶解扩展到实际的酸气组分中。

1993年，谷明星［13～14］等人建立了静态法测定难挥发溶质（固体或液体）在超临界、近临界流体中溶解度的实验装置，针对硫化氢大于50％的富含H2S酸性流体溶解度进行了测试。

2003年，C.Y.Sun［15］在谷明星实验研究的基础上，在室内利用静态实验测试装置完成了元素硫在7个高含硫混合气体（H2S CO2、CH4）中溶解度测定，并建立了能预测和关联硫在高含硫天然气中溶解度的气固热力学模型。

2005年，曾平［16～17］对元素硫在天然气中的溶解度进行了实验研究，并对其机理进行了说明，分析了不同组分对元素硫溶解度的影响，提出混合物中含碳原子数目较多的烃类组分对硫溶解度有着重要的影响。

2009年，杨学锋［18］通过自主设计的元素硫溶解度实验设备，针对Chrasnti［19］和Roberts［20］常系数模型进行了关联性研究，发现Chrasnti l溶解度计算模型更加科学可靠； 而Roberts溶解度模型，由于是根据有限特定的几组数据拟合得到，具有一定的局限性。

由于硫在含硫混合气中溶解度测试具有一定的危险性，故为了更好的得到硫在含硫混合气中的溶解度，国内外学者在理论模型方面也做了很多深入的研究。

1980年和1983年，J.B.Hyne［21～22］等人研究发现随着温度压力的升高，元素硫和硫化氢会生成多硫化氢。反之，随着温度压力的降低，多硫化氢又会分解成为元素硫和硫化氢，从而导致硫沉积。

1982年，Chrastil［19］基于理想溶液理论，提出了一个简化的热力学方程来计算硫的溶解度。该经验公式已经广泛用于超临界流体溶质溶解度的计算。

1989年，R.A.Tamxej［23］等人在对大量实验数据进行拟合的基础上，得到了元素硫在含硫气体中溶解度的预测模型。

1997年，E.Bruce［20］等人利用Brunner［10］和Woll的实验数据，对Chrastil经验公式进行了回归拟合，建立了元素硫在酸性气体中的溶解度经验公式，该公式考虑了温度、压力和气体组分对元素硫溶解度的影响，因为方便应用，故一直被用于预测元素硫在含硫天然气中的溶解度。

1998年，Kunal Karan［24］等人建立一个热动态模型，可用于预测酸气混合气体中硫溶解度，并利用该模型计算了元素硫在硫化氢和高含硫气体混合物中的溶解度。

2003年，C.Y.Sun［15］等人采用与谷明星类似的方法，建立了能够预测和关联元素硫在高含硫天然混合气中溶解度的气固热力学模型。

2006年，杨学锋［25］引入了超临界流体的压缩气体模型，建立了元素硫和高含硫天然气达到气固相平衡时定量计算元素硫溶解度的关联和预测模型。

（2）元素硫沉积运移实验研究现状

随着温度压力的降低，元素硫会从含硫天然气中析出，部分硫颗粒将会沉降，部分硫颗粒则会随储层流体运移。

目前，元素硫沉积实验主要集中在油藏方面［27～29］，由于硫化氢的剧毒性，开展高含硫元素硫沉积储层伤害的实验极少。

2000年，Jamal H.Abou-Kassem［30］利用氮气携带升华的元素硫进入碳酸岩岩心，观察和测定了元素硫对岩心的伤害。提出了一种简易的方法来模拟实际高含硫气藏元素硫对储层的伤害，但由于元素硫升华的温度极高，对其实验及数据的可行性值得深入探讨。

2008年，西南油气田分公司勘探开发研究院［31 ］自主研制了模拟实际储层高温高压的条件下，元素硫沉积对储层伤害驱替实验仪器，完成了不同初始压力、温度下元素硫对天然碳酸盐岩岩心渗透率和孔隙度的伤害。

1.2.2 含硫气藏储层改造铁离子伤害研究现状

储层改造作为低渗透油气藏重要的增产措施已经得到了广泛的认可，目前含硫气藏也通常进行酸压改造增产作业。由于含硫气藏涉及元素硫沉积和酸性气体等因素，对其储层改造必要性的探讨还存在空白。

考虑到元素硫沉积和酸性气体的影响，含硫气藏储层改造的核心就是控硫控铁。在处理含硫化氢气井的储层改造问题上，国内外主要集中在控制铁沉积上［32～37］。在酸压作业中，对于控制铁离子沉淀，通常有三种方法：

一是对主体工作液进行研究，采用弱酸体系来控制残酸液的pH值，使得残酸pH值处于一个相对较低的位置，以便于抑制残液中析出含铁的硫化物。

二是采用铁离子络合剂。由于络合剂对高价的金属离子具有较强的亲和力，从而使得溶液中铁离子浓度低于析出沉淀的浓度，从而抑制铁离子沉积的产生。

三是采用还原剂，将溶液中的三价铁离子还原成为二价铁离子，从而达到避免沉淀析出的目的。

2004年，陈红军［38］等人对于含硫化氢气井酸化过程中，硫化铁沉淀预测及抑制剂研究进行了详细的调研和研究，并提出了一套适应含硫气井酸压作业且与之匹配的添加剂，优化了酸液体系的整体性能，其具体表现为铁离子稳定剂、硫化氢吸收剂和控硫剂。

2007年，Jairo Leal［39］等人在分析了在对解除硫化铁沉积过程中可能会出现的问题，提出了一系统有序的方法来对硫化铁沉淀进行移除。

2009年，Tao Chen［40］等人建立了一套新的硫化铁测试方法来评价硫化铁抑制剂的性能。在此基础上，研制了一种新的抑制剂并对硫化铁抑制剂机理进行了说明。

1.2.3 元素硫沉积对储层伤害研究现状

为了研究地层条件下元素硫沉积对储层的伤害，国内外学者分别建立了考虑元素硫伤害的含硫气藏伤害模型，分析元素硫沉积对储层参数及产能的影响。

1966年，C.H.Kuo［41］建立流体流动数学模型，该模型能够描述多孔介质中固相沉积。该模型假设初始状态含硫天然气饱和溶解元素硫。

1972年，C.H.Kuo［42］将硫沉积模型引入，在黑油模型的基础上，建立元素硫沉积的储层伤害数学模型，该模型考虑了硫溶解度的变化和硫沉积对渗透率和孔隙度的影响。该模型能够模拟均质气藏一维径向流动情况下，采气速度、井距和井筒半径对硫沉积的影响。

1980年，J.B.Hyne［21］等人通过统计学原理，分析了100多口含硫气井的元素硫沉积问题，分析了混合物中不同碳原子数、CO2、硫化氢含量对元素硫沉积的影响。

1997年，E.Boberts［20］在等温稳态理想流动的条件下，研究了酸性气井中元素硫沉积对流人动态的影响，建立了考虑元素硫沉积储层伤害模型，分析了不同时间，不同径向距离处元素硫饱和度的分布。发现硫的聚集速度与径向距离平方成反比，径向距离小，元素硫沉降距离的越快。同时还考虑表皮的影响，表皮越小，硫的聚集速度越小，但该模型假设元素硫析出就地沉降，没有考虑元素硫运移。

1997年，王琛［43］在Roberts建立的理论基础上，研究了硫沉积对气井产能的影响及各因素对硫沉积的影响。

2001年，Faruk Civan［44］将延迟效应引入到元素硫沉积里面，考虑元素硫动态沉积，即元素硫析出后不会就地沉降，而是运移一段时间或位移后再沉降。但并没有说明元素硫何时沉降，运移多长时间和位移。

2002年，Nicholas Hands［45］等建立了天然裂缝性含硫气藏硫沉积预测解析模型，该模型考虑了温度和近井地带的气流临界流速的影响，对元素硫在近井地带的分布进行了分区和详细地研究，并给出了相应的井底除硫时间，但对于元素硫颗粒临界流速计算并没有给出具体计算方法。

2004年，杨满平［46］考虑非达西渗流的影响，建立了高含硫气藏元素硫沉积模型。该模型在完善硫沉积伤害模型基础上，对比了考虑非达西和达西流动下，不同径向距离，不同时间元素硫饱和度随时间的变化关系，同时还分析了产能对硫颗粒沉积堵塞的影响。

2005年，曾平［47］就高含硫气藏渗流规律进行了研究，得到孔隙度，渗透率随时间的变化关系，进一步完善了考虑非达西影响的元素硫沉积伤害模型。

2006年，杨学锋［48］在Faruk Civan建立的模型基础上，考虑元素硫沉积的延迟效应，完善了元素硫动态沉积预测模型。

2006年，H.Mei［49］等人在Roberts建立伤害模型基础上，根据实际井参数，建立了无阻流量与渗透率和储层厚度之间的关系。

2006年，Du Zhi-Ming［50］等人建立了裂缝性气藏气液固三相耦合数学模型，并利用Roberts实例井数据进行计算，同时进行了结果对比分析。

2006年，Guo Xiao［51］等人将气液固三相耦合模型与硫沉积实验相对比，分析了流速，初始硫浓度和岩心渗透率对元素硫沉积的影响。

2007年，Guo Xiao［52］等人基于组分模型和相平衡原理建立了气液固三相数学模型，该模型可用于预测元素硫沉积，并提出需要进行储层解堵时间。

1.2.4 考虑元素硫沉积的产能方程及物质平衡方程研究现状

由于压力降最快的地方在近井地带，导致元素硫析出最快的地方聚集在近井地带，从而使得常规的产能方程需要进一步考虑元素硫沉积的影响。含硫气藏开发过程中元素硫沉积而导致试井曲线发生变化，对此学者们也进行了相应的研究。

2005年，李成勇［53］等人进行了高含硫气藏解释方法研究，建立了高含硫气藏两区复合试井模型，并用Stehfest反演算法对井底压力响应典型曲线进行了计算，分析了污染半径和流度比对井底压力动态的影响。

2007年，段永刚［54］等人建立了基于含硫气藏与井筒耦合的非稳态产能预测新方法，该方法为没有试采资料的气井合理配产提供了一种方法。

2008年，张烈辉［55］等人基于渗流力学相关理论，对高含硫气藏的渗流模式进行了分析，建立了考虑附加表皮的复合渗流模型与产能试井解释数学模型。

2009年，晏中平［56］等人在现代试井解释方法和油气渗流理论基础上，建立了考虑含硫气井硫污染区和未污染区两区双孔介质复合试井解释数学模型，并利用Stehfest反演算法对井底压力响应典型曲线进行了计算，同时完成了多参数对井底压力的敏感性分析。

随着高含硫气藏的开发，储层压力会不断降低，析出的元素硫将会占据储层部分孔隙空间，使得在建立含硫气藏物质平衡方程的时候，体积平衡方程发生了变化。

1936年，R.J.Schilthuis［57］根据物质平衡原理首先建立了油藏的物质平衡方程式，因为该方法需要的相关地质及流体生产数据较少，同时计算方法相对简单，故一直在油藏工程中得到广泛使用。

国内的陈元千［58～60］等人在物质平衡原理的基础上建立了气藏的物质平衡方程，并完善了不同类型的气藏物质平衡方程式。

在凝析气藏物质平衡方程式的问题上，国内的马永详［61～62］利用摩尔平衡原理对凝析气藏物质平衡方程进行了研讨。

2006年，张勇［63］等人给出了高含硫气藏物质平衡方程的推导，该模型考虑了元素硫沉积的影响，但仅仅是基于体积平衡原理，没有考虑元素硫的析出会导致混合天然气密度发生变化。

2008年，卞小强［64］考虑了元素硫析出后，会使得天然气密度发生变化，必须使用质量平衡原理来建立含硫气藏物质平衡方程，故其利用摩尔平衡原理建立了气藏物质平衡方程，并进行了实例计算，但在建立物质平衡时，由于对元素硫产生的机理认识不足，使得摩尔平衡原理建立的方程求解具有一定难度。

北京科技大学出过什么名人或杰出人士？

魏寿昆 中国科学院院士

魏寿昆，男，汉族，天津市人，生于1907年9月16日。 九三学社社员。1923～1929年就读于北洋大学，1929年获矿冶系工学学士。1930年考取天津 市公费留德。1931～1936年留学德国。1935年获德国累斯顿工业大学化学系工学博士。1935～1936年在德国亚深工业大学钢铁冶金研究所从事博士后进修一年。现任：北京科技大学教授、中国科学院资深院士、九三学社中央顾问、日本钢铁学会名誉会员及中国金属学会荣誉会员。兼任：《中国科学技术专家传略》冶金卷（2）编委会委员，《材料研究学报》、《中国有色金属学报》及Transactions of Non-ferrous Metals Society of China编委顾问。中华人民共和国建国前曾任：辽宁海城大石桥滑石矿助理工程师，北洋大学矿冶系助教，北洋工学院、西北联合大学、西北工学院、西康技艺专科学校、贵州农工学院、重庆大学、北洋大学及唐山交通大学教授、系主任、教务主任等。又任重庆矿冶研究所钢铁研究室主任、代理所长及重庆材料试验处冶金组主任。中华人民共和国建国后曾任：北洋大学工学院院长兼冶金系教授，天津大学副教务长兼冶金系教授，北京钢铁学院教务长兼理化系教授、图书馆馆长、副院长等职。中华人民共和国建国后曾兼任：北京市政协第一至第四届委员，第五至第七届常务委员及第六届工作组委员会高教组组长；九三学社第六及第七届中央委员会常委兼中央文教委员会主任，第八及第九届中央参议委员会常委；中国金属学会筹备委员会秘书长，第一至第四届中国金属学会常务理事；中国金属学会冶金过程物理化学学会第一及第二届理事长，荣誉理事长；中国有色金属学会首届常务理事及中国高等教育学会首届理事；国家科委冶金学科组常务副组长，国务院学位委员会工科学科首届评议组成员；《中国大百科全书》（矿冶卷）冶金编委会副主任，《中国科学技术专家传略》冶金卷（1）编委会委员，全国冶金学名词审定委员会主任；《金属学报》首届编委会委员《化工冶金》及《计算机与应用化学》编委会顾问，以及Rare Metals (Quarterly)及《稀有金属》编委会常委。

教学方面：从事教学已有72年，主要讲授“普通冶金学”、“钢铁冶金学”、“有色金属冶金学”、“选矿学”、“金相学”、“钢铁热处理”、“冶炼厂设计”、“冶金计算”、“耐火材料”、“高温测量学”、“试金学及实验”、“电冶金学”、“普通化学”、“定性分析化学及实验”、“定量分析化学及实验”、“物理化学”、“染色化学”、“工业分析”、“水质分析”、“矿物学”、“岩石学实习”、“吹管分析”、“德语”、“冶金炉”、（流体力学）、“专业炼钢学”、“活度理论”、“冶金过程热力学”（钢铁脱硫）、“冶金过程热力学”等28门课程；1981年国务院学位委员会批准为全国首届博士生导师，至近已培养硕士生及博士生20余人。

科研方面：在20世纪30年代后期及40年代初期主要从事小型钢铁工业技术的改进及国内矿产资源综合利用的研究；以四川白云石采用CO2选择性溶解后，经“静置后处理法”制得含0.5%杂质（CaO及R2O3）的MgO；用碳还原制备金属钼，纯度达94%，利用硅铁还原钼酸钙制成含Mo40%的钼铁。50年代引入活度理论，对冶炼反应进行了深入的热力学分析研究；60年代发展了炉渣脱硫的离子理论，提出了高炉渣中计算S2-离子活度系数公式；70年代至80年代在国内首先提出了固体电解质电池定氧技术并应用于测定热力学参数，同时研究了国内复杂矿杂质的热力学行为及去除机理和完善了选择性氧化理论并提出转化温度概念的广泛应用。80年代末期至90年代初与王之玺院士等人走遍祖国大地及沿海港口，对中国铁矿及煤炭资源和钢铁工业发展远景进行了调研并提出咨询报告。又深入进行曲活度相互作用系数的研究，发现用同一实验数据采用不同的运算方法得到分歧的数据，深获国际友人关注。科研成果“锰基合金热力学行为及其脱磷的研究”、“华南铁矿冶炼脱砷的基础理论”获国家教委科技进步一等奖；“共生矿分离的基础研究—铌在铁液及钢渣中的行为” 获国家教委科技进步二等奖；“共生矿金属分离的基础研究—金属液中元素选择性氧化及有害元素去除的热力学” 获国家自然科学三等奖；“技术科学”获何梁何利科学技术与技术进步奖。此外，还获有北京钢铁学院、中国科学院及中国地质学会从事工作50年荣誉证书奖状，以及国家教委老骥伏枥金马奖章等。中华人民共和国建国前获得专利5项，即：“利用碳酸钠或碳酸铵自白云石提制镁氧的新法”、“利用静置后处理法自白云去钙提镁的新法”、“人造镁氧制造镁砖的配料方法及加强粘性的风化法”、“制造特纯钼酸铵或钼酸采用铝铁共沉淀新法”、“提炼纯钼的二步还原新法”。出版专著5部，即：《平炉炼铁厂设计》（商务印书馆，1954）、《专业炼钢学——平炉构造及其车间布置》（冶金出版社，1958）、《活度在冶金物理化学在的应用》（中国工业出版社，1964）、《冶金过程热力学》（上海科学技术出版社，1980）、《魏寿昆选集》（冶金工业出版社，1990）；未付印书稿3部即：《冶炼厂设计》（北洋大学讲义科，1950）、《钢铁冶金原理》（北京钢铁学院出版科，1977）、《冶金过程物理化学导论》（九三学社贵州省委员会、贵州科学院及贵州金属学会，1984）。发表论文160余篇。

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柯俊 中国科学院院士

柯俊，男，汉族，浙江黄岩人，生于1917年6月23日。1938年毕业于武汉大学化学系，曾在原经济部工矿调整处工作，负责原材料的验收、运输和保管工作。1942年派驻印度，曾在印度塔塔钢铁厂实习。1944年赴英国伯明翰大学，1948年获自然哲学博士，从事合金中相变机理的研究，并担任理论金属学系讲师享有终身任命。1954年至今，在北京钢铁学院（现北京科技大学）任教，先后任北京钢铁学院金物教研室主任、物理化学系主任、北京钢铁学院副院长。获加拿大麦克麻斯特大学、英国莎瑞大学荣誉理学博士。兼任：日本金属学会、印度金属学会荣誉会员，中国科学技术史学会名誉理事长，中国科技教研学会筹备委员会主任，中国科学金属研究所名誉研究员，原中国金属学会、有色金属学会常务理事，北京科技大学顾问，北京大学古代文明研究中心顾问，中国社会科学古代文明研究中心顾问。1980年当选中国科学院技术科学部学部委员，曾任学部常委，现为资深院士。曾获国家自然科学奖、何梁何利奖。

教学方面：主讲过“金属物理”、“相变与扩散”、“金属物理研究方法”及“材料科学与工程方法论”等。

科研方面：自1948年至今，一直从事合金中相变的研究，首次发现并提出贝氏体切变机制，在钢的过热性能及合金钢的贝氏体相变研究中取得突破性成果，发展成世界这一现象的主流学说，1956年获国家自然科学三等奖；1956年初主持筹建北京钢铁学院（现为北京科技大学）金属（材料）物理专业及金属（材料）物理化学专业，培养有关冶金金属材料研究人才，在国际上享有很高的荣誉；1958～1964年间，积极为国家节约战略金属物资，开发国内急需的新材料制备工艺及质量研究（如：节约镍钴的电热丝电热材料、电表用硬磁材料、稀土元素在钢中的应用），接近当时世界先进水平，1964年获全国新产品工艺奖；1977年以来，对微量元素对钢的组织和性能影响及作用机理开展研究，1989年获国家教委科技进步二等奖；1974年以来，开拓了探索作为人类历史发展的物质基础和对中华民族统一、生存和发展具有根本性作用的冶金的历史研究（特别是生铁及生铁制钢），1987年获国家自然科学三等奖及教委科技进步二等奖。90年代，在中国科学院及国家教委的领导下，起草了原国家教委关于“超级钢研究”的攀登B“国家重点科研”的论证（现已转为973项目，任专家组顾问）；而后把主要精力转向另一个具有战略性高度的高等工程教育改革工作，与中国科学院和国家教委的科学家、教育家（如张光斗、张维、路甬祥、师昌绪院士）们一起共同探讨面向21世纪的中国高等工程教育改革，调研起草了中国科学院技术学部送李岚清同志的专题报告，并于1996年承担了国家教委“面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划”项目中“材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”课题，同年在北京科技大学主持了冶金及材料工程拓宽专业的试点班，志在培养学生工程意识、自学能力、独立工作能力和创新能力，收到了良好的效果。

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肖纪美 中国科学院院士

肖纪美，男，汉族，湖南省凤凰县人，生于1920年12月。材料科学家、金属学专家和冶金教育家、中国科学院院士。1943年毕业于交通大学唐山工学院，1948年2月赴美国留学。1949年1月获美国密苏里大学冶金工程硕士学位，1950年8月获冶金学博士学位。曾在美国林登堡钢铁热处理公司实习一年半，随后在爱柯产品公司和美国坩埚钢公司任研究冶金师五年半。1957年7月冲破美国政府的重重阻挠，回中国参加社会主义建设。1957年 10月到北京钢铁学院（现北京科技大学）任教至今。先后任金属物理教研室主任，材料失效研究所所长、环境断裂开放实验室主任。1978年被聘为国家科委冶金新材料组和腐蚀科学学科组成员；1980年当选为中国科学院学部委员（1993年改称院士）。1991年，任中国科学技术协会第四届全国委员会委员；历任中国腐蚀与防护学会第一、二届副理事长，第三、四届理事长；中国金属学会理事、材料科学学会理事长、荣誉会员；中国稀土学会常务理事；中国材料研究学会顾问；并在中国兵工学会、中国航空学会，中国宇航学会，中国机械工程学会所属的材料专业委员会任职。1999年至2000年任中国博士后科学基金会副理事长，为中国博士后制度的建立做出了贡献。1977年至1986年先后获得北京科技大学优秀教师，北京市教育系统先进工作者，全国冶金教育劳动模范称号。 1989年国务院侨办授予全国优秀归侨称号，中国科学院授予他对中国科学事业作出贡献的荣誉章；1984和1991年，两次当选为北京市海淀区人民代表，1980年至1995年担任国际性学术刊物“冶金学报”（Adta Metallurgica）及“冶金快报”（Scripta Metallurgica）的中国编辑；1999年美国腐蚀工程师协会（NACE）授予“资深会员”称号。1996年国家科委和教委授予全国高校先进科技学作者称号，1977年至1999年，共获得部级奖励27项，享受国务院政府特殊津贴。

教学方面：40多年来，为北京科技大学金属物理专业和材料物理系的本科生、研究生主讲过“热力学”、“金属材料学”、“腐蚀金属学”、“合金相理论”、“金属物理” 、“断裂力学”、“断裂化学”、“金属的韧性与韧化”、“合金能量学”、“材料学的方法论”等课程或讲座，并应邀到20多个省市的50所大学及95个学术研究单位讲学。先后12次应邀在国际专业学术会议上作大会特邀报告，并受邀到美国、德国、加拿大、日本、澳大利亚、新西兰、巴西等国讲学，在国际材料界赢得了较高的学术声誉。传播材料学的知识方法，在国内材料学界有广泛的影响。先后编写教材，出版专著15部，共计560多万字，其中《合金能量学》及《合金相及相变》分别于1988年及1992年被国家教委评为全国优秀教材；《材料的应用与发展》1990年获全国优秀科技图书二等奖，并根据该书内容编导拍摄成20集电视科教片，已在中央电视台教育频道正式播放2次。1989年 3月，以师昌绪院士为组长的评审专家组认为：“这是中国电化教育领域的创举，为干部继续教育作出了贡献”、《材料学的方法论》1995年获全国优秀科技图书二等奖。此外，他合作主编的《金属腐蚀手册》获1991年华东地区优秀科技图书一等奖；《材料的表面与界面》及《中国稀土理论与应用研究》先后于1993年及1995年获高教领域出版著作的优秀图书奖。从1962年到现在先后培养博士及硕士研究生53名。

科研方面：从事金属材料的基础理论研究。早在50年代中期，对铬锰氮奥氏体不锈钢的相图、相变和力学性能方面进行了系统研究。首次提出了节镍奥氏体不锈钢基本成分设计和力学性能计算的新方法，获得了美国专利；回国后，继续深入研究节镍不锈钢和耐热钢的新钢种。主要从事合金钢、晶界吸附、脱溶沉淀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂及氢致开裂等领域的研究工作，对中国铬锰氮系不锈钢的发展作出了重要贡献。1981～1985 年是国家科委两个基础研究重点项目：“金属腐蚀机理研究”及“金属材料微观结构和力学性能研究”的主持人，1986～1990年是国家自然科学基金重大项目“金属材料断裂规律及机理研究”的负责人。1993～1997年是国家自然科学基金与国家攀登计划共同资助的“材料损伤、断裂机理和宏微观力学理论”重大项目的共同负责人。在进行金属材料力学性能的教学和科研过程中，十分重视对工程构件的断裂分析和研究。1974～1985 年先后开展对中国冶金、机械、石油、化工、电力、建筑、兵器、航空、航天、原子能等工业部门13个项目工程材料与构件的断裂分析和安全性评价，并提出相应的预防和改进措施，形成了一套完整的工程材料与构件的断裂方法，在国防工业学术会议上进行介绍，得到同行专家和工业部门的好评。1983年获国防科工委及冶金部攻关成绩优异奖。 1996年获国家教委科技进步一等奖。首次提出了“断裂化学”这个分支学科，成为“断裂力学”、“断裂物理”、“后断裂”学科的三大理论支柱之一，对发展断裂力学理论和断裂学科鞒隽酥匾�毕住?985年创建了北京科技大学失效研究所，1986年建立了国家教委所属的“环境断裂开放实验室”。1977～1986年，以其为首的科研集体，针对国家建设中存在的实际问题和发展前沿科学的需要，对金属材料的应力腐蚀和氢致开裂机理开展了系统的研究。实验研究中发现在多种系统中压应力可以导致金属材料的应力腐蚀开裂；同时查明了稀土元素提高低合金结构钢抗硫化氢应力腐蚀的机理；实验发现扭转型裂纹或缺口试样都能引起氢致开裂；证实氢能促进塑性变软，提出了氢致软化机理。通过对金属材料相图中含氢相所产生的各种变化、形变、相变、化学变化及对氢致开裂影响作用等的系统分析，统一了各种氢致开裂的机理。被国内外同行誉为“最系统的研究”、“在世界范围内处于科学进展的领先地位”。在材料科学与工程领域发表论文 300多篇。由于在这方面的突出贡献，1987年获国家自然科学二等奖。近20年来，在学术上不断提出新的思想和观点，发展新的学科体系，主张微观与宏观结合，自然科学与社会科学及人文学科相结合，建立“材料学”与“宏观材料学”新的学术体系，在这方面发表论文50余篇。

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高庆狮 中国科学院院士

高庆狮，男，汉族，福建厦门人，生于1934年8月。1957年毕业于北京大学数学力学系。 1980年被选为中国科学院院士。第五届及第六届全国人民代表大会代表。曾任：中国科学院计算技术研究所研究员，加拿大Alberta大学和TUNS大学高级访问教授，以及美、加、日等国的大学和研究所的访问教授。曾担任中国第一颗人造卫星地面控制中心设计负责人之一（负责计算机系统设计，后来移交给军方）。现任北京科技大学教授，兼任：中国科学院计算技术研究所兼职首席研究员，以及大连理工大学、中国科学院科学技术大学、厦门大学等客座教授，深圳大学名誉教授。1978年被评为全国科技大会先进工作者，1984年被国家科委授予第一批有突出贡献专家称号。

教学方面：指导过70多名博士、硕士研究生。

科研方面：从事大型、巨型计算机体系结构（1958～1980），并行算法（1973年起），自然语言及其处理（1980年起），人类智能及其模拟和应用（1980年起），网络安全（2000年起）等等的科学研究工作和工作设计，为中国第一台自行设计的大型通用电子管和第一台大型通用晶体管计算机体系结构设计负责人之一；中国第一台10万次/秒以上晶体管计算机（专为两弹一星研制的被誉为“功勋计算机”的109丙机）体系结构设计负责人；中国第一台超大型向量计算机新体系结构原理提出者和总体设计负责人；中国第一个管理程序（在109丙机上）总体设计负责人。研究并指导过两批博士硕士研究生创汇 300多万美元。获国家级一等奖两个（集体一项是理论提出者和总体设计负责人，另一项是体系设计负责人之一）；科学院特等奖一个（集体）；全国科学大会重大成果奖四个。目前主要研究方向为：1、计算机应用；2、并行算法与并行处理；3、自然语言及其处理；4、人类智能及其模拟与应用。专著有3部：《向量计算机》（科学出版社，1984）、《计算机系统结构论文选编》（新华出版社，1985）、《智能系统基础与技术》（北京大学出版社，1990）。在国内外一级学报及国际会议等发表过《一个带有可变结构的总线的常数排序处理机阵列》、《无冲突存取系统的一类斜排方法》，Technical Analysis Machine Translation，The Principle of Macro-Transform，A Vector Computer for Sparse Matrix Operations等70多篇学术论文，此外还有如《通用大型晶体管计算机109乙机系统设计与逻辑设计》、《通用大型电子管计算机119机系统设计与逻辑设计》等30多篇有关重大工程的论证报告。

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周国治 中国科学院院士

周国治，男，汉族，广东潮阳人， 生于1937年3月。1960年7月毕业于北京钢铁学院（现北京科技大学）冶金系，并提前留校在理化系任教。1979年赴美国麻省理工学院进修。回国后，1984年被破格提升为教授，博士导师，并获首批“国家有突出贡献中青年专家 ”称号。此后，多次出国讲学和合作科研，曾在美国麻省理工学院、波士顿大学等多所大学任客座教授。1995年当选为中国科学院技术科学部院士。现为北京科技大学教授，第十届全国政协委员。任中国金属学会理事，国际矿业冶金杂志编委，上海大学、上海交通大学、安徽工业大学、重庆大学等多所大学兼职教授。

教学方面：周国治主要讲授“物理化学”、“化学热力学”、“电化学”、“冶金热力学”、“相图计算”、“冶金动力学”、“统计热力学”等课程。所指导的博士论文曾获得2000年全国优秀博士论文奖。

科研方面 ：周国治的科研领域主要在“冶金和材料物理化学”方面。其主要贡献可概况为如下三个方面：1. 多元熔体和合金的物理化学性质的计算。导出了一系列各类体系的熔体热力学性质和相图的计算公式，概括了一些新原理和方法。提出的新一代溶液几何模型解决了国际上三十多年来几何模型存在的固有缺陷，为实现模型的选择和计算的完全计算机化开辟了道路。近期这方面的工作又有了进一步的进展，几何模型已发展成统一化模型，并将热力学性质的计算进一步扩展到多种物理化学性质的计算中。2. 氧离子迁移的理论和应用。周国治及其科研小组系统的研究了氧离子的迁移规律，并将这一理论成果应用到各种工艺过程中，提出了“无污染脱氧”，“无污染提取”等冶金新概念和新工艺，并为描述和模拟各类冶炼过程打下了基础。这方面的成果已取得了多项专利。3. 材料在微小颗粒下的物理化学行为研究。主要研究材料在微小颗粒下的物理化学性质和反应机理，已成功地被应用于纳米材料，储氢材料和Sialon材料中。周国治的许多科研成果已被国内外专家学者以“周模型”和“周方法”应用到合金、熔盐、炉渣、半导体材料等多种体系，用来处理热力学和动力学问题。研究成果也被系统地编入多部高校教科书和专著中用来指导博士和硕士生的论文工作。周国治先后发表论文150余篇，获得中国专利二项，获得美国专利三项。获国家自然科学三等奖一项、国家教委科技进步一等奖一项、冶金部科技进步一等奖一项，以及国家教委科技进步二等奖二项。

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陈难先 中国科学院院士

陈难先，男，汉族，浙江杭州人，生于1937年10月。1962年北京大学物理系毕业，后在北京钢铁学院任教，1962～1980年间任助教、讲师；1980～1986年在美国宾夕法尼亚大学、维拉诺互大学、IBM公司担任访问学者和研究员。1984年获美国宾夕法尼亚大学电气工程与科学博士，1997年被选为中国科学院院士。现为博士生导师。2000年5月任清华大学教授、理学院学术委员会主任。曾任：北京科技大学应用物理所所长、北京科技大学副校长。兼任：国家高技术功能材料专家组组长、《中国物理快报》副主编；全国政协委员、中国民主促进会中央常务委员、中国和平统一促进会理事、中华职业教育社理事长、中国材料研究会理事、全国政协华侨委员会委员等职。曾获1981年CDC公司技术发明奖；1991年北京市优秀教师奖；1993年国家自然科学二等奖；1994年国际理论物理中心资深研究员奖，2001年国家863计划十五年重要贡献奖。

教学方面：主 讲“电动力学”、“振动波动学”、“热力学”与“分子物理”等课程。

科研方面：主要从事固体界面声子谱与应用物理中逆问题的研究。主要成就集中在石墨插层化合物和应用物理逆问题的研究。第一个从第一原理出发算出石墨与锂石墨的各种光学性质及色散关系，并分析了等离子散发的起源。在国际开创用数论方法由结合能由线得出原子间对势的简捷而严格的公式，并结合虚拟结构设计解决了一系列原子间、离子间和原子与离子间相互作用势的建立问题。和国际先进软件平台接轨，建立了面向国家目标和有系列性、含自主原创性内容的科技材料模拟设计实验室。对新型稀土化合物和半导体材料结构以及界面的研究有所突破。逆问题研究包括黑体辐射逆问题、由声子比热反溃声子能谱逆问题、晶体总热反溃原子部二体相互作用问题、费米体系能谱问题、单电子周期势反溃等效离子－电子相互作用问题等重要方面（其中有些方法是本人开创的），如第一个运用富氏卷积和数论中莫比乌斯变换得到问题的两种严格形式解，并分析了问题的存在唯一性及稳定性。所建立的比热逆问题的普遍解，推广和统一了爱因斯坦解与德拜的解，在凝聚态物理的应用方面有首创性；黑体幅射逆问题的普遍解为遥感和天体物理学的应用提供了新方法。以上工作曾得到英国Nature杂志主编整版评论，认为是开创性工作，方法十分巧妙。另外，Physical Review，Physics Letters等重要杂志也都有专门评述，命名陈定理。在核结构、电路分析幻方变换群、静电屏蔽、薄膜光学性质、调制法测焦点等方面都有过许多工作，曾发表各种论文几十篇。其代表作主要有《锂石墨光谱从头计算及其离子激光之起源》和《变型莫比乌斯定理的物理应用》；译著有《付里叶变换及其物理应用》、《振动波动物理学》等。

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葛昌纯 中国科学院院士

葛昌纯，男，汉族，浙江平湖人，生于1934年3月6日。中共党员。1952年毕业于北京交通大学冶金物理冶金专业。1952～1984年在冶金部钢铁冶金总院先后在冶金室、压力加工室、粉末冶金室担任专题负责人、高级工程师、研究室副主任。1980年10月～1983年4 月作为德国洪堡基金会研究员在Max-Planck材料科学研究所和柏林工大非金属材料研究所从事粉末冶金和先进陶瓷研究，获Dresden技术大学工学博士学位。1985年起在北京科技大学从事研究和教学工作，晋升为教授、博士生导师。2001年被选为中国科学院院士。1988年被人事部评定为“国家有突出贡献中青年专家”，1990年被国家教委和国家科委评定“全国高校先进科技工作者”。兼任：中国金属学会粉末冶金专业委员会特种材料与制品学术委员会主任委员；世界陶瓷科学院层状和梯度材料学会主席；世界陶瓷科学院自蔓延高温合成学会理事；Key Engineering Materials International Journal of SHS Materials Technology和“粉末冶金工业”等国际、国内刊物的编委。

教学方面：到2002年共培养博士生8名，硕士生12名。

科研方面：长期从事材料科学研究，主要研究领域是粉末冶金和先进陶瓷。1960～1984 年负责研制用于生产浓缩铀235的孔径为纳米量级的分离膜，创建起中国第一个比较完整的包括金属和非金属、粉末合成，材料制造和性能检测的纳米材料实验室，是国家一等发明奖“乙种分离膜的制造技术”的第一发明人，冶金部科技成果二等奖“戊种分离膜的制造技术”的第一完成人，为中国“两弹一星”事业做出了重大贡献。科研项目“以复合氮化物做烧结助剂的氮化硅基陶瓷的研究”获教育部科技进步二等奖、冶金部科技进步三等奖；“燃烧合成氮化硅陶瓷的应用基础研究”获北京市科技进步三等奖。1997 ～2000年提出、论证和指导完成了“863”课题“耐高温等离子体冲刷的功能梯度材料研究”，已通过验收。“以氮化物做烧结助剂的氮化硅陶瓷”获得发明专利（87101293.6 ）。1985年创办特种陶瓷粉末冶金研究室，和其他教授先后创建起中国第一个粉末冶金博士点和北京科技大学非金属材料博士点。在国内外各类核心刊物上主要发表论文164篇，近期的有SHS Research in Lab Special Ceramics.P/M at USTB Beijng，New Development of SHS Composites in LSCPM, USTB of China，Present Status and Trends of SHS FGM(Keynote lecture)等，其中被SCI收录15篇，被ISTP收录11篇，被 CSCD收录8篇，被EI收录19篇。专著一部。

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陈先霖 中国工程院院士

陈先霖，男，汉族，四川遂宁人，生于1928年9月。1949年毕业于上海交通大学机械工程系。1954年至今任教于北京钢铁学院（现北京科技大学）。历任机械系冶金机械教研室主任、机械系副主任、研究生院副院长。现任机械工程学院教授，为中国首

非贵金属类材质是什么意思？

非贵金属类材质意思是材质不是贵金属的，材质是除贵金属（金、银和铂族金属）之外的其它材质。

贵金属（precious metal）主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，具有较强的化学稳定性，一般条件下不易与其他化学物质发生化学反应。

6种非贵金属腕表材质

不锈钢

不锈钢表壳有的品牌也称精钢表壳，它们是一样的，没什么区别。这个材质应该没人不知道，它也是手表表壳中最常见的材质，几乎所有的品牌都有钢表，只不过一些顶级奢侈品牌钢表少一些而已。普遍意义来说，不锈钢材质手表大都采用316L型钢号，国产手表则多数是304不锈钢。

316不锈钢是中高档腕表的表壳材料，由于含有钼元素，比304更加耐腐蚀，档次高，价格也比304钢要贵。另外，劳力士的钢表独树一帜，采用了更为坚硬耐磨的904号钢材，成为表业一朵奇葩。

陶瓷

人类制作陶瓷的历史相当久远，可说是人类最古老的生产技术之一。和传统陶瓷不同，陶瓷表中用的高科技陶瓷要经过更精密的制备过程。主要成分是氧化锆，光洁、耐磨、不伤皮肤，可以说是非金属材质手表里最受欢迎的一个，例如曾经红极一时的雷达表和当下风头正劲的香奈儿J12。

与不锈钢材质的手表相比，陶瓷手表的重量减轻了大约60%，其硬度约为不锈钢材料的10倍，而且耐锈蚀和耐热性能好，具有高硬度，不易磨损，永不退色，不损肌肤的优点，且时尚感很强，深受潮人们的喜爱。

有人认为陶瓷手表更耐用，其实只是耐磨一方面，不易出现划痕，但由于硬度过高，陶瓷手表非常易碎。

钛金属

曾经有很长一段时间，人们认为钛金属是稀有的贵金属，但实际上钛的储量相当丰富，在金属排行中占第七位。钛金属和陶瓷一样非常轻便，比精钢轻50%。而且耐用性方面，比前面几个材质都更胜一筹，不仅不易划伤，且不像陶瓷一样怕摔。

唯一的缺点就是一旦磕伤，无法打磨复原，长期维护费用高。钛金属表壳还有个分支，就是钛合金表壳，不仅具备钛金属轻便耐用的特性，且拥有如精钢一般光滑明亮的色泽。钛金属腕表近两年也是越来越火，很多大牌都在自己的经典表款中用上钛金属。

碳纤维

碳纤维材料比钛金属还轻，比钛金属还硬，且拥有无可比拟的韧性，近年来在制表领域越来越受到广泛的应用。 碳纤维呈黑色，独特的黑色显得非常前卫，很受一些男性的喜爱。目前市场上销售的绝大部分都是用聚丙烯纤维的固相碳化制成。

其生产过程大致可分为预养化、碳化、石墨化等几个步骤，成品的含碳量基本在90%以上。使用碳纤维表壳的手表多与速度，与运动有关。譬如万国工程师，就是跟F1合作推出的碳纤维手表；豪雅的碳复合材料概念计时码表也是其赛车系列——卡莱拉系列。

其生产过程大致可分为预养化、碳化、石墨化等几个步骤，成品的含碳量基本在90%以上。使用碳纤维表壳的手表多与速度，与运动有关。譬如万国工程师，就是跟F1合作推出的碳纤维手表；豪雅的碳复合材料概念计时码表也是其赛车系列——卡莱拉系列。

青铜

近些年各个领域都开始流行复古风，青铜就是这么一种用起来就复古的材质。青铜具有熔点低、硬度大、可塑性强、耐磨、耐腐蚀等特点，适用于铸造各种器具、机械零件、轴承等。青铜手表的一大特点是色泽，那种古朴神秘的感觉令人神迷。

最有意思的是，青铜手表还能陪你玩“变脸”游戏，将青铜手表放置于不同的环境（或者说液体）下，会呈现出不同的颜色，而且可以用另外的环境将之还原。虽然越来越多的品牌尝试触电青铜表，但整体来说还属于“小众”范围。

塑料

我把塑料放在了最后，是因为塑料听起来有点low。不过，虽然采用塑料表壳的手表品牌都不怎么高端，但色彩丰富、结实耐用、价格便宜，是年轻手表爱表者必选之物。最典型的例如斯沃琪、卡西欧，很多手表都是塑料的，但设计鲜明，很受年轻人喜爱。

不过塑料手表用久了会出现褪色等问题，只能当做手表中的“快消品”。

以上6种是现在较为常见的非贵金属腕表材质，其实还有很多千奇百怪的材质也被用来制造腕表，如玻璃。不过日常佩戴的话，还是“正常”点好。

求无机化学研究领域最新发展动态

无机化学研究最新进展

陈 荣 梁文平

(国家自然科学基金委员会化学科学部，北京 100085)

近几年我国无机化学在国家自然科学基金及其它基础项目的支持下，基础研究取得突出进展，成果累累，一批中青年专家的工作脱颖而出。有的专家在科研成果转化、产业化方面作出了突出成绩；有的专家在国际高水平的专业杂志Science, Accounts of Chemical Reserch , Angew.Chem.Int.ed., J. Am. Chem. Soc.上发表了一批有影响的科学论文。以化学著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.为例，据不完全统计，近10年来，大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文44篇，其中无机化学领域的专家发表18篇，占41%。特别是近两年，大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文30篇，无机化学领域的专家发表16篇，占53%，增长迅速；近10年大陆学者在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文53篇，无机化学学者发表11篇，占20%；有机化学领域的专家，在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文8篇；在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文14篇，也表现出良好的发展势头。我们相信在国家自然科学基金的资助下，化学学科能够继续取得基础研究的突破，开创新领域，开展国际领先的独创性研究工作。无机化学的在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩：

1. 中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度制备了一系列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似，以有机溶剂代替水，在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280℃下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上，审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果：在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN；观察到以前只在超高压下才出现的亚稳的立方岩盐相。……”文章已被Science 等刊物引用60次。在甲苯中溶剂热共还原制成InAs，文章发表在J. Am. Chem. Soc.上；在KBH4存在下，在毒性低的单质As和InCl3反应制得纳米InAs，文章发表在Chem. Mater.上；在700℃下将CCl4和金属Na发生类似Wurtz反应制成金刚石，该工作在Science上发表不久就被美国《化学与工程新闻》评价为“稻草变黄金”；用溶剂热合成了一维CdE(E=S,Se,Te)，文章发表在Chem. Mater.上；用金属Na还原CCl4和SiCl4在400℃下制得一维SiC纳米棒的工作发表在Appl. Phys. Lett.上，被审稿人认为这是一种“新颖的和非常有趣的合成方法，……将促进该领域更深入的工作”；多元金属硫族化合物纳米材料的溶剂热合成：如AgMS2 和CuMS2(M=Ga,In)的文章分别发表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.；成功地将部分硫族化合物纳米材料的溶剂制备降至室温，其中一维硒化物的工作发表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上；不定比化合物的制备和亚稳物相的鉴定：如Co9S8等不定比化合物的溶剂热合成发表在Inorg. Chem.上，岩盐型GaN亚稳相的高分辨率电镜鉴定工作发表在Appl. Phys. Lett.上。

2. 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术，从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机椨谢�擅赘春喜牧希?/FONTM(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4 (M=Co; Ni)。在这两个化合物中，PO4四面体和VO4N三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。结构中左旋和右旋的V/P/O螺旋链共存。这些左旋和右旋的螺旋链严格交替，并被M(4,4'-bipy)2结构单元连接，形成开放的三维结构。无机螺旋链的形成，归因于M(4,4'-bipy)2结构单元上的两个联吡啶刚性分子分别与两个相邻螺旋链上的钒原子配位产生的拉力。研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000, Vol. 39, No. 13, 2325-2327。

鉴于在国际上无机水热合成前沿领域的系统和创新性研究工作，吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室冯守华教授和徐如人院士2001年应邀为美国化学会《化学研究评述》（Accounts of Chemical Reserch）撰写综述论文。综述题目为“New Materials in Hydrothermal Synthesis” （Acc. Chem. Res.，34(3)，239?/FONT247，2001）。该文从以下七个方面系统地总结了新材料水热合成化学方面的研究成果：微孔晶体；离子导体；复合氧化物和复合氟化物；低维磷酸铝；无机/有机杂化材料；特殊聚集态材料；材料，生命，环境与社会问题。

3. 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机椨谢�踊�亩辔�峁梗��歉男粤斯庋Щ钚缘奶烊挥谢�┪?/FONT(奎宁)，以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分（或选择性的包合S-构型）消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇，拆分率达98%以上的三维多孔类沸石。在成功设计这个类沸石时，我们主要考虑了以下一些因素：负一价阴离子的配体（排除了外部阴离子占据空洞的可能性）；配体具有大量的有机部分增强了疏水性；同时也有亲水基团, N、OH等基团共存于一个配体中, 这样配体具有两性；多个手性中心（4个）。这是目前第一个能拆分的具有光学活性的类沸石，该工作被认为是非常重要和有意义的工作，发表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425)上，并被选为Hot Paper。

4. 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿、吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作有30篇论文发表在国际高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Eur. J.，Chem. Comm.，Inorg. Chem.上，引起了国内外同行的广泛重视。

他们在纳米金属分子笼（nanometer-sized metallomolecular cage）的合成，结构和性能研究方面考虑有机桥联配体与金属离子的协同作用和结构调控，设计合成了一种含有机硫和氮的三齿桥联配体tpst, 其中的吡啶环与中心隔离体通过柔性的硫醚联结. 通过tpst配体与两价的镍、钯或铂离子自组装反应，我们成功地构筑了具有Oh对称的立方体金属-有机笼子[Ni6(tpst)8Cl12]，其笼内体积超过1000?3，可以同时容纳多种离子和溶剂分子。 该笼子在100° C下稳定并有12个较大的可变的窗口，可以让小分子进出笼子。这是目前已测定单晶结构的容量最大的一个金属-有机笼子（ J. Am. Chem. Soc. 2000, 122，4819-4820）。

进行了具有大孔洞的新型金属¾ 有机类分子筛(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成，结构和性能的研究。这一方面的研究工作主要集中在合成合适的有机配体设计合成孔洞大小和形状适宜的复合聚合物。他们最近把tpst 配体和一价的金属离子进行逐步组装，制成了一种具有纳米级管的一维聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n ， 管中可以同时容纳离子和小分子。 这是目前唯一的一种具有金属-有机的纳米管的一维聚合物。

他们还成功地构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n , 其中孔洞的大小近一纳米。骨架的金属可以是具有催化活性的金属团簇。把多齿羧酸大配体与稀土金属和过渡金属离子反应，制成了多种含稀土金属和过渡金属且具有大孔洞的一维、二维和三维聚合物, [Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n [{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Cu2(pydc)8 (H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Zn2(pydc)8

金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构研究。设计合成了一些金属纳米线、金属-非金属纳米线和金属有机纳米板，应用结构化学研究手段，研究它们的自组装规律、空间结构、电子结构及其物理化学性能，探索空间结构与性质和性能的关系规律。

5．北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。 外磁场依赖的特殊的磁弛豫现象。 在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6] (M = FeIII,CoIII), bpym (2,2’-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3, 合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O, 24个原子形成的大六边形环, 分别以顶点和边相连, 构筑成独特的二维拓扑结构。通过对结构相同的两个化合物的磁性比较研究，确定了NdIII-FeIII间存在弱的铁磁相互作用。尽管在2K以上未观察到长程磁有序，零外场下变温交流磁化率也表现出通常的顺磁行为，但是，在外磁场(2kOe)存在时交流磁化率表现出慢的磁弛豫现象, 与超顺磁体和自旋玻璃有类似之处。用该体系几何上的自旋阻挫给予了初步解释(Angew. Chem. -Int. Ed., 40(2), 434-437, 2001)。

金属簇合物为结构单元的超分子组装。 以混合稀土盐Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液, 调节溶液的pH到大约6.5, 合成得到了一个三维开放骨架结构的配位高分子, 其孔径达11.78A。 用天冬氨酸这个二元羧酸替代一元氨基羧酸的结果是, 在生理pH条件下形成的氨基酸稀土配合物从分立的四核立方烷结构组装成三维的超立方烷(Angew. Chem.-Int. Edit., 39(20), 3644-6, 2000)。

氰根桥联的三维铁磁体。以以4d金属离子Ru(III) 稳定的的二氰根配合物[RuIII(acac)2(CN)2]-为“建筑块”与3d金属离子Mn(II)反应，合成了一个氰根桥联的类金刚石结构的三维配位高分子。磁性研究表明，Ru-Mn间呈铁磁性作用，并且在3.6 K 以下表现出长程铁磁有序。这是第一例含Ru(III)的分子铁磁体。

缓慢扩散Cu(en)(H2O)2SO4的水溶液到K3[Cr(CN)6]的水-乙醇溶液，得到一个氰根桥联的结构新颖的三维配位高分子[Cu(EtOH)2][Cu(en)]2[Cr(CN)6]2，磁性研究表明，Cr-Cu间呈铁磁相互作用，并且在57 K以下表现出长程铁磁有序。这是第一个结构和磁性表征的Cr-Cu三维分子磁体(Angew. Chem.-Int. Edit., 40(16), 3031-3, 2001; J. Am. Chem. Soc., 123, 11809-10, 2001)。

6．清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。 李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管，有关研究成果在美国化学会志上(J. Am. Chem. Soc. 123(40), 9904~9905, 2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管，铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。

他们还设计利用人工合成的有机无机层状结构作为前驱体合成出金属钨单晶纳米线和高质量的WS2纳米管，并借助小角X射线衍射和高分辨电镜微结构分析，详细研究了由层状前驱体到纳米管的层状卷曲机制，为一维纳米线和纳米管的合成提供了新的方法和思路。这方面的工作发表在德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed. 41(2), 333~335, 2002)和美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(7), 1411~1416, 2002)上。

一维氧化物纳米线、带及管由于其广泛的应用情景而倍受重视。李亚栋等通过液相反应途径，在较温和的条件下成功地合成了高质量的a 和b 二氧化锰纳米线和纳米棒，同时实现了对产物成相的调控。此外，他们还合成出了单晶MoO3纳米带和钛酸盐纳米管。这方面的工作部分已发表在美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(12), 2880~2881, 2002)等杂志上。

无机化学在最近几年里所取得的突出进展主要表现在固体材料化学、配位化学方面，在某种程度上与国际保持同步发展。从传统的无机化学角度来看，生物无机化学和放射化学的研究则相对滞后。在国家自然科学基金委员会政策局、化学部和中国科学院化学部的共同支持下，2002年3月5-7日在深圳举行了生物无机化学发展战略研讨会。会议分析了国内外生物无机化学发展过程和在目前生命科学和化学科学交叉发展相互促进的强大动力和趋势。我国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的，当时落后于国际约10年。在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下，在全体从事生物无机化学研究者的努力下，生物无机化学的研究10年内跃升了三个台阶，研究对象从生物小分子配体上升到生物大分子；从研究分离出的生物大分子到研究生物体系；近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究，研究水平逐年提高。我国在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础，以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向，研究队伍日益年轻化。但我国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距，究其原因是研究经费投入不足，研究周期较长，但最突出的问题是缺乏杰出的青年研究人才。放射化学的研究也表现出以上特点，其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脱颖而出。

New Research Progress in Inorganic Chemistry

Chen Rong, Liang Wenping

(Department of Chemical Sciences, National Natural Science Foundation of China, Beijing 100085)

Key words: Inorganic Chemistry, Innovation Research Groups, Inorganic Synthesis

国内外研究现状与本书的研究意义

铯元素具有优良的光电特性和强烈的化学活动性，因此铯金属及其化合物具有独特的性能，故在多种技术领域，特别是军事等高科技领域中得到广泛应用(黄万抚等，2003)。自然界中独立的铯矿物主要有铯沸石、南平石、Rhodizite、铯锰星叶石和铯蛋白石(A、CT与C3种)等(郑绵平等，1995)。已知的铯矿床有:①含铯伟晶岩矿床，代表性矿床为新疆阿尔泰与四川康定等地的铯矿床(董普等，2005);②碱性花岗岩型铌钽伴生铯矿，代表性矿床为湖南郴州、衡阳及江西宜春等地的铯矿床(董普等，2005);③碱性岩石风化沉积型铌钽伴生铯矿，代表性矿床为广东增城等地的铯矿床(董普等，2005);④盐湖型铯矿床，代表性矿床为西藏扎布耶盐湖;⑤含铯温泉水、热卤水及其硅华矿床，以西藏的色米及本书的重点研究对象搭格架、谷露的铯矿床为代表。

海底热水活动所形成的矿床具有规模大、品位高等特征，因而有着重要的经济价值，并且该类型矿床的研究程度也较高。同样，也有较多的陆相热水成因矿床被发现，例如美国的Mclauglin、ParadisePeak、Sleeper、Borealis、JaimesRidge、CerroDuro、EastRidge、Buckhoem、Hasbrouck、Sulfur、FlordaCanyon和HogRanch等金矿，巴布亚新几内亚的Lihir、Wau和Ken-necott金矿，日本的Akeshi、Iwato和Kasuga等金矿，新西兰的GreatBarrier岛金矿(戴杰敏，2000)。此外，在玻利维亚发现了与近代热泉活动有关的Sb矿化，在意大利的阿米亚特热天边缘发现有Hg矿等诸多矿床或矿化(朱炳球等，1992)。我国也发现了一定数量的该成因类型的矿床或金矿化，例如黑龙江虎林市四平山金矿(孙荣祥等，2000)，云南腾冲热海与硝塘等地的金矿化(刘宝珺等，1998)，西藏羊八井的硫矿床(张锡根，1998)及西藏搭格架、谷露与色米的铯矿床(郑绵平等，1995)，广东长坑金银矿床(孙晓明等，1995)，福建太华山金矿(黄亚南，1999)和四川西部的金矿化(王登红等，2003)等。但总体来看，该类型矿床与矿化的研究程度相对较低，尽管初步总结了包括区域构造、矿石结构构造、地球化学及矿床分带等的陆相热水沉积矿床的综合判别标志，但缺乏系统的研究(王江海等，1998)。

青藏高原的形成演化及其资源环境效应是国内外研究的热点领域。晚新生代以来，因印度板块与欧亚板块的相向移动碰撞，使青藏高原隆升除了引起全球气候变化(施雅风等，1998)外，同时也引起了高原内部的明显变化，这些变化包括地壳的双倍加厚、碰撞带东西两端出现大型构造结(Yinetal.，2000)及碰撞后伸展引起的一系列横切IYS和BNS的近SN向正断层系统(Tapponier et al.，1977;Molnar et al.，1978;Ni et al.，1978;侯增谦等，2004;李振清等，2005)。这些SN向正断层系统诱发了强烈的第四纪泉水活动，构成了著名的喜马拉雅大型地热带(廖志杰等，1981)。因此，西藏泉水活动是高原碰撞造山过程中的产物，泉水活动强度和时空变化真实地记录着高原隆升的过程(赵平等，2002)。该地热带的部分泉水中锂铷铯硼等元素含量较高，这些泉水也是特种盐湖主要的成矿物质来源之一，同时也形成了部分硅华型与盐湖铯矿床。与这种陆陆碰撞背景下的西藏硅华型铯矿床不同，北美科迪勒拉热水矿床属于大陆边缘构造成矿(潘捷耶夫，1987);而海底热水矿床和硫化物“黑矿”为洋脊扩张作用下成矿(侯增谦等，2003)。西藏泉水中的铯含量高达4.45×10－6，为Galapagos扩张中心热卤水铯含量0.27×10－6(Zheng Mianping，1999)的16.5倍。现今已知的铯矿床除了含铯伟晶岩矿床等(董普等，2005)外，还有含铯盐湖矿床，例如我国西藏扎布耶盐湖，其卤水中铯含量达50mg/L(工业品位要求为10mg/L)，液体矿的铯资源量达1558.96t(曹文虎等，2004)。含铯泉水、热卤水及其硅华矿床，以西藏的搭格架、谷露的铯矿床为代表，该类矿床中以硅华的铯含量最高，迄今发现含铯最高者为西藏搭格架的硅华，其铯含量最高为11632×10－6。总之，西藏的硅华型铯矿床的铯含量在泉水与硅华中均显示奇特的高值。

关于西藏泉华的形成时代，国内对现代泉水沉积物的年龄测定多基于ESR、U系和14C方法。陈以健等(1992)与郑绵平等(1995)测定了西藏搭格架、谷露与色米3处硅华的ESR年龄，并且郑绵平等(1995)在15个ESR年龄的基础上，认为泉华形成于3个时期:第一期69±1.1～＞30±6.7万年，第二期30±6.7～2±0.5万年，第三期＞1.5±0.54万年(还在继续中)。李振清(2002)根据西藏9处泉华(包括搭格架)的26个ESR年龄，提出了西藏泉华形成于4个时期:50～47万年、40～35万年、27～20万年和15万年以来。而侯增谦等(2001)则根据西藏7处泉华的ESR年龄，也给出了西藏泉华形成于4个时期的看法:0.5～0.47MaBP、0.4～0.35MaBP、0.27～0.2MaBP和＜0.1MaBP。在综合冈底斯热泉华热水活动基础上，侯增谦等(2001)曾定性地指出，0.5Ma以来，青藏高原有两次(0.37±0.05Ma和0.1Ma以来)较大规模的快速隆升，该认识得到青藏高原相关地区沉积的响应。朱梅湘等(1993)给出了西藏羊八井地热田水热蚀变岩石的U系和14C年龄，该年龄可分为1.93～2.1万年、10.2～14.2万年、30.7～36.85万年3个阶段，并认为基本涵盖冈底斯重要热水时间的年龄(李振清，2002)。吴中海等(2004、2005)在研究唐古拉山北温泉地区西缘的晚新生代正断层作用时测定了5件钙华的年龄，其中1件为ESR年龄，4件为U系法年龄。但详细分析上述所有有关泉华形成时代的看法，可以发现它们仅是ESR、U系和14C年龄数据的统计结果，而缺乏这些测年样品所在地质体的系统的第四纪地质与地貌学证据，因而对这些数据的可靠性无法做出判断。因此，笔者认为，这些时代与分期的可靠性值得探讨。同时泉华的年龄测定是零星的，缺乏系统的分析研究，应是今后研究的一个重要方向(赵平等，2002)。

总之，目前获得的西藏泉华的年代学数据主要为ESR与U系法两种方法的测年结果。本书使用的主要是U系法，其测年原理是，在地质作用过程中，U元素无处不在，只是在不同的地质体中其含量高低不同而已。在碳酸盐样品中，U与碳酸根形成铀铣络阴离子UO2(CO3)34－和UO2(CO3)33－，它们易溶于水并随水而迁移;由于Th易于水解、沉淀或被吸附在其他物质上，因而纯碳酸盐中的Th含量甚微而可忽略不计。除碳酸盐外，铀酰与硅酸盐离子等也形成可溶性络合物(Gascoyne，1992)。对于泉华样品，由于形成后较为坚硬，U沉积于泉华中后几乎没有被迁出的可能，导致其可能处于封闭体系。但在样品形成初期引进了232Th，这样，在计算样品年龄时就必须对碎屑Th的污染进行校正。据此，笔者等尝试把这类样品看做为由两种成分组成，即自生相的泉华物质和碎屑相的泥质物质，并假定自生相代表泉华形成的年代，且保持了封闭体系(赵元艺等，2006a、2006c)。也就是说，在该相中不存在232Th，全部232Th均应来自碎屑相。那么从理论和从数学关系上可以导出，所有数据点应在230Th/232Th对234U/232Th和234U/232Th对238U/232Th等时线图中落在一条直线上。直线的斜率(230Th/234U和234U/238U)代表了去掉碎屑污染的泉华的同位素比值，或者说是年龄值。由于部分泉华的U含量低，用稀酸淋取时难于获得可测量的U、Th同位素比值，但样品全溶后的230Th/232Th比值变化在3.72～14.50之间。因此，这些样品的年龄是假定被测试对象在久期平衡时的Th/U=3.8进行了校正之后所获得的(Szabo et al.，1996;Shen et al.，2004)。Szabo et al.采用稀酸淋滤法对美国内华达州Pyramid湖含碎屑泉华的U系年龄做了详细研究，经等时线校正后得到了与其他方法所获得的年龄数据及地质背景相吻合的结果。在被分析的数十个样品中有相当一部分样品的230Th相对234U过剩，一些样品的Th含量极其高，达到(1140～3700)×10－6，230Th/234U比值最高达到47。类似结果在美国加利福尼亚州的DeathValley也存在(Kuetal.，1998)。而在坦桑尼亚Natron盆地湖中泉华的230Th超过母体234U，达到1200℅(Hillaire-Marcel et al.，1986;Casanova ＆ Hillaire-Marcel，1992)。

矿物形成之后的变化是普遍存在的，变化的方向是由不稳定态向稳定态转变。蛋白石类矿物形成之后的变化路径为结构不稳定的无定型壳体(opal-A)→方石英为主的opal-CT→结晶度高的石英(Herdianita et al.，2000;UmedaM.，2003;Hinman et al.，2005;王汝建等，2001;周永章等，2006)。尽管这种转变是非常缓慢的，水温、pH值以及杂质的多寡都会影响转变的速率(Umeda M.，2003)，但这些转变是不容怀疑的。与这种矿物结构变化而导致的矿物种类变化相对应，矿石的组构也呈现规律性的变化(Herdianitaet al.，2000;周永章等，2006;赵元艺等，2008)。

对于常量元素，由于不同成因硅质岩有着不同的SiO2等物质来源(杨建明等，1999;曾普胜等，2004)，因此元素含量及其有关参数是判别硅质岩成因类型和沉积环境的重要标志之一，近年来广泛使用的有Fe-Mn-Al、U-Th、Zr-Cr、Si-Mg、Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)等图解(周永章等，1994;董维全等，1994、吕志成等，2004)。一般的，纯硅质岩的SiO2含量的变化范围为91%～98.8%(Murray etal.，1992)。但多数硅质岩样品比纯硅质岩的SiO2含量为低。Si/Al比值较低反映出硅华中有相对较高比例的成分相当于页岩的富含Al2O3的陆源沉积物的混入(吕志成等，2004)。Al/Fe比值［Al/Fe=Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)］常被用来确定硅质岩的形成环境，例如大陆边缘硅质岩Al/Fe为0.5～0.9、大洋中脊硅质岩＜0.4(Murray et al.，1991、1994)。MnO/TiO2常被用来探讨硅质岩的形成环境(Bostrom et al.，1973;Adachi，1986)，例如大陆斜坡和边缘海沉积的硅质岩MnO/TiO2＜0.5，而大洋沉积的硅质岩MnO/TiO2＞0.5。一般的，硅质岩中的Fe、Mn的富集主要与热水的参与有关，而Al的相对富集则多与陆源物质的介入相关(吕志成等，2004)，并且Al/(Fe+Mn+Al)值由纯水的0.01到纯远海生物成因的0.60，据此Adachi(1986)和Yamamoto(1987)等系统地给出了热水沉积物和非热水沉积物在Fe-Mn-Al图中的位置。

对于微量元素，一般的，Cr与U主要富集在还原性的热水沉积物中，而Zr与Th则主要富集在碎屑成因的颗粒物中。因此，在Cr-Zr与U-Th图解中，现代热水沉积物与其他成因沉积物应有不同的位置(RonaP.A.，1984;吕志成等，2004)。对海相成因硅质岩的稀土元素地球化学行为的研究比较深入，一般来说硅质岩的稀土元素主要来源于海水，因此硅质岩中稀土元素含量多少受控于其沉积速度，若沉积速度大，则从海水中吸收的稀土元素就少，反之亦然。并且硅质岩与海水有较为近似的稀土元素特征，因而硅质岩中的稀土元素及有关参数常被用来判别其形成当时的古环境(丁林等，1995;Murray et al.，1991、1992;Mur-ray，1994;吕志成等，2004)。但对陆-陆碰撞条件下的硅华稀土元素地球化学行为研究较为薄弱，对一些参数的地球化学解释也较为初步(李振清，2002)。由于硅质岩中的稀土元素主要来源于围岩，因此∑REE的大小直接反映了围岩所起作用的大小。Lashale/Ceshale比值可较为准确地判别硅质岩的形成环境(Murray et al.，1991;丁林等，1995)，洋中脊附近的硅质岩该比值为3.5左右，大洋盆地硅质岩的为1～2.5，大陆边缘硅质岩的为0.5～1.5。Eu/Eu*为稀土元素主要的参数之一，在硅质岩的形成环境判别中广为应用。在大洋中，随海水的加深，负Eu异常明显加大，若其中有热液活动时则出现明显的正异常(Mudhard，1989;Douville et al.，1999)，但笔者认为该结论不完全正确(赵元艺等，2007)，例如张家界柑子样的热水成因硅质岩Eu/Eu*=0.70～1.04(李胜荣等，1996)。秦岭泥盆系热水成因铁白云石硅质岩和似碧玉岩的Eu具明显的负异常(炎金才，1996)，北大巴山下寒武统黄柏树湾、松树湾、王家山等地以热水成因为主的硅质岩的Eu多呈负异常(吕志成等，2004)。西藏当雄、谷露、羊八井热水成因泉华Eu/Eu*有正有负，三地18个Eu/Eu*数据中，有11个负异常，7个正异常(李振清，2002)。因此，对Eu/Eu*的正负异常应具体情况具体分析。Ce常出现+3、+4两种价态，其中Ce3+的溶解度较大;而Ce4+的溶解度较小，并易与Mn4+呈类质同象，而易被从液体相中沉淀析出，造成沉积物Ce的负异常。由于不同沉积环境的铁锰氧化物的丰度不同，由此而引起的Ce亏损程度也不相同(吕志成等，2004)。丁林等(1995)、Murray等(1991)均给出了不同沉积环境的Ce/Ce*变化范围和平均值。另据Shimizu(1977)的研究结果，热水成因硅质岩的Ce/Ce*为负异常，而非热水成因硅质岩的Ce/Ce*为正异常。例如，湖南石门雄黄矿区(熊先孝等，1997)和江西金山金矿区(刘志远等，2005)热水成因硅质岩。V/Y比值对海相成因硅质岩形成环境判别的应用不多见，但近年来也有人试图利用此比值进行研究(Murray et al.，1991;吕志成等，2004)，指出V/Y值从洋中脊(V/Y≈4.3)和大洋盆地(V/Y≈5.8)比大陆边缘(V/Y≈1.34)的明显偏高。U/Th比值反映了热水物质与陆源水成物质相对贡献的大小(吕志成等，2004)。

泉水沉积硅质岩的硅同位素组成可以用来探讨其成因和沉积环境，其中低温水体中自生沉积的石英δ30Si为1.1‰～1.4‰，热水沉积硅质岩的δ30Si为－1.5‰～0.8‰，成岩过程中次生石英的δ30Si为2.4‰～3.48‰，生物成因硅质岩的δ30Si变化较大，并与沉积环境关系密切(吕志成等，2004)。Sr、Nd同位素在火山岩、岩浆岩与变质岩的物质来源的研究中发挥了重要作用，在海相硅质岩的研究中已有较多的数据发表(吕志成等，2004;黄思静等，1999);但在热水成因泉华的研究在本书相关工作之前未见报道。关于硅华的形成环境，由于海底为还原环境，故与海相热水活动有关的成矿作用多为还原条件;而陆相泉水活动多形成于氧化条件(王江海等，1998)。

总之，西藏泉水沉积物较为准确地记录了印度-亚洲大陆碰撞的历史，而泉水富铯并在部分沉积物中富集成矿，这种矿床在西藏乃至全球具有极大的特殊性，为我国独具特色的矿床类型。因此，深入系统地研究西藏第四纪泉水的成矿效应有重要的意义。

第一个真正认识燃烧本质，建立氧化学说的科学家是谁

燃烧过程的本质是什么？这个长期未解的化学奥秘，终于为杰出的法国化学家拉瓦锡( 1743一1794)所揭示。拉瓦锡出身富有的律师之家，自幼受过良好教育，学过数学、化学、天文学、植物学、矿物学和地质学；由于经常同一些化学家交往而开始了化学研究，并很快取得了成果。1768年，他在年仅25岁时就因对天然水的卓越研究而当选为法国科学院院士。但是，他的大部分时间还是从事包税人和兵工厂经理等社会行政工作，只是靠业余时间坚持化学研究。 1772年他开始研究燃烧问题。他发现金刚石燃烧后竟变得无影无踪，由此想到燃烧可能是物质同空气的结合。他又全面考察了十八世纪以来的气体化学成果，特别是布拉克”固定空气”的发现，使他深感定量方法的重要。为此，他在磷、硫等非金属燃烧实验中也精确进行了测量，发现它们同锡、铅等金属一样，燃烧产物的重量亦有增加，认识到燃烧增重是一个较为普遍的现象。至于增重的原因，他查遍了各种著作和文献也未找到令人满意的解释。而且说法不一，需要自己抉择。其中，对于“燃素具有负重量”的说法，显然是违背物理规律的，可不加考虑。然而对于百年前波义耳关于“火粒子”进入的说法呢?他认为也不可轻易置信，而需要自己动手重新检验。1774年拉瓦锡重做了1674年波义耳煅烧金属的实验。但他防止了波义耳的疏漏，把锡放在一个密封的容器里加热燎烧，以避免外界空气的干扰。结果发现，虽然锡煅烧后的重量有所增加；而盛有锡的密封容器的总重量却在反应前后未有改变。既末增加也末减少。这就表明，并没有波义耳所说的“火粒子”从外界进入容器同金属结合，从而否定了传统的”火粒子”增重的解释。他又发现，当容器启封后则有空气进入，并使总重量有所增加。这就使他得出—个结论：锡的加重不是来自‘火中物质’而是来自 “空气’。他还进一步在量上证明，“锡所增加之重，几乎恰等于补入的空气之重”。至此，拉瓦锡已经明确树立了燃烧是可燃物同空气相结合的观念。但是，拉瓦锡尚未能断定这部分空气的性质是布拉克的“固定空气”，还是普通空气，或普通空气中的一部分。开始时，他曾设想是”固定空气”。因为铅在空气中加热后成密陀僧(一氧化铅)，而密陀僧和木炭共热后又可还原为铅，并放出了“固定空气”，从而以为铅原来就是同”固定空气”相结合的。后来发现磷并不能在”固定空气”中燃烧才放弃了这一设想。那么，同可燃物结合的究竟是一种什么气体?他企图从直接加热金属灰渣中得到这种气体，然而未获成功。1774年10月，正当拉瓦锡的实验遇到困难的时候，恰好刚刚发现了氧气一个多月的普利斯特列在漫游欧洲大陆的旅途中来到巴黎同拉瓦锡会晤，并详细介绍了刚刚发现氧气的过程。这使拉瓦锡恍然大悟。他觉得普利斯特列所说的“脱燃素空气”， 可能正是自己要分离而尚未分离出的气体。他很快重复了普利斯特列的实验，并从化合和分解两个方面反复做了精确测定。 由此他得出结论： “金属燃烧是吸收了空气中能够助燃的部分；剩下了不能够助燃的部分，可见空气是由性质相反的两种气体所组成”。 前者称为“上等可呼吸空气”， 不久又称为“成酸的元素”(oxygen)，即氧气；后者称为“不能维持生命”的空气，即氮气。1775年，拉瓦锡向法国巴黎科学院提交了《使金属煅烧增重元素的性质》的报告，公布了研究结果。

至此，拉瓦锡已经揭示出燃烧过程的机制：可燃物的燃烧是同氧的结合而不是燃素的放出；可燃物燃烧的重量变化系由氧造成而同燃素无关，这样就把燃素完全排除在燃烧过程之外，燃素变成了多余的、无用的东西。同时，金属也就不再是由燃素和灰渣组成的化合物，而是元素本身；相反，灰渣也就不是元素，而是化合物了。显然，燃素学说的错误已经勿庸置疑，需要新的科学的燃烧理论即氧化学说加以取代了。 1777年，拉瓦锡综合了1772年至1777年五年间的研究成果，撰写成一篇题为《燃烧理论》的报告，全面、系统地阐述了新理论即：“燃烧的氧化学说”。其要点是：(1)物质燃烧时放出光和热；(2)物质在氧存在时才能燃烧；(3)物质在空气中燃烧时吸收其中的氧，燃烧后增加之重恰等于吸收的氧之重；(4)一般可燃物(非金属)燃烧后变为酸；金属煅烧后变为灰渣即金属氧化物。这样，这个以氧为中心的理论，就以其简捷明快的思想把燃素学说所碰到的种种无法解决的矛盾迎刃而解了，使人们能够按照燃烧的本来面目来掌握燃烧的规律，并彻底改变了整个化学的面貌，正如恩格斯所说，它“使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来”，也正像马克思对待黑格尔的辩证法那样，使燃烧理论以至整个化学都“用脚而不是用手”站立起来。可见，拉瓦锡虽然没有发现氧，然而却成了真正认识氧及其革命意义的第一个化学家。但是，科学的燃烧理论并未立即为人们普遍接受，象普利斯特列和凯文迪旭等一些著名化学家仍在相信燃素说。这主要是因为还存在一个”易燃空气”(氢气)及其燃烧产物的问题。燃素论者认为“易燃空气”就是燃素本身，从而也是燃素存在的“证据”。但是依照新的理论，“易燃空气”只是一种元素，并在燃烧后亦应增重。然而拉瓦锡却始终未能找到这一产物而无法证实。所以，拉瓦锡的理论要走向完备，则最后一步就必须解决水的组成问题。 1781年，普利斯特列在一次氢气和氧气混合爆炸的实验中发现了化合产物水，随后凯文迪旭又精确测出了氢气和氧气化合成水的体积比例。这就用科学的方法第一次证明了水并非象古希腊哲学家泰勒斯所说的是万物的“本原”或“元素”，而是化合物。然而遗憾的是，发现者本人却对此视而不见，仍坚持认为水是“元素”，并以其倒置的理论加以解释：在两种气体中原来都含有水，氧气是“脱除燃素的水”，氢气是“含有更多燃素的水”，两种气体的化合只是水的重新分配，而不是水的生成，等等。为此，凯文迪旭就更加相信燃素说，认为是“被普遍接受的燃素的原理，至少同拉瓦锡先生的学说一样，能够解释所有的现象”。这样，燃素论者就又错过了一次重要的发现机会，而这一机会却又落到了拉瓦锡的身上。 1783年，正当拉瓦锡对氢的燃烧产物困惑不解时，凯文迪旭的助手布莱格登(C．Blagden，1748—1820)来到巴黎拜访了拉瓦锡，并介绍了凯文迪旭合成水的实验，使拉瓦锡顿有所悟。他认为这正是自己要找而尚未找到的”易燃空气”的燃烧产物。他又象过去重复普利斯特列发现氧的实验一样，立即重复了凯文迪旭合成水的实验，并得出结论：水并非元素，而是”易燃空气”和氧气的化合物；”易燃空气”的燃烧是氧化并增重的过程，产物为水，”易燃空气”并非燃素而是元素，应命名为“生成水的元素”，即氢气。同年，他撰写了《对于燃素的回顾》一文发表了研究成果，否定了燃素说赖以存在的最后一个“依据”。这是一次历史画面的重演：过去，普利斯特列发现了氧，而拉瓦锡才真正揭示了氧的本质和意义，现在，凯文迪旭合成了水，而又由拉瓦锡真正揭示了水的本质及其合成意义，再一次显示了科学思维在化学研究中的重要作用。此后，氧化学说日益得到了更为广泛的承认。1783年，为了宣告燃素说的破产，正像二百多年以前帕拉塞斯当众焚烧了中世纪医学权威的著作那样，也由拉瓦锡夫人当众仪式性地焚烧了斯塔尔和燃素说的书籍；以示氧化学说的胜利。1785年以后，除了极少数保守者外，绝大多数化学家已不再相信燃素论而使它很快销声匿迹了。氧化学说己为举世所公认。为了进一步巩固氧化学说的地位，1787年拉瓦锡等人依照新理论的观点，制定了《新的化学命名法》。1789年拉瓦锡在经过十年的努力之后，终于在法国大革命爆发的同年；完成了他的具有划时代意义的名著《化学纲要》一书。

拉瓦锡在书中详细叙述了推翻燃素说的实验依据，系统阐明了氧化说的科学理论，重新解释了各种化学现象，明确了化学研究的目标，认为化学应当是”以自然界的各种物体为实验对象，旨在分解它们，以便对构成这些物体的各种物质进行单独的检验”。他还发展了波义耳的元素概念，并依此提出了包括33种元素的化学史上第一张真正的化学元素表；还依照新的化学命名法对化学物质进行了系统命名和分类。书中还以充分的实验根据明确阐述了质量守恒定律，提出了化学方程式的雏形，并把质量守恒定律提到了一个做为整个化学定量研究基础的地位。这是一部依照新理论体系写出的化学教科书，为培养未来几代化学家的工作奠定了基础。它刚一在巴黎问世，很快就被译成荷兰文(1789年)、英文(1790年)、意大利文(1791年)和榜文(1792年)，受到了各国化学界的重视，从而迅速廓清了燃素说的残余，广泛传播了新的氧化理论，使化学建立起从元素概念到职理论的全面的近代科学体系。这样，化学做为一门科学才得以最后确定。人们已把拉瓦锡《化学纲要》同牛顿的《自然哲学的数学原理》和达尔文的《物种起源》一起被列为世界自然科学的”三大名著”。此后，在化学发展的历史上就再也没有出现过象炼金术和燃素说那样大的曲折和迂回。化学开始以令人难以置信的速度发展起来。

科学的氧化理论的建立，著名法国化学家武兹(C.Wurtz，1817~1884)和贝特罗(P．E．M.Berthelot，1827—1907)都把它称为是一场全面的”化学革命”。这是因为：

第一， 推翻了燃素学说的百年统治。它并没有向传统的旧理论妥协，而是从根本上摧毁了旧观念，建立了科学的燃烧理论，把百年来被倒置了的观念重新顺立过来。使燃烧理论焕然一新。

第二， 结束了元素观念的混乱。做为科学的元素概念，本来早在百年前就已由波义耳提出。然而由于化学技术水乎的限制，长期以来入们还未能在实际上完全认识到什么是元素，以至在18世纪中叶人们还在不同程度地相信古老的“四元素说”和以假想的、并不存在的“元素”为核心的燃素说。它们仍在实际上左右着化学元素观，并由此带来了一系列混乱：元素被当成了“化合物”，而化合物又被当成了“元素”，等等。现在，土、空气、水及燃素都一个个被从传统的“元素宝座”上拉了下来，代之以氢、氧、氮、硫、磷、碳、砷、铜、锡、铅、汞、铁、金、银等一些真正的元素。它们都是化学“分析所能达到的终点”。这就使人们实际上的元素观念发生了一个根本变化。至此，百年前波义耳所提出的新的元素观，才从理论和实际两个方面得以最终确立了；随之而来的是能够正确区分元素和化合物，并把化合物区分为酸类；碱类和盐类，由此再进一步给出了科学命名，如把石灰命名为氧化钙，密陀僧命名为氧化铅等，庞杂的化学知识开始条理化了。可以、看出，这场表现为燃烧理论的革命，具有着比燃烧理论本身更为广泛的意义，即确立了新的元素观。正如日本著名科学史家汤浅光朝所说：它“从对氧气的单质性的认识出发，导致了新元素观的确立——这是化学革命的总决战”。

第三， 确立了化学基本定律——质量守恒定律。只是由于拉瓦锡的工作，不仅用定量的实验否定了燃素的存在，而且也不可辩驳地证明了质量守桓原理。据此，他还写出了现代化学方程式的雏形：葡萄汁＝碳酸十酒精并指出由此可以“用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算”。因为化学反应前后”化学帐目的收支”是应当平衡的。拉瓦锡对质量守恒定律的提出、证明和应用等全面进行了论述，从而使质量守恒定律得以最后确立，并推动化学开始成为一门象数学和物理学那样的精密科学。同时，也为唯物主义哲学关于物质不灭的原理，第一次公开地提出了科学证明，促进了哲学的发展。

当然，这场革命也还存在着不完备之处。拉瓦锡虽然揭示了燃烧过程的机制，然而却又不适当地扩大了氧的作用，认为氧是一切燃烧的不可缺少的条件和”酸的本原”。但是不久后人们就知道氢气和氯气混合后在无氧下亦可燃烧和爆炸，而产物盐酸则是个不含氧的酸。此外，他还在抛弃了”超自然的要素”时又把一切现象都视为物质本身了，错误地把光和热也当作了”元素”‘拉瓦锡把氧看做酸的本原和把热列为元素，是他的理论中两大缺陷，为后代化学家带来了不少困难，一直影响到十九世纪的很长一段时间。

总起来看，这场革命不愧是十八世纪化学中的最伟大成就，它不仅仅是燃烧理论的革新，而且也是对过去整个化学的一次系统总结，是从波义耳、到布拉克、普利斯特列和凯文迪旭的气体化学的一个时代的总归宿。它不仅促进了化学的改革，而且也促进了那个时代人们的世界观和思维方法发生变化，伴随着立足于此的自然科学方法论的进步。