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黃汲清談丁文江對地礦事業作出的巨大貢獻

黃汲清談丁文江對地礦事業作出的巨大貢獻



丁文江先生

章鴻釗、丁文江和翁文灝是中國地質科學的先驅,中國地質事業的創始人。就年齡來說,章鴻釗比丁文江大10歲。丁於1991年春從英國學成返國,而章則是同年夏才從日本學成返國。不過丁回國後並未立即從事地質工作,而在上海南洋中學教了一年書。章回國後,於1911年秋就擔任當時的京師大學堂農科大學的地質學課程。1912年初又擔任南京中華民國臨時政府實業部礦務司地質科長。所以章的「資格」比丁更老一些。翁文灝在比利時羅文大學獲得博士學位後,1913年初搭船回國,同年夏到北京擔任農商部地質研究所教席。翁先生為人很謙虛,自認為章丁二先生是他的前輩。


還有幾位中國地質學人走在章、丁、翁之前,他們是鄺榮光、張相文、王寵佑、顧琅。在中華民國成立之前,他們都多少寫了一點有關地質學的文章或做了一點地質工作,但為期甚短,影響不大。嚴格地說,我們把章鴻釗、丁文江、翁文灝3人作為中國地質事業的開拓者和中國第一代地質學家,似乎是名正言順的。

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丁文江先生手跡


丁文江知識淵博,學通中西。由於他勤奮好學,刻苦鈷研,廣交西方朋友,結識中國學人,因而他對西洋文化和中國文化都有深入的理解。他不但是令人崇敬的地質學家和地理學家,而且還是一位人類學家、動物學家、考古學家和歷史學家。他全力提倡自然科學,特別是達爾文主義,但他對人文科學也表示極大的興趣。要認真評論丁文江的思想、學術及其成就和影響,決非易事。希望有一天能組織一個丁文江研究會,專門從事這項工作。我們現在編輯 《丁文江選集》,只能涉及到他的地質學,或地球科學方面的專業性成果。令人遺憾的是,丁文江去世得太早,他的許多筆記、圖件和採得的許多化石、岩石標本,都來不及自己整理、研究,並寫出系統性的報告和論文。即使已發表的文章也散見於各種不同性質、不間時代的報刊和雜誌上。經過廣泛收集和認真挑選,我們選出20篇代表性作品,其中過半數是用英文寫成。


一、地質學


在地球科學領域中,丁文江的主要成就,也可以說最大的貢獻,是在地層學方面。這也是在調査、研究西南四省(滇黔桂川)地質礦產過程中的主要成果。這裡我們按地層次序進行簡要的介紹。


1

雲南東部馬龍、曲靖地區的寒武系和志留系


1914年丁文江在本區做了比較詳細的地層研究,發現許多寒武紀和志留紀化石。不幸,這批化石在郵寄美國請專家研究過程中,化石標籤都搞亂了。因此,丁文江於1930年派王曰倫再去當地進行採集和測制地層剖面。他們的主要成果如次。


在易隆的關底溝,發現了以砂頁岩為主的寒武紀地層,含Redlichia chinensis動物群,其時代屬下寒武統。在後者之上,經過一段過渡層,出現石灰岩和砂頁岩,產Favositesgo-tlandious和伽Spirifer tingi等化石。時代屬上志留統。從黃土坡到馬龍一線同樣的寒武繫到志留系層序又復出現。在馬龍黑牛山、烏沙庄、大海哨等地出露良好的志留系剖面,併產Spirifer tingi動物群。


易隆等地的寒武系和長江三峽的石牌頁岩相似,被命名為滄浪鋪組。志留系被命名為馬龍系,包括三個群,由上而下,即易隆寺群、妙高群和關底群,總厚達600多米,岩石以砂頁岩為主,夾若干層石灰岩。整個時代認為屬上志留統。直到今天,中國的上志留統仍以丁文江和王曰倫的成果為代表,其對比如下:

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2


廣西和貴州的泥盆系


在他的廣西和貴州路線地質填圖工作中,丁文江曾多次穿過泥盆系地層,並採集了豐富有的以腕足類、珊瑚和層孔蟲為主的泥盆紀化石,後者分別交由葛利普、田奇?、計榮森等專家進行鑒定、研究,分別出版了專著(見「中國古生物志」乙種)和論文。令人遺憾的是丁文江本人沒有發表正式報告。我們只能在他的貴州地質圖上,見到他對泥盆系地層的分層如下(從下到上):

獨山群(主要是D2)


邦寨砂岩


雞泡石灰告,含Stringocephalus obesus


宋家橋砂岩


雞窩寨石灰岩,含Stringocephalusburtini


茅寨群(主要是D3)


望城坡層,含Spirifer sinensis


堯梭石灰岩


丁文江也談到蓮花山砂岩,認為它屬泥盆系底部地層。


3


石炭系


前文提到丁文江在地質學方面的主要責獻是地層學的研究成果,而石炭系的分層和對比則是他在地層學方而的最重要責獻。我們選出兩篇論文做為他的代表作:「論豐寧系地層」(1930),「中國的石炭系及其在密西西比系和賓夕法尼亞系地層分類上的意義」(1933)。


豐寧系相當於歐洲的狄南統,在貴州南部和廣西有廣泛的分布,產非常豐富的淺海相化石。其中之四射珊瑚經俞建章精心研究後,丁俞二人把豐寧系進行了劃分(表1)。


表1 豐寧系

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豐寧系分布甚廣,厚度甚大,其地質時代基本上相當於美洲之密西西比系,因此丁文江把它升級,作為一個獨立的系,看來是名正言順的。在上述的第二篇論文中,丁文江與葛利普一道,把豐寧系的劃分作了修改:


上豐寧系(上密西西比),或上司統;


中豐寧系(中密西西比),或舊司統;


下豐寧系(下密西西比),或革老河統。


湯粑溝統被包括在革老河統中。


比較困難的問題是豐寧系以上的一些石炭系地層的劃分和對比。在西歐有納繆爾統(海相)、維斯發統及斯特凡統(陸相);在蘇聯有巴什基爾統、莫斯科統、熱連統和烏位爾統。它們的關係一直不清楚。葛利普詳細研究了蘇聯頓巴斯盆地的文獻,創立頓涅茨統(Dcme-tzian)—名。他採用了美國賓夕法尼亞系,作為密西西比系(豐寧系)以後的石炭系地層的總名稱,並把蘇聯頓涅茨盆地的賓夕法尼亞系作為標準剖面,劃分如下:


認為烏拉爾統在頓涅茨盆地和美洲都缺失。


在中國,豐寧系以上的地層有南方的威寧統、老乾寨統(均為丁文江創立的名稱),黃龍統,以及北方的本溪統。這些地層過去一般被認為屬中石炭統或莫斯科統。在這之上還出現更髙層位的石炭系地層,那就是南方的船山統、馬平統和北方的太原統等。筆者過去曾把中國的石炭系劃分為三統,即下統、豐寧統,中統、威寧統,以及上統、馬平統。不少地層工作者也有同樣看法。但實際上廣西、貴州和湖南的豐寧統,厚度遠遠超過威寧統與馬平統之和,所以前者與後者是不成比例的。今天看來,把豐寧統作為中國(特別是南方)的下石炭統的總稱是恰當的,而豐寧統以上的各種石炭系地層加在一起,作為上石炭統似乎更合邏輯。最近,楊遵儀教授採用了「壺天統」來填補這一名詞(上石炭統)的空白,我看是可以接受的。應當指出,壺天統即壺天石灰岩,是20年代湖南地質調查所創立的,它代表中石炭統及上石炭統,也就是下揚子地區的黃龍石灰岩與船山石灰岩之和,也大致相當於丁文江的威寧石灰岩與馬平石灰岩之和。在時間上它們大致相當子美洲的賓夕法尼亞紀,後一名詞當然不便在中國使用。至於葛利普創立的頓涅茨統,蘇聯人並不採用。


總起來說,丁文江在古生物專家的幫助下,對中國石炭系地層次序及其對比,確實作出了重大貢獻一直到今天,我們雖然對他的成果做了一找必要的修改補充,但實質上仍以他的分類為基礎(表2)。


表 2

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4


二疊系


在西南四省的大規模地質調查中,丁文江對二疊系地層進行了比較深人的研究,並與葛利普一道發表了「中國的二疊系及其對二疊系地層分類的重要性」論文(1933,第16屆國際地質會議報告)。他們的主要成果如(表3)。


表3


夜郎系的化石來自貴州,大部分為雙殼類及腕足類,其中有一小塊三葉蟲尾巴以及今天被認為是下三疊統的標準化石Pseudomnotis wangiPatte 。這枇化石經法國古生物學災巴特(Patte)研究,他不敢肯定,這個小動物群究競屬於上二疊統抑或屬於下三疊統。由於其中出現一塊三葉蟲(Phillipsia?),丁文江堅持認為它是上二疊統,並創立「夜郞系」這一新名詞。應當指出,丁氏的標準剖面位於貴州大定(現稱大方——筆者注)的玉龍山。對後者,丁文江、筆者和王曰倫三人一同研究過。筆者在《中閏南方的二疊系地層》(1932)專著中早已說明,玉龍山石灰岩直接蓋在長興石灰岩之上,所產化石和真正的二疊系動物群大不相同,故其時代應屬下三疊統。令人遺憾的是丁先生固執己見,堅佶它是上二疊統。不久尹贊勛重新研究了所謂夜郎系的動物群,明確指出,「夜郎系」應屬下三疊統。丁先生大概是受了前述「一塊三葉蟲」之騙,因而把下三疊統當做上二疊統了。今夫回想起來,那塊三葉蟲尾巴大概是採集化石時不小心把它和三疊系的化石混到一起了。


丁、葛二氏的論文雖出現大錯,但其中的古地理圖和地層剖面還是有可取之處的。特別是峨眉山玄武岩之分布,今天看來仍有參考價值。


5


其它地層研究


三門系 1918年丁文江研究山西與河南交界處的黃河谷中地質時,在有名的三門灘發現含大型雙殼類化石的沙礫和粘土層,後者被定名為三門系,其主要化石有Ouadrula和Cuneopsis,時代屬早第四紀。後來,得知三門系在北方分布很廣,它代表O1時期的河湖相沉積。


在《地層小記》中,還記錄了丁文江在雲南霑益龍華山發現了下泥盆統的陸相砂頁岩地層,含Arthrostigma gracile,在此之上出現中泥盆統石灰岩。


在雲南東部丁文江在多處發現含大羽羊齒植物群的含煤岩系,後者位於玄武岩(後來定名為峨眉山玄武岩)之上和三疊系紅色砂岩之下。當時有人認為此植物群越下三疊統,丁文江和赫勒一道則堅信它屬上二疊統,這當然是正確的。


在本《選集》甩我們選收了丁文江《貴州地質建造之劃分》一文,這出自在他主編的廣西、貴州、四川路線地質圖中。寒武、奧陶、志留系的分層名稱雖與現在人們使用的很不相同,但實質上它們和長江三峽地層剖而基本上一致。


二、區域地質、地質圖及區域地質測量方法


丁文江的若干報告都把區域地質、礦產、礦業和礦務的記述和研究放在一起,這是因為地質(包括地層、地貌、構造和岩石)為礦產和找礦服務,而礦產的研究又和生產、管理(即礦業和礦務)有直接的聯繫,其最終目的還是為搞好生產。丁文江作為地質調査所所長,在地質礦產調査初期階段,這樣做是正確的。但是在評述他的成果和貢獻時我們把地質部分和礦產曠業部分分開討論,似乎更合乎邏輯。


1


區域地質


1913年,丁文江、梭爾格、王錫賓3人調查正太鐵路附近地質礦務,認真研究了地層次序,測制了鐵路沿線地質圖,初步槁清了石炭系煤田地質構造。這是中國地質工作者第一次出版的區域地質圖件,應該大書而特書。在本《選集》中我們重新發表這些圖件。


1919年丁文江和張景澄採用同樣的工作方法,調査蔚縣、廣靈、陽原三縣的煤田地質,測繪了地形地質圖,初步確定了石炭系煤層的分布情況,並估計了煤炭儲量。


1914年,丁文江獨身一人,遠征雲南、貴州和四川,進行廣泛的地質、礦產調查,測制了許多區域地形地質圖件、地層剖面和地質構造剖面,並拍攝了大批野外工作和礦山,礦場照片。這些成果集中表現在「雲南與會理威寧地區的地質記錄」、「雲南箇舊附近地質礦務報告」和「雲南棗川府銅礦」三篇文章中。


「雲南與會理威寧地區的地質記錄」是丁文江1914年在滇川黔三省的主要工作成果,是根據他的野外記錄和一些手稿,由尹贊勛、邊兆祥整理編輯而成的。其中最重要的部分是各種實測圖件;地質圖方面分為A、B、C、D四類,它們已在《丁文江地質調査報告》(1947)的附圖專冊中發表,我們在本《選集》中只採用了一張代表作,即「丁文江先生西南地質調査隊路線圖」(圖1)。此外,還有許多地層和地質構造剖面圖,我們也只採用了一張代表作,即「滇東地層層序柱狀圖」(圖2)。

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滇東地層層序柱狀圖


在文字描述方面我們選錄了尹贊勛和邊兆祥編輯的幾節,包括:2.箇舊地區地質;3.調查鳥格地質煤礦報告書;4.通安州銅礦;5.倘塘一鐵礦山之地質;6.曲靖河谷及其相鄰台地。在第2節中,主要講地理、岩石與地形、地層、構造、地文和錫礦的成因。丁文江認為箇舊地區地層以石炭二疊系和三疊系石灰岩為主,錫礦產於三疊系地層中,礦區被大量斷層所控制。在第5節中,對貴州威寧地區的地層和構造有比較詳細的描述。那裡的地層以石炭系和二疊係為主,他發現丁中石炭統威寧石灰岩和覆於其上之外套山煤系,對這些地層、煤系與煤田之分布有比較詳細的記錄,並採集了豐富的石炭二疊紀化石。在第6節中,主要講地形和地貌,其描述和分析頗有可取之處。


「雲南箇舊附近地質礦務報告」本身是一本專著(《地質專報乙種》第十號),主要講礦產、礦業和礦務(下面將予以評述),但所附地質圖是區域地質的重要參考材料。


「雲南東川府銅礦」一文是丁文江用英文寫成,發表於在上海印行的《遠東時報》1915年第6期上。文章主要講礦床、礦業和礦務。所附一張40萬分之一東川府鋼礦區地質圖,雖已過時,但它是中國人第一次測制的此種圖件,頗具歷史意義。


「蕪湖以下揚子江流域地質報告」是丁文江關於區域地質的最重要的報告之一,記錄比較豐富,討論相當詳細。野外工作是在1917年,報告之出版則是1919年。報告附有一幅全區地質圖(包栝揚子江以南的江蘇省、淅江及皖南鄰區)和若干小區的大比例尺地質圖,以及許多素描地質、構造的剖面圖和野外照片。野外工作還包括了丁先生的得意門生葉良輔先生的成果。可以說,他是花丁大量精力和不少時間來完成這一工作和寫出這一報告的。


區域地質工作之基礎是地層的劃分和地質時代的確定。令人遺憾的是,本區前人的工作只有李希霍芬的「中國」可供參考,後者內容比較粗糙,錯誤甚多。然而他的學術威望影響了丁文江,因而他的錯誤免不了為丁氏所繼承,在地層劃分方面就是這樣。在第一章地層學中,丁氏的地層劃分大致如下表。

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從表4看,丁文江把侖山石灰岩及其下伏的頁岩和薄層石灰岩劃入震旦系系,並沒有錯。這個「震旦系」是維理士的震旦系,實際上就是寒武奧陶系(華北區)。五通石英岩是他創立的名詞,劃歸泥盆系也是某本正確的。丁氏之錯誤是:把覆於侖山石灰岩之上幾百米厚的志留系高家邊頁岩忽略了,他也見到了其底部的幾米厚的筆石頁岩,當然不是全貌;L3實際上是L2的一部分,也就是今天的黃龍、船山、棲霞石灰岩之總和,過去李希霍芬只知道它們是石炭系,而未能把二疊系從中分出來。S1是今天的龍潭煤系,屬二疊系沒有錯。但S2大概就是S1,即丁氏把同一煤系的另一處露頭當作石炭系當然是錯的。L1是最高層位的石灰岩,沒有問題,它以三疊系青龍石灰岩為主,底部是上二疊統長興石灰岩,可惜沒有單獨劃分出來。


L1以上地層大半為陸相砂頁岩,以及大量噴發岩和紅色地層,沒有找到化石,因而無法進一步劃分。


第二章講構造地質學,丁文江用了相當長的篇幅來論述本區的地質構造,並常常提到李希霍芬的文章,還引用了他的幾段描述。前文已說過,李氏的成果,特別是地層方面很不可靠,丁氏在這方而雖然有某些進展,但錯誤仍不少。如果地層沒有弄清楚,就大談構造,免不了錯上加錯。丁氏指出五通石英岩與下伙地層間可能有不整合,至少是一假整合的看法是對的,但他認石灰岩與大通礫岩(新第三紀?)之間的巨大不整合代表蘇皖山地的最主要褶皺運動,那就把事情太簡單化了。我們現在知道,三疊紀青龍石灰岩與大通礫岩(可能大部分相當於浦口組,也包括其它的白堊-第三紀紅色地層)之間還有一大套三疊-侏羅-白堊紀地層,而整個晚三疊紀到新第三紀間還出現印支運動、燕山運動和喜山運動,這些當然在丁文江工作時還是完全不了解的。丁氏特別提到所謂霍山弧,並把它和大地震聯繫在一起。現在看來,霍山弧並不存在,而皖中「弧形構造」之形成,乃是郯城-廬江大斷裂西側(走向北西西)與東側(走向北東,如張八嶺山脈)相接合之結果。應當指出,長江下游的地質構造是非常複雜的,直到今天入們也還沒有把它研究得完全清楚,我們哪能用今天的眼光去責備70多年前的地質先行者丁文江先生呢?


笫三章講地文,主要講地形特怔與地貌之形成方式和過程。特別指出,地層褶皺、走向及岩石硬度對地形高度差異和地貌形成之影響。而楊子江下游,江流方向往往與區域褶皺走向相吻合,特別值得注意。從整休上看本區屬壯年到老年地貌,由於近期的上升運動,各河谷中出現不同高度的階地。


丁氏進而討論古氣候的變遷和本區的沉陷作用問題。他指出上海一帶過去確曾有較大的下沉,但揚子江的大量沉積,往往可以填補下沉幅度,這就不一定需要海水之進侵。


最後,第四章講揚子江口的歷史。古人皆認為揚子江下游曾經出現三條江,即北江、中江和南江。中江曾經通過太湖再東入于海。丁文江特別主張太湖過去曾和大海扣連,後來成為海濱沼澤地,揚子江曾經注入其中。丁氏多方考證,不但閱讀了一批古典書籍,而且查閱了許多縣誌,認為蘇北、蘇南、浙東平原上的許多縣城,越向東走,城市的建立越新,也就是說,在有記載的歷史時期,海岸線遂漸向東移動,海濱平原面積也同時向東擴展。對太湖的起源問題和黃浦江的發生髮展問題都有比較詳細而生動的論述。細讀本章全文,我們對丁文江治學的謹嚴、論述的透闢,感到肅然起敬。而立之年的丁文江,已經是博學多才的自然科學家了。至於他的論證足否全都可靠,筆者對有關問題的最新見解很少接觸,不敢班門弄斧。


2


地質圖及區域地質測量方法


前文已言及,丁文江是中國地質學者中實踐地質填圖的第一人,其代表怍是正太鐵路沿線的地質圖件。1914年他赴雲南進行大規模的路線地質填圖,成果已發表在《丁文江先生地質調查報告》中。其成果最好,包括面積最大的是1929—1930年由他率領的地質隊所填繪的20萬分之一圖件。這些圖件連同大量的地質剖面圖,也都在上述報告中出版了。當筆者主持編輯14幅百萬分之一中國地質圖(1948—1949年出版)時,丁氏的各種固件都曾被充分利用,這也是他對中國地質作出的重大貢獻之一。


趁此機會,筆者願意簡略地說明丁文江進行野外地質填閣的工作方法。在雲南的野外工作中,他獨身一人「單幹」,成果比較簡單、粗略。地質圖上沒有地形,只見路線經過的河流、城鎮、地名、山名等。但1929—1930年貴州之行,所獲地質圖成果就大不一樣,精確程度大大提高,圖件內容更加豐富多彩。可以說這是丁文江晚年的傑作(當然是在他的幾位助手幫助之下完成的)


首先談談,調查隊所用議器。每一位地質成員,連丁在內,都攜帶有:地質羅盤(美國制Brunton)1個,干氣壓計一個,沸點溫度計一套(全隊),雙筒望遠鏡1個,手攜擴大鏡1個,大槌2個(全隊),鋼釺若干個(全隊),皮尺數個,(全隊)小鋼捲尺1個,繪圖板及附件(Sketching board)1套(全隊)。地形測量員與地質員同時出發,前者,手持繪圖板,用計歩法測距離,用羅盤定方位,同時瞄準路線兩旁的突出山峰和明顯建築物,如廟宇、寶塔等。一邊步行,一邊把上述事物利用鉛筆和三角板繪入自己手持的繪圖板上,後者,必須用鋁製三角架定穩,並擺正方位。在前進中,利用羅盤瞄準前一站「前視」中各點,獲得交叉點位,再從各點所測的仰角和俯角計算出出它們的高程,從而勾畫出地形線;在相當長的距離內,路線上及其兩旁的「山形水勢」、村落廟節等都一一呈視圖中。地質員與測量員走的是同一條路,他的主要任務是:觀察和研究露頭,了解其地層和岩石性質,測量走向及傾角,找化石、採集標本,作詳細的記錄等。同時,也要把突出的地面特徵,如河流、橋樑、廟宇等記入筆記中。地質員工作相當繁重,一般需要有一位工人同行,隨時幫助,或用大槌及鋼釺打下大化石及標本。當天野外工作完畢後,在駐地必須由地質員把地質事物搬上剛才由測量員繪出的地形圖中,成為初步的地形地質草圖。


用上述方法測制的地形圖若沒存三角網控制,在大面積內一定會出現很大的誤差。所以丁文江強調經緯度的測定。後—任務主要由曾世英擔任。他使用的儀器有:經緯儀一套,Omega高級懷錶一個,手攜無線電收聽儀一套,電池電燈設備一套。每天晚間只要天氣晴朗,曾世英必在空曠地面,安放經緯儀和收聽儀,一面觀測自己挑選的恆星位置,一面收聽馬尼拉天文台的報時,同時記錄下懷錶的準確時、分、秒。從這些數據即可以測兌出當地的經緯度(見「川廣鐵道路線初勘報告」)。如要認真學習丁文江路線地質製圖法,必須有更加詳細的說明和必要的圖件,這裡就從略了。應當指出,「丁文江法」並沒有完全過時,在我國的偏僻地區,特別足青藏高原,目前5萬分之一地形圖還不全,故做路線地質調查時此法還可以使用。至於新發現的礦床和礦區,有時需要填繪2萬分之一乃至1萬分之一地形地質圖,採用此法測圖也可以滿足編寫臨時報告之用。


三、礦床學、礦業及礦務


首先要指出的是早在1917年7月丁文江已在《遠東時報》上發表了「中國的礦產資源」這篇重要文章,當時就引起了外國企業家的注意。令人遺憾的是,該文用英文寫成,沒有獲得當時北洋軍閥政府的重視。之所以用英文而不用中文,是因為當時北京地質調查所剛成立,還沒有能力出版自己的科學技術報告和論文。今天看來,該報告是中國地質學人編寫的第一篇有關中國地質礦產的總結性文章,是有重大歷史意義的。文章簡明地闡述了煤、鐵、金、銅、錫、銻等重要礦產的礦床特徵,以及開採和生產情況,對各礦床的地質背景有精鍊的描述,特別在煤田方面講的特別中肯。針對外國企業家的擔心和意見,文章特別闡述了1914年的採礦章程、稅務和礦產保護,以及外商投資和治外法權等問題,這些是從中國政府的立場講話,值得注意。此外,文內還附有礦山、采曠和冶煉方面的照片多張,使讀者對當時一些主要礦區的採礦活動有一個身臨其境的印象。應當指出,文章中提到的某些礦床,例如開灤煤礦、井陘煤礦、山東中興煤礦、雲南箇舊錫礦、東川銅礦、山西鐵礦等都曾經丁文江親調查研究過,是有第一手資料作證的。


丁文江的野外地質工作有一個鮮明的特點,就是地質調査必須儘可能的和礦產資源的調查研究結合,後者不但包括礦區的地質背景,而且還須論述探礦、採礦、生產、管理乃至產品出口等情況,對礦床的儲量數字也儘可能準確地提供。下面將按礦床類別進行簡略評述。


1


煤田和煤礦


丁文江一生中先後調查研究了山東嶧縣棗莊煤田,正太鐵路沿線煤礦(包括有外國入投資的井陘煤礦,蔚叢、廣炅、陽原煤田),滇越鐵路上的鳥格煤礦。他自已曾擔任總經理的北票煤礦以及他臨去世之前(1936年初)的湘潭譚家山煤礦。對這些煤田和煤礦他都測制了地形地質圖,論述了煤層分布和煤田儲量,以及有關的礦業、礦務問題。對正太鐵路沿線的煤田和煤礦有詳細的記述和評論,特別是對井陘煤田和井陘礦務局,平定州和太原西山之煤田和礦務進行了比較洋細的考察研究。令人遺憾的是,他對北票煤礦的研究沒有留下文字記錄,對譚家山煤礦的考査,當然也來不及編寫報告。


丁文江調查研究得最好的是山東嶧縣棗莊煤田,特別是中興公司礦區。下面將比較詳細地予以綸述。


山東嶧縣棗莊一帶是一個廣大的含煤盆地,在歷史時期就有當地農民,順煤層露頭用土法開採煤炭,光緒二十四年,直隸候補道張連芬與德國人合作,成立「華德中興煤礦股份有限公司」,正式開採該地煤礦。中華民國成立後,中興公司由於有各種優越條件,經營不斷擴大,煤炭產量迅速增長。津浦鐵路通車,支線到達棗莊後,中興公司業務更加發達,1914年產煤達248421噸。不幸於1915年2月,礦井下突然涌水,巷道被淹,499位礦工喪失生命。經過此次災變,公司損失慘重。「總辦」張連芬吸取教訓,重新投資,延聘地質、採礦專象、布置新大井。1923年大井建成投產。從此礦業蒸蒸日上,中興公司得以復興。


丁文江於1915年,估計時間是在水淹災變之後,來到中興公司工作。他測制了棗莊煤田及其外圍的詳細地質圖(1:5萬),估算了煤田儲量,並布置了三個鑽孔,其目的顯然是想在經過鑽探之後,確定新大井的位置。隨後,丁文江介紹一位鈷探技師楊樹誠(別名楊金)到該礦,負責鑽探工程。在此期間丁氏還委派北京地質調查所技師葉良輔到礦指導勘探工作。看來新大井的建立和中興公司的復興與丁文江的介人有重大關係。與此同時或稍後,當時已經很有名氣的採礦工程師鄺榮光也被延聘來礦指導建井工程,或充當公司的採礦顧問。但鄺與丁、葉是否有聯繫,這隻有查閱公司的舊檔案方可得到澄清。


從上述一段史實來看,丁文江不但是中興公司的「功臣」,而.且作為地質調杳所所長,他充分利用自己的所長職權,把地質、勘探和採礦工程緊密地聯繫在一起,作出了一番非常令人欽佩的事業。丁文江確實是這方面的第一位地質學家。


2


錫礦和銅礦


1914年丁文江費了很大力氣,調查了雲南箇舊錫礦,寫成「雲南箇舊附近地質礦務報告」。該報告除地質部分外,對錫廠、開採、洗礦、提煉、銷路、課稅、產額等均有詳細的論述;對錫務公司和寶興公司的組織、業務、生產等也有詳盡的記載;最後對廠務之前途提出寶貴的意見和建議,語重心長,洋洋數千言。後者雖已過時,但丁氏為國為民、為廠礦負責的精神,值得我們學習。報告中附有若干照篇,顯示礦山、廠礦、採礦和冶煉的活動,富有歷史意義,尤足珍貴。


1928年丁文江調查廣西地質時,詳細研究了南丹大廠錫礦,繪製了地形地質圖和一張地層柱狀剖面圖,內容非常詳細,今人仍有參考價值。從剖而圖看,我們了解到他做野外工作的認真程度。


「雲南東川府銅礦」一文對礦區歷史有詳細記載,對開發內容也有比較詳細的論述。丁文江提出礦政改良辦法,特別討論引進新法的可行性D


對四川會理通安州銅礦論述較少,對礦床、礦右、采曠和冶煉方法有簡略的記載。


3


鐵礦


在「調査正太鐵路附近地質礦務報告書」中,丁文江對所謂「山西式」鐵礦研究得較為詳細。他指出,鐵礦一般產於奧陶系石灰岩(冀州系)和上伏石炭系煤系(五渡地層)之間,系赤鐵礦與萎鐵礦的混合物,分布很廣,但其最豐富者則產於石灰岩夾縫中,無一定規則。文章對鐵礦之開採,冶煉、礦業和礦務均有詳細的記載,也討論了用西法冶煉之可行性。


丁文江曾於1919年(?)調查江西萍鄉縣上株嶺鐵礦,著有短文,發表於丁格蘭著《中國鐵礦志》中。他認為該礦屬交代礦床。筆者偕徐克勤,於1936年夏調査研究了同一鐵礦,認為礦床產於泥盆系砂頁岩中,是標準的沉枳型鮞狀赤鐵礦;但遭受輕微變質時部分已轉變成磁鐵礦和鏡鐵礦,這就是現在已經出名的「寧鄉式鐵礦」。


丁文江還調査了四川會理立馬河鐵礦,北京昌平西湖村錳礦。


最後簡略地談談丁文江的「上農商總長書」。此書寫於1914年調查西南三省地質礦產之後,洋洋數千言,向北京政府彙報雲南上要礦產、礦業和礦務概況,重點是箇舊錫礦、銀礦、鉛礦和鐵礦,對箇舊錫礦,言之尤詳。他條陳利弊,指出礦務和行政管理方面應興應革事宜,忠心耿耿、光明磊落。從當時看,丁文江已顯示自己不單是一位地質專家,而且是潛在的企業管理人才。只是書中沒有提東川銅曠,令人不解。


四、中國的造山運動


早在1922年,丁文江就寫了一篇短文,講中國的造山運動,發表於第12屆國際地質會議(比利時)的會議記錄中。1928年在北平召開的中國地質學會第6屆年會上丁氏發表了題為「中國的造山運動」的會長演說。


文章首先講加里東運動。在問顧了俄國人在中亞細亞的工作後,他說,在廣西朱庭祐首先發現一套含中泥盆統化石的石英砂岩和頁岩的蓮花山組,不整合地覆蓋在雜色砂頁岩組成的龍山組之上。他自己在幾個地方、特別是在崑崙關附近見到泥盆系以一底礫岩不整合在一套雜色砂頁岩之上,後者與滇東的志留系非常相似。同樣的情況,也出現在修仁縣北的三江村山谷中。他繼而談到長江下游的五通砂岩和千里岡砂岩應屬泥盆系,其層位與蓮花山砂岩相當,不過沒有見到前五通砂岩的不整合。總的看來,丁文江肯定廣西存在加里東造山運動,而長江下游該運動則為造陸運動所代替,這當然是正確的。這一運動被名為廣西運動。但他把長沙附近的嶽麓山砂岩和蓮花山砂岩對比,則是因為泥盆系中出現不間層位的兩套砂岩,在20年代的科研水平上,還無法把它們區別開來。


丁文江繼而談到海西運動。他再一次回顧了俄國人在中亞細亞、特別是在新疆天山的工作,認為海西運動確實存在,而且可以分為兩幕,第一幕出現在泥盆紀與早石炭世之間,第二幕則出現在早石炭世或中石炭與晚石炭世之間。但這些說法都缺乏古生物根據。丁文江自己在西南幾省,多次穿過泥盆、石炭、二疊系地層。他在廣西河池地區見到水平二疊系石灰岩,覆蓋在直立的含Stringooephalus的泥盆紀石灰岩之上。由於弗羅馬熱在印度支那也發現兩次海西運動,其時代大致與天山的兩次運動相近,因而丁氏深信廣西和越南均有重要的海西運動,並創立了一個新名詞—越南運動。


丁氏繼而討論越南運動在華南,特別是在廣東湖南所謂南嶺地帶是否存在,從他所能涉及到的文獻來看,答案是否定的。只是過去李希霍芬調査了廣東韶關煤田,給出了一個剖面,二疊系煤系覆蓋在強烈褶皺了的石灰岩之上,後者產蟒科(這是20年代找到的)。所以,韶關附近存在誨西運動是可以肯定的了。


最後,丁氏論述了文灝顏創立的燕山運動。在重新回顧了翁文灝裉據的基本資料並討論了全國範圍內新出現的論文和報告之後,丁氏把燕山運動進行了修改補充,內容如下:


應當指出,丁氏所說的燕山運動,其分布範圍比翁氏所指廣泛得多。翁氏認為南嶺之形成屬第三紀之南嶺運動。丁氏則不同意,並指出南嶺運動是燕山運動最後一幕。翁氏似乎把南方的紅色地層全部納入第三系,而丁氏則認為後者包括白堊系。今天看來,丁氏是正確的。至於侏羅系或瑞替克煤系之下出現明顯的不整合,翁丁二入均未給予特別注意,模糊地認為它不過是燕山運動第一幕的一種表視。殊不知這一運動在中國南方,尤其在青藏高原非常重要,這就足筆者提出的印支運動。


五、古生物學


在老一輩的地質學家中,丁文江所受到的古生物學訓練比較紮實,在農商部地質研究所中,丁氏擔任古生物課程。椐學生朱庭祜稱,丁氏講課尚能勝任。後來的許多野外工作證明,丁氏採集的化石不但種類繁多而且保存完好,這當然和他受到過良好的古生物學訓練有密切關係。令人遺憾的是,他沒有時間研究自己採集的化石,而把它們交給古生物專家鑒定,並著書立說,大放光彩。


但是,丁文江也寫丁一篇古生物學論文:《丁氏石燕Spirfer tingi與謝氏石燕(Spirfer hsiehi)寬高率差之統計學研究。前者的標本來肖雲南曲靖的上志留統妙高組(丁文江及王曰倫採集)。在同一剖面中,在妙高組下幾百米的麵店組中也發現了Spirfer tingi。於20年代在三峽地區謝家榮等在志留系的新灘頁岩中發現大量的Spirfer hsiehi後一種化石丁文江在黔北也有發現。實際上兩種化石非常相似,很難區分。於是,丁氏採用統計學方法,主要是測定兩種化石的寬高比率來決定它們的不同性。在作了大量的統計學計算之後,丁氏認為: Spirfer tingi與Spirfer hsiehi屬於不同的種。它們可以很容易地以其寬高比率(表示為百分比),特別是莖瓣的寬高比率來加以區別。如果這個值在(147±12)%以內,這標本可以有把握地認為是Spirfer hsiehi。」這樣看來,Spirfer hsiehi是下怎留統(新灘組)的標準化石,而Spirfer tingi則是上志留統妙髙組的標準化石。


應當指出,統計學方法只能適用於有大量個體標本的物種。如果標本太少,不過兩三個,而且保存得並不完整,如一般情況那樣,這方法是不能採用的。


六、工程地質學


1921年丁文江在《農商公報》第7卷第11期發表了一篇短文「北京馬路石料之研究」。他從石料之硬度、固度和損傷度的數據出發,對四種岩石,即周口店純石炭岩,南口硅質石灰岩、亮甲店變質砂岩和三家店輝綠岩進行了測忒,結果認為輝綠岩最合用,南口石灰岩次之,亮甲店砂岩最劣。


實際上,今天我們採用的石料,以南口石灰岩為主,這是因為輝綠岩露頭太少,而離城太遠之故。


丁文江無疑是中國研究工程地質的第一人。


七、地理學


丁文江對地理學的貢獻是多方面的,在此我們只談兩點。


1


《徐霞客遊記》


自從1914年丁文江進行了西南3省大規模地質旅行之後,他對明末這一位偉大的地理學家十分欽佩,《徐霞客遊記》他也閱讀了多遍,因而決定重新出版這一名著。適得上海商務印書館的同意和一批年輕人的協助,丁氏花了很大力氣,編成並發表了1928年的新版,使得這一名著得以廣泛流傳。丁本有幾大特點:第一,丁氏著有「年譜」,對霞客身世考證得很詳細;第二,原書用古文寫成,沒有標點符號,青年讀者閱讀感到困難,丁氏增加了句讀圈點,單是這一點就花費了很多精力;第三,也是最重要的一點,丁氏按霞客原書的具體內容,獨創性地增加了很多圖幅,讀者一邊讀書,一邊看圖,對霞客的行程路線和地學成果,一目了然。這是對原書的非常必要的補允和最大貢獻。令人遺憾的是商務印書館版本把附圖完全取消了。


2


《中華民國新地圖》


為了紀念上海申報館成立60周年,丁文江接受該館的委託,會同翁文灝決定編製一套新的中國地圖。當時,北京地質凋査所藏有全國各省地形圖,材料豐富,可供利用。實際編圖工作交由當時地質調查所的成員曾世英先生完全負責,丁和翁則擔任指導、聯繫。據曾說,在編圖過程中,丁對編圖原則和方法出了很多主意。1933年編圖工作完成,取名為《中華民國新地圖》。該圖之特點是不分省而分幅,比例尺為200萬分之一,並用等高線著色法表示地形。地圖出版後,中外學人交相讚譽,認為這是地理界的空前巨著。特別是建國以後,各方面建設需要地圖參考,該圖的重要性才充分顯示出來。


八、川廣鐵道路線初勘報告


1928年丁文江在廣西境內進行了廣泛的路線地質礦產調查工作,北面到了靠近貴州省的南丹。他感到廣西境內地形以丘陵為主,很少大山,主要河流的海拔高程都很低,很相近,從北往南修築鐵道沒有很大困難。同時,他又想到,四川省物產豐富,每年有大量土產用小輪船從重慶經險惡的三峽運至漢口,再由漢口換大輪船轉運到上海出口。這樣做費時、費事、費錢,在經濟上很不合算。經過初步研究,他的腦子裡形成了一種意見,能否從重慶修一條鐵道,通過貴州、廣西兩省,以達廣州灣,取名「川廣鐵道」,把四川和海口直按聯繫起來。恰巧1929年初鐵道部答應出錢,資助丁文江成立一個路線測勘隊,進行實地踏勘,以決定上述意見之可行性。1929年秋《川廣鐵道測勘隊》組成,由丁文江任隊長,曾世英負責地形測量,王曰倫協助丁氏調查地質礦產。後來,筆者也參加了工作。1930年6月野外工作完成,緊接著,丁文江和曾世英聯名寫成英文報告,內附很多圖件,在北京地質調査所專報上發表。


從圖上看,川廣鐵道從重慶起,經綦江,桐梓、遵義,以達貴陽;再由貴陽南行,經獨山、南丹,以達遷江。從遷江經貴縣、玉林至廣州灣一段丁氏井未親自踏勘過。整個路線以婁山關及黔桂交界的陡坎工程最難,不過這些已被現今的川黔桂鐵路所克服。從今天已建成的鐵路網來看,可以說丁氏的夢想早已成為現實,但把川黔桂鐵路作為四川省物產的出口大動脈,而把揚子扛的水路運輸看成是次要的這一大膽設想似乎還沒有引起政府和專家們的重視。


應當指出,丁文江的鐵路工程計劃雖未實現,而他和他的同事們所取得的地質學成果則早已為人們充分利用了。


最後,讓我們對「我國地質科學工作從萌芽階段到初步開展階段中名列第一的先驅學者」一文中,有關丁文江那一節加以補充,其內容抄錄如下:


丁文江名列第一的先驅學者:


第一位地質教學機構負責人,即北京農商部地質研究所所長,


第一位發表地質礦產調查報告,並附有區域地質圖的學者


第一位遠征邊疆的學者;


第一位發表中國礦產資源論文的學者;


第一位詳細研究煤田地質,並建議進行有計劃的鑽探,從而獲得經濟效益的學者;


第一位發表工程地質論文的學者;


第一位用統計學方法研究古生物的學者;


第一位以地質學者身份主持鐵道勘察的學者;


第一位發表「礦業紀要」的學者(與翁文灝合著)。


1990年4月7日 於北京三里河南沙溝


(選自《丁文江選集》)


·END·


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