纳米地球科学:地学领域革命性挑战

摘要

纳米科学是研究0.1nm～100nm粒级范围内物质特性的科学,纳米粒子介于微观和宏观体系之间,具有表面与界面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应等特殊的物化性质.纳米科技涉及地球科学的诸多领域,并在矿物学、岩石学、地球化学、构造地质学、能源地质学和矿床学等领域取得了重要进展.本文在总结、归纳前人的研究成果并结合作者的最新研究结果的基础上,进一步提出了纳米地球科学的概念:以纳米科学与地球科学为依托,以纳米技术与地学研究方法为手段,以固体地球物质为研究对象,对地球各圈层中已知或有待探知的纳米微粒和纳米孔隙进行深入研究,从而揭示地球演化过程中纳米效应与地学现象的关系及其规律的科学.系统地分析了纳米科技与地球科学结合产生的各分支学科:纳米矿物学、纳米岩石学、纳米地球化学、纳米构造地质学、纳米能源地质学、纳米矿床学、纳米地震地质学和纳米环境地学等.通过综合研究,全面阐明了纳米地球科学及纳米成藏成矿领域重大和前沿科学问题,并指出了其发展趋势.由此,纳米地球科学面临着全新的发展机遇,同时也带来地学领域的革命性挑战.