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安徽省近代百年地質學史回顧(~)

吳昭謙

(安徽省地質學會)

近代地質科學在我國的創建,約在19世紀中葉之後。近代以來在我國進行地理地質考察的外國科學家約在100人次以上。最早來安徽開展地質調查的要算壹位英國園藝學家Robert Foutune,他於1848年11月曾到皖南休寧縣松蘿山茶區考察土壤、地質。在新中國成立前1848~1948年的100年中,來安徽省的中外地質學者,***留下近百份地質調查報告和120多篇地質文獻。

壹、安徽近現代地質工作歷史

安徽近現代地質工作歷史可以劃分四個階段:第壹階段自1848~1926年,第二階段1927~1937年,第二階段自1938~1945年,第四階段自1946~1948年。

1.第壹階段(1848~1926)

開始以外國(美、英、德、日)地質學家為主,繼之為中國地質學家為主,對省內進行路線地質調查。對地層古生物作了初步劃分,對銅陵、當塗、繁昌鐵礦、淮南、淮北煤礦開始調查。

早期涉及安徽省境內地質調查的有美國地質學家龐培利(Raphael Pumpelly)、英國地質學家金斯密爾(T.W.Kingsmill),他們分別在1863年和1869年考察揚子江下遊時,涉足省內。

留存在安徽省地質文獻的外國地質學家,應為德國著名地質地理學家李希霍芬(Ferdinand von Richthofen,1833~1905)。在其名著《中國》中,記述了他在1869年2月至1871年7月三次對安徽沿江及南部地區進行地理地質考察的成果。李氏第壹次於1869年2月份自九江乘船至南京,途經安徽沿江兩岸,對沿途所經之地均作了考察記錄。第二次於同年10月自景德鎮至祁門,第三次於1871年7月沿東津河、青弋江至蕪湖,途經寧國、涇縣。同時調查了宣城水東、貴池饅頭山等4處煤礦。李氏之調查記錄約壹半為地質,如巖層之巖性產狀、構造等,並繪制有剖面圖、目視草測圖;另壹半為地理、風土、人情、旅途見聞。當時描述地層僅為巖性(巖石名稱),未劃分地質時代。如銅陵大通層則泛指皖南所有的紅色砂礫巖層。值得特別指出的是,他當時就曾推測過:“揚子江可能沿壹條重要斷裂線通過。”

日木人來我省進行地質調查的最早為野田氏(野田勢次郎)。他在安徽省有兩次路線調查:第壹次1915年4月26日至5月6日由武漢至安慶。所編繪之湖北安徽省界地方地質圖(1/100萬)僅分變質巖、水成巖、火成巖。其所定安慶層由石灰巖、黏板巖、砂巖等組成,並記述了安慶洪鎮為花崗巖。第二次橫穿皖南,調查了貴池、東至等縣。他將水成巖分為:祁門、歷口、櫸根岑(貴池祁門之間)、建德(葛公鎮壹帶)四層。

當塗、繁昌、銅陵鐵礦是安徽省最早開展地質調查的幾個礦區。1912年,章鴻釗(我國地質學創始人之壹)、梭爾格(德國礦師)即調查了馬鞍山南山鐵礦。1913年,虞和寅調查繁昌鐵礦。1913~1915年,張景光、梭爾格、章鴻釗等先後來銅官山調查鐵礦。1917年2月,國家礦業顧問英國人丁格蘭(F.R.Tegengren)到銅官山調查鐵礦。他根據章氏等前人調查的資料結合自己的考察,估算出銅官山鐵礦儲量為319.29萬t。同年,丁格蘭又調查了當塗大凹山鐵礦。兩次調查結果均刊載於《揚子江下遊鐵礦誌》等地質文獻中。1918年,德人畢象賢於當塗壹帶調查發現姥姥山、黃梅山、龍家山等6處鐵礦,估計鐵礦儲量不到200萬t。

我國地質學家最早調查皖北地區始於1917年。劉季辰、趙汝鈞被派往皖北調查地質礦產,首次劃分了寒武紀地層。他們在調查宿縣烈山、懷遠縣舜耕山、懷寧縣集賢關煤田時,測制有1/15萬礦區地質圖。在所測制六安霍山間地質草圖(1/20萬)中,將巖層分沖積層、紅砂巖、斑巖砂巖、結晶片巖四種。

劉、趙二君在《蘇北皖北地質報告》中還對皖西大別山的變質巖進行了研究,指出“霍山南及黑石渡西”有結晶片巖系,自龍井沖而南,為“正片麻巖”。

1922年,李捷奉派到皖北淮河流域(北緯22°以北)調查地質與礦產。1923年後,趙國賓(陜西藍田人,1898~1934),也來我省考察,著有《風陽、懷遠地質概況》。皖北的地質調查結果,後來被編入南京開封幅地質圖(李捷編1/100萬,1929年出版。)1923年(民國十二年),安徽實業廳借用農礦部地質調查所技士葉良輔、調查員李捷,計劃在全省開展地質調查,1926年增派田奇瓗參加。1923~1926年期間,他三人先後完成秋浦、貴池、祁門、黟縣、太平、歙縣、績溪、休寧、婺源、石埭、宣城、涇縣、南陵、銅陵、蕪湖、繁昌、郎溪、廣德、當塗、和縣、巢縣、無為、青陽、旌德、寧國、懷寧、東流、望江、宿松、太湖、潛山、桐城、廬江33個縣(其中江南26縣、江北7縣)的地質調查。其著述《調查安徽全省地質日記》以簡報形式刊於《安徽實業雜誌》。調查內容分地質概況與礦產兩部分。在地質部分中地層劃分至紀,如泥盆紀層、石炭紀灰巖層。當時劃分地層主要以巖性為依據,所采化石經古生物專家鑒定後時有變動。對於未能確定地質時代的地層有時即以地名命名,如祁山層包括黟縣漁亭、休寧齊雲山大面積(5400km2)之紅色砂巖及砂質頁巖。簡報中礦產部分包括交通位置、地形、礦體形態、規模、圍巖及開采利用情況。

在20世紀20年代前後,來我省進行地質調查的國內地質學家主要還有:丁文江、李四光、葉良輔、王竹泉。1916年初,丁文江曾在皖南浙西壹帶作過地質考察。1919年丁文江、葉良輔曾調查了蕪湖以東長江下遊地質,編寫有專題報告。1922年,李四光在淮南研究了安徽北部寒武奧陶紀石灰巖之不整合接觸關系。1923年,劉季辰等再赴烈山、施工鉆探13孔,計算3500萬t煤。1924年,王竹泉調查了懷遠縣西南部及宿松、太湖、安慶集賢關煤田地質。他在懷遠縣西南調查,估算含煤7層,全區煤藏量約6020萬t。葉良輔1925年發表之《中國接觸鐵礦帶閃長巖之研究》、1926年發表之《安徽南部鐵礦之類別及成因》均曾在中國地質學會第三、四屆年會宣讀,顯示當時研究水平較高之成果。

2.第二階段(1927~1937)

國內知名地質學家繼續在沿江、皖南地區開展基礎地質調查及礦產勘查工作。這壹時期地質科學水平明顯提高,方法手段也有更新,出現了壹些科研成果,重點是在皖南的冰川和造山運動。

可以說明安徽地質調查工作興盛的是:在當時中央研究院地質研究所19年度20篇報告中,竟有6篇是在安徽境內的調查成果。如孟憲民、張更對蕪湖、繁昌、銅陵的調查,劉祖彜對貴池的調查,孟憲民對宣城水東的調查。李毓堯、李捷的《皖南地質誌略》則總結了銅陵、青陽、石埭、太平、歙縣、休寧、黟縣等7縣的地質成果。此外,1929年,朱森、李捷調查了和縣、含山,王恒升調查了宣城水東煤田。

在基礎地質研究方面也取得了壹批新的成果。如李毓堯、許傑對皖南地史及造山運動之研究。朱森於1931年對安徽南部古生代後期造山運動的研究表現為:在貴池曾發現二疊系龍潭組與孤峰層有明顯的不整合。阮維周(1937)研究安徽南部海西運動。許傑(1930)發表長江下遊各省筆石化石之初步研究。他在太平縣內發現中國最高筆石層以Monograptus sinicus為主,其地層定名為太平頁巖,屬中誌留世。徐克勤(1934)調查了巢縣北部地質。李四光考察了九華山(1934)、黃山(1936)第四紀冰川遺跡,對論證中國東部第四紀冰川的存在提供了有力的佐證。九華山壹帶之地質也由王恒升、孫健初(1937)作過調查。

這段時期基礎地質方面的成就突出的表現在地層方面。如l935年李毓堯、許傑在皖南創立了“休寧砂巖”並確定了冰磧巖的存在。同年,丁毅在調查銅陵、休寧間地質時,又將震旦系作了三分(上、中、下)。隨後,李毓堯、許傑又正式將冰磧巖命名為藍田冰磧層,同時把原稱的“頁巖灰巖系”命名為“休寧系”,歸屬震旦寒武紀。藍田冰磧層更名藍田組,並壹直沿用至今。

礦產地質勘查工作也有很多成果。1931~1933年,中央地質調查所謝家榮、孫健初、陳愷、程裕淇、孟憲民、張更等先後來當塗、銅官山調查鐵礦。1928年、1933年,翁文灝兩次對宿縣烈山煤礦進行地質調查,並進行鉆探普查。1933年,計榮森調查廣德大、小牛頭山煤礦。1935年,計榮森匯編了皖浙間之地質礦產。同年,程裕淇調查了廬江明礬石礦。1936年,南延宗調查休寧縣裏廣山銻礦。1927~1930年間,安徽省建設廳為加強礦業開發,曾修訂官礦章程,制定采礦、探礦辦法。1928年成立礦質探驗處,購買M-3式Calyx鉆機壹臺,在宣城水東煤田鉆探。1929年成立礦業調查團,到宣城、涇縣、寧國、蕪湖、當塗、繁昌、銅陵、青陽等8縣調查礦業,為皖省地方力量正式進行礦產勘查之始。

地質勘查的新技術、新領域也在這時期有所應用。1936年發表的丁毅的《電力探礦在當塗之初步試驗》,為我國最早開始應用物理探礦之文獻。張文佑於1937年調查研究發表了《安徽盱眙縣女山火山口》,為省內開創了研究古火山之端倪。

3.第三階段(1938~1945)

抗日戰爭時期,國內僅個別地質學者曾來本省調查過,省內淪陷區日本侵略者為掠奪礦產資源在沿江、皖北某些地區開展地質調查,使用鉆探和物理探礦手段,留下了壹些殘缺不全的地質資料。但這期間發生了兩件震驚中外的地質找礦事件。

安徽自1938年開始淪陷。省內所知的地質調查活動的有三次:1938年,黃汲清曾來寧國港口調查煤礦。1940年,邊兆祥在宣城水東調查煤礦。1945年,喻德淵發表了《淮陽山脈之主要造山運動——淮陽運動》。

侵華戰爭後,日本人為了掠奪開采礦產,派來我省進行地質調查的主要單位有:滿鐵調查部、興亞院、華中礦業股份有限公司、上海自然科學研究所。主要地質人員有:神山昌毅、金鍾遠、小林冶夫、室木隆三郎、福島時雄、筱田恭三等。他們遺留下的礦產調查報告資料約有80多份。主要調查了銅陵、當塗、繁昌、宿縣、滁縣、全椒、安慶、貴池、淮南、懷遠等地的鐵、銅、煤、金、銀、鉛等礦產。重點是銅官山鐵銅礦、馬鞍山、當塗、繁昌的鐵礦、淮南煤礦。在這些礦區,除了進行較大比例尺的礦區地質填圖方法外,還使用鉆探手段,並根據鉆探結果計算儲量。另外,還在銅陵、當塗及滁縣破山口銅礦區開展物理探礦(主要是電法)探測硫化銅銅礦床。現在留存下的日文地質資料壹百零幾篇,礦種包括鐵、煤、銅、鉛、鋅、金、錳、磷、硫鐵礦、重晶石等10 種。

1939年秋,日本人神山昌毅隨侵略軍到銅官山地表調查,壹直將銅官山作為鐵礦開采。後來在運送回國的礦石樣品中發現含銅量高(0.5%),引起了註意,又掠奪開采銅礦。“銅官山復活”傳聞於此事。

4.第四階段(1946~1948)

此時期僅有幾位地質學家來皖工作,突出的成果是淮南八公山煤田和鳳臺磷礦的新發現。地質力學在我省開始應用。

抗日勝利後,原資源委員會礦產測勘處謝家榮根據1926年李捷等編制的中國百萬分之壹地質圖南京開封幅,推測淮南八公山前坡平原之下可能有煤層。後來,謝家榮、燕樹檀、柴登榜在八公山麓發現了石炭系太原群的石灰巖,進壹步推測應有煤層。1946年,經鉆探證實***發現24層煤,可采煤層厚達25m。經過“慧眼識寶”的淮南新煤田,傳頌壹時,開采至今,成為國內找礦史的佳話。

早在1939年夏,日本地質學家班德田員壹等在《安徽省懷遠縣舜耕山煤田調查報告》中,即提出了“大淮南盆地”詞語,並劃定了大體區域。1942年9月,上海自然科學研究所研究員島倉已三郎在《淮南煤田洞山地區調查概要》中也認為“大淮南煤田之向斜構造,益趨明顯。”但當時日本人把找煤的註意力過於集中在舜耕山至上窯間,而對洞山以西地區,以及更大的範圍,沒有引起足夠的註意。

1946年下半年,謝家榮在八公山發現了新煤田後,次年7月,他很快地提交了煤礦勘查臨時報告後,又專門寫了壹篇《如何發現新煤田》的文章。1947年,在臺灣舉行的中國地質學會第23屆學術年會上,謝家榮理事長又作了《古地理研究為探礦指南針》的專題報告。在前壹報告(後刊入《地質論評》第十二卷第五期)中,“大淮南盆地”壹詞已出現於文章的標題中。並劃定其範圍為:“指懷遠鳳臺縣境內,南為舜耕山、八公山,北為明龍山,東為上窯武店所包限之淮河平原也。”“大致言之,此盆地為西西北東東南之長方形,南北相距自10~20km,東西兩方,山形湮沒,構造上是否環抱之勢,尚難斷定,倘以鳳臺至九龍崗之距離,為此盆地之長度,則至少在50km以上”。

“大淮南盆地”作為壹個煤田地質區域構造單元概念的明確樹立,無疑是淮南煤田認識過程的飛躍,有著重大貢獻。1952年後,煤田專業地質隊伍建立後,煤田普查勘探主要沿著證實、擴大“大淮南盆地”的格架進行。幾十年來,“大淮南盆地”的外延在不斷擴大延伸,現已擴展到東起定遠,西過阜陽的廣大地域,新找出的十幾個大型井田都在其內,可知它是何等大的聚煤盆地了。

1947~1948年,謝家榮、趙家驤、車樹政等發現了鳳臺寒武系底部之磷礦層,並於1948年進行鉆探。此外,尚有申慶榮、楊博泉、董南庭、劉之遠對懷遠大通、宣城、寧國、涇縣煤田繼續調查。1947年,韓金桂曾對懷遠、鳳陽間開展地質礦產調查。

此時期在基礎地質方面的主要成果有:孫殿卿、徐煜堅於1948年發表兩篇文章論述皖西長山壹帶淮陽弧之脊柱與東西向構造帶之反接現象,開始了用李四光地質力學觀點具體研究我省地質構造的先導。此外,喻德淵1948年發表了《大別山南麓的冰礫泥及其地形》(中央研究院地質研究所叢刊8號),發現論證了大別山第四紀冰川遺跡。

二、安徽省近現代地質工作歷史特點

縱觀安徽省近現代100年地質工作的歷史,可以歸納出以下幾個特點:

1)地質工作史的過程,反映出安徽省地質科學技術水平由初級到高級、由粗略到詳細,不斷深化和提高發展的過程。

中外地質學者在安徽省的地質調查,開始都是地理-地質調查,其內容常約有壹半為地理(含自然地理、經濟地理、地貌)部分,後來才逐漸減去地理部分,成為真正的地質調查。開始多為大面積、跨省際的路線調查,比例尺都很小(1/100萬~1/200萬)。所填地質圖只有巖性(巖石)的粗略劃分,以後才有地層的劃分、地質構造的標誌,文字的描述記錄也較為簡單。後來的礦區地質調查,比例尺大,內容也較細,地層按紀(系)劃分,巖石名稱及地質構造形跡也分別劃分。

在方法手段方面,開始都是肉眼、望遠鏡、放大鏡、羅盤等觀察、測量,作目視草圖、剖面圖;後來才用顯微鏡、化學分析、鉆探機、物理探礦儀器。礦產勘查的方法手段也是由地表觀察、揀塊取樣、實測或估計礦體形態計算儲量,發展到後來根據鉆探圈定礦體計算儲量。

2)在地質工作中,礦產資源的調查與勘查占有很大比重,顯示其實用性及與經濟建設關系的密切性。

新中國成立前的地質工作,通稱地質調查。它包括區域地質調查和礦區地質調查兩大類。即使在區域地質調查報告中,也有相當的內容是關於礦產的調查。至於礦區地質調查更是為了礦區的開發生產所需,直接與經濟建設有關。只是由於當時技術方法和設備條件的限制,在地質報告(資料)中對礦產的分布、礦石質量、礦床成因等,都敘述得很少。對礦區的儲藏量有的未能計算,有的雖計算,但數字都偏低。如銅官山鐵礦,多次計算,都不超過500萬t,日本人後來雖發現了銅礦,估算的銅礦石也不過508萬t(按銅品位1%~2%算)。馬鞍山地區鐵礦、淮南煤礦的儲量都算得很少,與新中國成立後探明的巨大儲量數字不能相比。

現在留存的200多份(篇)地質報告、論文、專著中,有140多份(篇)都是礦產方面的調查研究成果,約占新中國成立前全部地質文獻資料的70%,可以說明當時地質工作的重點還是礦產。

在留存的100多篇地質文獻中,目錄名稱中可見礦產的就有100多篇,中文與日文的各占壹半。另外20多篇區域地質文獻資料中也有礦產部分。當然,日本人的資源調查是為了掠奪和戰爭的需要,但有些資料又為我們利用。

3)在第二階段的興盛時期,劃分了很多地層時代,並出現壹批科研成果,在國內外產生過深遠影響。

地層劃分是地質調查中最基本而又重要的工作。20世紀30年代前後,國內知名地質學家來安徽省調查定名或重新劃分的地層最多。

此時期李毓堯、許傑對皖南震旦系層序與冰磧層、皖南造山運動,許傑對奧陶系地層的劃分與命名等,都是國內較重大的科研成果,並對後來產生了較深遠的影響。

此外,如孟憲民、謝家榮等對銅官山鐵礦床的研究,(收輯於《揚子江下遊鐵礦誌》等專輯中),以及李四光對黃山、九華山第四紀古冰川的研究,都顯示了當時國內的最高水平,對後來產生過較大的影響。

4)新中國成立前積累的地質資料文獻,盡管為數很少,也為後來的地質工作提供了壹定的基礎,佐證了地質工作和地質科學繼承性的重要作用。

地質工作和地質科學的特點之壹是繼承性,即重視繼承前人的工作成果。新中國成立前,留存下的地質報告、論文、資料***200多份,有的還有些殘缺。但對於新中國成立後,特別在20世紀五六十年代開展地質勘查時仍是重要的參考資料。

銅陵地區銅礦、馬鞍山地區鐵礦、皖北閘河煤田、淮南大煤田的巨大儲量,都是新中國成立後探明的。但這些礦區的地質工作歷史悠久,資料不斷積累,認識不斷深化和飛躍,才能產生突變。謝家榮1946年發現淮南八公山新煤田,1947年提出了“大淮南盆地”的新概念,新中國成立後在他的新概念基礎上不斷擴大淮南煤田的範圍和儲量。皖北閘河煤田的發現全過程,也可上溯到1917年劉季辰、趙汝鈞對烈山煤礦的調查(報告刊《地質匯報》第1號)和翁文灝1928年再次調查,並繪制1/100萬地形地質圖(報告刊《地質匯報》18號)。據原省地質局嚴坤元總工程師回憶,1955年布置325隊普查找煤時,即主要根據翁氏的地質資料作出推測,後來則發現了閘河大煤田。省內這四個大成礦區,過去都只有“點”的資料,後來由“點”發展到“面”,從已知到未知,不斷擴大礦區範圍,並在外圍發現新礦區(表1)。

表1 1948年前安徽地層命名簡史表

續表

註:①省內外沿用至今的地層名稱。

劉季辰、趙汝鈞(1919)對宿州市烈山及淮南舜耕山進行過煤田地質調查,將含煤層劃歸石炭紀,並歸屬“北系”。

王竹泉(1924)和翁文灝、計榮森(1923)分別在上述地區尋找到植物化石,證實煤系時代屬石炭二疊紀。