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南京何以“龙蟠虎踞”? ——1949年以前南京地质调查述略

已有 2351 次阅读 2024-5-12 10:20 |个人分类:南京文化奇侅|系统分类:科研笔记

南京何以“龙蟠虎踞”?

——1949年以前南京地质调查述略

 

摘  要:从地质历史角度,南京如今“龙蟠虎踞”的丘陵地貌是7亿年来地球演化的结果。这个认知是地质调查和地质研究的结果。南京地质调查发端于清同治年间,由德国人李希霍芬开启,民国以来一众地质学家对南京地质调查系统推进,成果纷呈,其中《南京市及江宁县地质报告》是1949年以前南京地质调查的阶段性总结。

关键词:南京;龙蟠虎踞;地质调查;李希霍芬;《南京市及江宁县地质报告》

 

Why does Nanjing have the Topography like a Coiling Dragon and a Crouching Tiger: A Sketch of the Geological Survey of Nanjing before 1949

Abstract: From the perspective of geological history, Nanjing’s hilly topography—which resembles a coiling dragon and a crouching tiger—is the consequence of earth’s evolution over the past 700 million years, and this understanding is the result of geological investigation and research. The Nanjing geological survey began during the reign of Tongzhi in the Qing Dynasty, was launched by the German Ferdinand Richthofen, and has been methodically promoted by a number of geologists since the Republic of China, yielding a variety of outcomes. Among these, the Report on the Geological Survey of Nanjing City and Jiangning County is a stage-by-stage sketch of Nanjing’s geological survey before 1949.

Key words: Nanjing; the topography like a coiling dragon and a crouching tiger; geological survey; Ferdinand Richthofen; the Report on the Geological Survey of Nanjing City and Jiangning County

 

南京山环水抱,自古以山川形胜著称。三国时期诸葛亮出使东吴时,面对冈峦起伏的秣陵形胜,不禁发出“钟山龙盘,石头虎踞,此帝王之宅”[1]的感慨。诸葛先生此语既出,“龙蟠虎踞”一词不仅成为千百年来南京最被认可的城市广告语,也是对南京地理形貌最直观形象的描述[2]。不过从地质历史角度,“沧海桑田”一词或可也是为南京量身定做。数亿年前的南京还是一片海域,各种古生物在这里繁衍生息。在漫长的岁月流转中,南京在大海中几度沉浮,直到距今2.1亿年前后,地壳运动再一次将它推出海面,从此南京一直成为陆地。接下来又经历一次翻天覆地的造山运动以及两次猛烈的火山喷发,才形成南京如今的丘陵地貌。[3]在地质学家眼里,南京的山水亲历了地球演化史上的诸多重大时刻,蜿蜒起伏的宁镇山脉犹如时光刻录机,存储着从寒武纪到中生代时间跨度达数亿年的地层剖面,在南京,哪怕是一枚其貌不扬的雨花石,也是大自然鬼斧神工的见证者。南京堪称一座天然地质博物馆,也是我国早期地质研究的摇篮。[4]

一、南京地质调查的发端——李希霍芬的三次南京之行

南京最早的地质调查始于清同治年间,担纲这项工作的是德国人费迪南德·冯·李希霍芬(Ferdinand von Richthofen)。李希霍芬是德国著名的地质地理学家,他在1868—1872年间对中国进行了七次地质考察,足迹遍及当时18个行省中的13个,对中国的山脉、气候、人口、经济、交通、矿产等进行了深入的探查。在总结考察成果的基础上,李希霍芬提出了著名的黄土成因“风成说”,是指出罗布泊位置的第一人,而且首创了“丝绸之路”这一名称。关于李氏之功,近代中国地质学创始人翁文灏曾称其“实最先明了中国地文之伟大科学家也”[5]

1.李希霍芬的三次南京之行

1868年,李希霍芬结束在美国的工作,带着加利福尼亚银行的资助,于9月4日经日本抵达上海,开始他的中国之行。在考察了上海、芝罘、天津、北京、宁波、舟山、绍兴、杭州等地后,他坐船经大运河走水路前往镇江。镇江附近的丹阳城给李希霍芬留下了较好的印象,“丹阳附近的农田利用率比较高,人口也多,比起以南的地方看起来富有一些,生机勃勃一些”[6]。抵达镇江后,李希霍芬由运河进入长江,很快就来到了江南政治文化中心、当时还称为“江宁”的南京城。

12月19日,李希霍芬由城北的神策门入城。12月21日,李希霍芬游览了著名的明孝陵和明皇宫遗址,对南京的地理细节格外关注。他记录到,“南京城的面积很大,城墙内东西宽至少7公里半,北部多山,南部多平地”[7]。“东南部的一块四方地,边长500米到1000米,被坚固的城墙所围绕,城墙上开了很多门,现在极其荒凉,但是看来以前应该是相当繁华的,这里曾经是明朝的皇宫。现在除了废墟还是废墟,看不到一点儿宏伟之处。”[8]饱经沧桑的明孝陵倒是激发了李希霍芬探索的兴趣,他以地质学家的眼光观察到,“巨大的柱子支撑起高大的殿堂,殿内有一幢巨大的石碑,碑身和底座都是花岗岩。”“有一条道路通往第二组建筑,路边是巨大的石像生,有马匹、大象、骆驼和其他神秘的动物形象,大小有实际两倍大,全部是花岗岩刻成。”[9]显而易见,明孝陵的大明孝陵神功圣德碑碑亭(民间俗称“四方城”)和神道(今石象路和翁仲路)给李希霍芬留下了深刻的印象。他还考察了“大概350米高的独树山或栖霞山,山顶呈圆形,顶上只有一棵树,山由此得名”[10]

李希霍芬离开南京后又返回上海,于1869年1月8日乘汽船前往汉口。1月15日,他从汉口沿长江顺流而下前往上海,在经过九江、安庆、芜湖等地后,再次进入江苏境内,考察了南京秦淮河干流一带“最美丽的一座山”——方山。“此山上部呈圆形,大概高200米,直径大概有750米,圆环的北侧已经不完整了”,作为杰出地质学家,李希霍芬判断方山是一座火山:“山上遍覆火山岩,看起来它们不是同一次火山爆发时被喷射出来的,因为这些石头的大小、形状都不尽相同。有些地方的火山岩已经被涌出的蒸汽破坏了,但是我们仍然可以看出先前硫气孔的痕迹。从山上的岩石、残存的火山熔岩和山体的形状可以断定这是一座火山无疑。”[11]

李希霍芬还细细游览了镇江,考察了镇江附近的矿产资源。他写道:“我们探访了高资以南的很多老矿,让我高兴的是,我在那里找到了不少化石,它们让我得出了明确的结论,那就是中国的矿藏,至少是其中一部分矿藏的年代和美洲以及欧洲的属于同一时期。”[12]

这一次,李希霍芬在南京度过了他的第一个中国春节。他在日记中写道:“这里热闹异常,人们正在为明天即将到来的除夕做准备。岸边、街道上甚至是船上都挂上了彩色的灯笼,焰火和爆竹的声音此起彼伏,震耳欲聋。我的中国随从们的一些好朋友从宁波赶来看望他们。我也兴致勃勃地加入了他们,还拿出了活鸡和烧酒。”[13]

1871年7月,李希霍芬第三次来到镇江和南京,对宁镇山脉(李氏称其为南京山脉)作了较为系统的地质学分析。他说:“南京附近的山,都延循着中国东南地区山脉的一般走向,即从西和西南向东和东北。绝大部分的山高出平地仅200米至250米,只有少数几个能达到300米至400米的高度。为了方便起见,我们把这整个地叫作南京山脉。一层梯状的黄土,有25米至60米厚,从四周包围了这里的山,并填充了山脉之间的空地。在山的北坡,黄土呈舌状一个个伸入冲积平原——显然是曾经遍地覆盖的黄土而今的残余。在西面,这黄土占南京城地基的很大一部分,将南京山脉同相邻的西南方位的丘陵相连。在南面,它延伸开去,直到环太湖的冲积平原。在东面,它最终将镇江的丘陵同几条延伸到更远处的余脉连接起来。山脉的对面,长江的北岸,黄土更多。它在那里构成了表层呈波状的台地,该台地的形状、幅员都不清楚,高度很可能不超过60米。江边的冲积地带在那里宽不过0.25—1.5公里。比梯状黄土层更高的是那些125米至200米高的单个的锥形山峰,其中几个被我们认定为已经熄灭的火山,而其他几个则像是某火山高地的残余。这些轮廓的特征使得那儿的风景与南面的丘陵趣味迥异。直到在南京对面重又拔起了一座封闭的山,它的轮廓表明了它与南京山脉结构相似。”[14]

“我这次又调查了一回位于南京城里的山脉的最西余脉;而首先调查的是山脉位于南京城以东的部分,因为我上次旅行时就曾经到过那里。那里最突出的就是钟山绵延的山脊:此山外形独特,与众不同;北面悬崖峭壁,南面则平缓延展,明朝的皇陵就在山的南坡。与钟山并排,北面还有一排排的丘陵从黄土梯地中隆起,绵延到位于马掌渠的峭壁为止。东面有一个冲积谷地,谷地之外矗立着海拔290米的栖霞山或叫独树山——我之前来访时提到过此山。”[15]

在李希霍芬看来,尽管南京山脉无法与安徽、浙江的高山峻岭相比,但也有其独特之处,“它的最美之处在于可以站在较高的山峰尽情眺望。长江这条雄伟的河流和夹岸的高山形成的深谷,纵横交错的运河网,不计其数的乡村、城市以及丰富的物产都铺展开去,远处的火山恰如这景色隽永而美丽的画框,其中几座山的轮廓淡入地平线,依稀可辨……”[16]描绘了一幅长江南京段的壮美图景。

2.李希霍芬对南京地质调查的贡献

回到德国后,李希霍芬总结考察成果,完成了五卷本传世巨著《中国——亲身旅行和据此所作研究的成果》(以下称《中国》)。在《中国》第三卷中,他以相当篇幅论述了在南京附近仑山灰岩之上发现的笔石页岩,即后人命名的“高家边页岩”。他对南方志留系也作了系统探讨。他在1877年研究了泥盆系的五通砂岩,但未正式命名(1919年,丁文江首建“五通山石英岩”一名)。李希霍芬又在《中国》第三卷中把南京东郊栖霞山的石灰岩命名为栖霞灰岩,它位于五通砂岩与南京砂岩钟山层之间,他也定其时代为泥盆纪,后人经多番研究,发现原始的“栖霞灰岩”包括了从石炭系至下二叠统之地层,而今“栖霞组”只限于下二叠统下部的一个组(阶)。李希霍芬也提出了中国火成岩的分布和分类,诸如古老的高丽花岗斑岩、新生代的玄武岩、山东西部基性喷发岩、北京西山花岗岩、秦岭天台山花岗岩,以及南京附近的花岗岩、安山岩和玄武岩等。[17]

李希霍芬开启的南京地质调查引发并促进了后人对南京地质深入、系统的研究。1898年,因南京青龙山煤矿之需,江南陆师学堂附设矿务铁路学堂,开设地质学、矿学、化学、熔炼学等课程,这标志着地质学正式在中国传播。鲁迅即是该学堂的首届(也是唯一一届)毕业生。鲁迅还在他1903年发表的《中国地质略论》中对李希霍芬的地质调查作出评论:李氏“历时三年,其旅行线强于二万里,作报告书三册,于是世界第一石炭[18]国之名,乃大噪于世界。其意曰:支那大陆均蓄石炭,而山西尤盛;然矿业盛衰,首关输运,惟扼胶州,则足制山西之矿业,故分割支那,以先得胶州为第一着”。因此,鲁迅感叹到:“盖自利氏[19]游历以来,胶州早非我有矣。”[20]

二、南京地质调查的系统推进——一众地质学家对南京开展的地质学研究

1949年以前,中国地质学研究的三大主要机构,即中央研究院地质研究所[21]、经济部中央地质调查所[22]和资源委员会矿产测勘处[23],均聚集南京,因此南京囊括了当时中国地质学研究的主要力量,成就斐然,声誉卓著。这些机构除了领导和统筹全国的地质研究、地质调查和矿产测勘,取得了“在世界地质学史上占有一定地位”[24]的成就外,还对南京及其周边开展地质调查和地质研究,成果纷呈。

1.对南京及其周边开展的地质调查

比较著名的成果有:

(1)1917年丁文江在江苏、安徽、浙江三省调查扬子江下游地质,1919年出版《芜湖以下扬子江流域地质报告》,有论者评价该报告是“中国现代海洋地质学研究的开山之作”[25]

(2)董常于1918年夏和1919年冬两次赴江浦、六合、江宁、句容等地探寻火山遗迹,著成《江苏西南部之火山遗迹及玄武岩流之分布》。

(3)1920年,刘季辰、赵汝钧全面调查江苏地质矿产情况,首创区域性、综合性矿产调查先例,“首尾三年,乃成江苏地质图一幅,地质志一册”[26],于1924年发表《江苏地质志》,这是全国第一份省域地质志。其中,专辟经济地质一章,并附有“江苏省注册矿区一览表”。

(4)1927年,赵亚曾著有《南京栖霞山石灰岩之地质时代》。

(5)谢家荣1928年上半年任教中央大学地学系时,考察了钟山、幕府山、汤山、富贵山、覆舟山等地地质,著成《钟山地质及其与南京市井水供给之关系》。此文在讨论钟山的地层和地质构造的基础上,论述了南京市的井水供给问题,是现代中国最早发表的水文地质研究论文,是中国人研究水文地质的开端。

(6)1928年,张更在汤山地区进行地质调查,对附近的煤、石灰岩、温泉做了考察,著有《汤山附近地质报告》。1928年,张更还发表了《雨花台之石子》,被誉为“揭开南京雨花台砾石层真面目的第一人”。

(7)1929年,朱森发表《江苏西南部山脉之研究》一文,对下石炭统地层作了进一步的详细划分,较前人有突破与创新。

(8)1929-1931年,喻德渊、叶良辅、朱森、李捷等对宁镇地区火成岩进行了野外调查和室内研究,于1934年出版《南京镇江间之火成岩地质史》。该书对宁镇山脉火成岩的分布、期次、种类、岩浆岩类别及岩浆循环等均有精详的研究,并论述火成岩侵入或喷出的影响,及接触变质岩的产生及矿产的沉积,为当时我国研究区域火成岩的杰作和指南。他们还编制了1:50000《宁镇山脉地质图》。此图在新中国成立前的大比例尺中国地质图中,可称为“自制之精密地质图”。

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《宁镇山脉地质图》(顾金亮 藏)

(9)1930年,李学清著有《南京钟山地区火成岩侵入及其变质情况》,该著作是区内侵入岩专题研究的最早成果。

(10)1930-1931年,李四光、朱森等在南京龙潭、栖霞一带做地质调查,对调查区内地层进行了划分,著有《栖霞山及龙潭地质考察纪略》和《南京龙潭地质指南》。创建了中奥陶统“汤山灰岩”,下石炭统“金陵灰岩”“高骊山系”和“和州灰岩”,中石炭统“黄龙灰岩”,三叠系“范家塘煤系”,侏罗系“象山层”等地层单位名称,这些名称大都沿用至今。

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《南京龙潭地质指南》(顾金亮 藏)

(11)1934年,李毓尧、李捷、朱森对南京钟山、宁镇山脉和茅山山脉做了比较系统的地质调查,于1935年出版《宁镇山脉地质》。该著作是诸多成果之集大成者,比较详细地阐述了宁镇山脉区内的地质概况 (地层、构造、造山运动、地文等), 成为今天研究宁镇山脉不可多得的宝贵资料。他们创建了许多地层名称,如汤山组、汤头组、仑山组、茅山组、栖霞组、龙潭组、象山群、浦口组、雨花台组、下蜀组以及南象运动、茅山运动等,其中不少已成为全国通用地层组名。他们所填地质图的精确度,今天看来仍令人叹为观止。

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《宁镇山脉地质》(顾金亮 藏)

2.对南京及其周边开展的矿产勘探

比较著名的成果有:

(1)1935年,谢家荣、程裕淇、孙建初、陈恺等对宁镇、宁芜地区的矿产地质作了详细研究,发表《扬子江下游铁矿志》。

(2)1948年,谢家荣发现了南京栖霞山铅锌矿。

在矿产勘探中矿产的品质和技术经济性也备受关注。较为典型的例子是王琎《江苏凤凰山铁矿之化学成分》(1925年)一文,对于凤凰山铁矿是否值得开采进行了详尽而科学的分析。江宁凤凰山蕴藏丰富的赤铁矿,因其矿石“色彩鲜艳,美如凤羽”而得凤凰之名。王琎对其化学成分进行了精确分析,认为“所含杂质颇多”。他进而将凤凰山铁矿与国内其他铁矿作了对比分析:“宣化之铁矿,其含铁在55.7%左右。山西诸铁矿,其含铁亦在58.9%左右。而凤凰山矿含铁乃在47.83%左右,以之炼铁,未免有损经济。加以其中含硫殊高,第二表中第十一号矿砂其不溶于酸之部分,几占全量之半,其三氧化硫之高,则为10.20%。”结论是“就凤凰山铁矿之性质与数量言,皆不得谓之优矿”,“铁矿之类此者,无炼铁之价值”。综合考虑经济技术条件,王琎的建议是暂缓开采,“以吾国目前冶铁之情形观之,则距其可利用时期,尚甚辽远也”,立论甚为公允。新中国成立后,南京凤凰山铁矿使用机械化开采,已于20世纪90年代初停产。至于原因,几与王琎当年的分析一致:“凤凰山铁矿矿石以赤铁矿为主,矿床的矿石中TFe 42.7%,SiO2 14.5%,S 0.558%,P 0.416%”;由于“精矿品位达不到要求,P、S 等有害元素含量高而被迫停产”。[27]

三、《南京市及江宁县地质报告》——1949年以前南京地质调查的阶段性总结

南京是我国早期地质研究的摇篮,不仅中国地质学研究的三大主要机构(中央研究院地质研究所、经济部中央地质调查所和资源委员会矿产测勘处)聚集南京,中央大学的地质学科也源远流长,是当时国内地质教育和科研的重镇,其教职人员与三大研究机构水乳交融,李四光、谢家荣、朱森、俞建章、李春昱等“大咖”都曾任职或任教于中央大学。中央大学地质系对南京地质做了许多本土化研究,《南京市及江宁县地质报告》即是其代表性成果之一。

如果套用今天的观点,《南京市及江宁县地质报告》是“政产学研”相结合的产物。“地质科学的源泉在野外”,于中央大学地质系的教学与科研而言,野外实习不仅是人才培养不可或缺的重要环节,也是教师跻身学术前沿的津梁。但是中央大学的办学经费常有捉襟见肘之虞,地质教育的野外实习必然得不到充分保证。于南京市而言,时值国民政府定都南京后的“黄金十年”,南京的经济社会发展迎来新的契机。经济发展和首都建设离不开产业支撑,寻找可以开采和利用的矿产资源就成为各级政府的职责所在。循着双方合作共赢的原则,当时的江宁县政府与中央大学地质系展开了良好的合作。项目内容是就南京附近及江宁县全境地质调查,项目经费是2000元,其中江宁县政府与中央大学地质系各承担1000元。项目于1934年春启动,于1936年夏大致完成。眼看收工在即,不期中央大学地质系人员变动,加之稿件整理与绘图又需要时间,至1937年上半年才完成全部工作。但是又因抗日战争的全面爆发,中央大学在战火中西迁,调查报告最终未能如期付梓。南京解放后,当年的国立中央大学更名为国立南京大学,学校事业百废待举,当年参与地质调查的教师希望将调查报告付印,以惠泽教学。此事得到了时任校务委员会主席潘菽和南京市军管会高等教育处的支持,调查组10多年前爬山涉水的辛劳和孜孜以求写成的报告才得以以内部资料的形式变成铅字。美中不足的是,由于经费有限,调查组精心绘制的一张五色地质图未能收录,以致我们今天不能直观地看到当年调查组的成果,实属憾事!

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《南京市及江宁县地质报告》(顾金亮 藏)

当年的南京市及江宁县地质调查项目距今已近90年,今天我们回望《南京市及江宁县地质报告》,仍可发现该项目的诸多可取之处。

一是体现“全”。国民政府定都南京后,改江宁县主城部分为南京市,该项目所涉“南京市”虽然不是今南京市域,但是当时的“南京市及江宁县”实际上覆盖了今南京市域长江以南的大部分地区,在调查中对今南京市域长江以北地区和镇江市域也有涉及,因此即使从地域来看此次地质调查仍可当得起“全”。从南京地质历史研究角度,《南京市及江宁县地质报告》全面总结了1949年以前南京地质调查的成果,李四光、谢家荣、朱森、李毓尧等人关于南京的地质研究成果均融于其中。另外,虽然行政区划随着时间会产生很大的变化,但作为地理或者地质单元,则是相对稳定的。本调查涉及了南京及其周边的全部地质地貌特征。

是突出“矿”。该调查的主要参与人、时任中央大学地质系主任郑厚怀早年曾接受世界著名矿床学家、麻省理工学院林格伦(W. Lindgren)教授的指导[28],是我国矿床学的奠基人。《南京市及江宁县地质报告》第四篇“经济地质”即由领衔郑厚怀编制(1937年春郑厚怀因病去世后由袁见齐继续完成),对南京的金属矿藏(铁矿和铜矿)和非金属矿藏(煤、磨石、石灰岩、砖瓦事业)作了全面细致的梳理,不仅响应了当时的首都建设,而且在相当长的时期内对南京矿产开采发挥了指导作用。我国两所著名大学的地质系素有“北古南矿”之称——北京大学以培养古生物学家见长,而南京大学以造就矿床、岩石矿物学家而闻名,盖《南京市及江宁县地质报告》是其重要的一块奠基石。

三是科学求“真”。一个典型的例子是其关于紫金山何以称“紫”金山的地质学分析。紫金山之“紫”较早的记载,见于东晋庾阐《杨都赋》注:“建康宫北十里有蒋山,舆地图谓之钟山。元皇帝渡江之年,望气者云,蒋山上有紫云,时时晨见。”[29]《南京市及江宁县地质报告》则科学客观地分析了紫金山岩层中的“紫”元素,笔者将其观点扼要归纳如下:构成紫金山的地层,时代最老的是三叠纪黄马青砂页岩。在此层之上为下侏罗纪象山层。出露在紫金山顶部的是象山层中的下部石英砾岩,由白色圆形石英砾硅质胶结而成。石英砾岩之上,依次为石英砂岩、长石砂岩及砂页岩,概出露在紫金山的南坡。出露在紫金山北坡的,位于侏罗纪石英砾岩之下的是三叠纪黄马青系中的紫色页岩。紫金山便是由坚硬的石英砾岩构成顶脊的单面山。从地质学角度,紫金山这一名称应与出露在紫金山北坡的紫色页岩联系在一起。《杨都赋》注所称之“紫云”,实即紫金山北坡出露的紫色页岩在阳光照耀下反射成的紫红色光芒。

另外,作者队伍之“强”保证了本报告的权威性。本报告署名作者分别为朱庭祜、李学清、郑厚怀、汤克成、袁见齐、孙鼐,朱庭祜、李学清、郑厚怀时任教授,汤克成、袁见齐、孙鼐时任助教,这支队伍既聚集了当时中央大学地质系的一流师资,也是一个融洽的师生组合,他们爬坡攀崖、趟溪穿林,在看似寻常的岩石中探索地球奥秘,在荒野深处“寻宝探金”。尽管岁月流逝,山河巨变,他们的群像仍然是中国地质科学发展史上一幅清晰的剪影。署名居首者朱庭祜,1913年考入北洋政府工商部地质研究所,受教于中国地质事业创始人、奠基人章鸿钊、丁文江、翁文灏等,于1916年毕业。该所初招33人,到结业时,只有18人拿到毕业文凭,这18人是中国自己培养的地质学家,史称中国地质科学“十八罗汉”,朱庭祜便是其中之一。[30]朱庭祜职业生涯丰富,曾在北京、浙江、云南、两广、安徽、江苏、重庆、贵州和台湾等地任职工作,或孜孜于勘查矿藏,选择水坝坝址,或兢兢于教坛,培育人才,足迹踏遍大江南北。1933年秋至1935年秋,朱庭祜任教于中央大学地质系。期间培养学生的实践能力是朱庭祜特别注重的,他“十分注意对学生的实际锻炼,经常带领学生赴各地矿区实习考察,以提高他们的实际工作能力”[31]李学清时任系主任,是朱庭祜的同学,此次地质调查就是在他的领导下举全系之力开展的。李学清1916年毕业于工商部地质研究所,亦为“十八罗汉”之一。他于1929年起任教于中央大学地学系,他在作育人才上以严苛著称,譬如要求学生对一二百种矿物的分子量要背到小数点后两位,绝无通融余地。这种做法看似不近人情,却在中央大学传为佳话,也为地质系学子所铭记。[32]郑厚怀是我国地质学界获得哈佛大学博士学位的第一人,1927年回国,连续担任第四中山大学、江苏大学、中央大学地学系教授,主讲矿物学和矿床学,直至1937年英年早逝。他在中央大学辛勤耕耘十年,为我国的矿床学奠定了坚实的基础。汤克成、袁见齐、孙鼐都曾受教于李学清和郑厚怀。汤克成1929年毕业于中央大学地学系,是中央大学地学系成立后的第一届毕业生。他毕业后留校任助教,直至抗战。其间多次参加野外调查,1935年4月他随郑厚怀教授带领毕业班学生调查了湖北大冶铁矿,并合著了《湖北鄂城西雷二山铁矿之成因》及 《湖北大冶铁矿矿物结合及成因》两文,备受称赞。汤克成地质生涯中最为人称道的业绩是他是攀枝花铁矿勘查的先驱者,他撰写的《西康省盐边县攀枝花及倒马坎铁矿区地质报告》(1942)对矿床成因论证较详,最后肯定其属于“岩浆分异矿床”,并认为“总储量实为可观”。[33] 袁见齐1924年考入国立东南大学物理系,选读地学通论和矿物学,后转入地学系地质学专业。1929年他成为中央大学地学系成立后的第一届毕业生,并留校任教,担任郑厚怀教授的助教。在郑厚怀的指导下,1934年他率先在我国地质学教学中开设矿相学课程(作为矿床学实习课的一部分)。在此次南京市及江宁县地质调查中,郑厚怀教授的言传身教更使袁见齐获益良多,师生二人还以调查中的部分成果合作发表了《江苏江宁县獾子洞成矿作用》(1936)一文,该文运用矿相学方法系统研究矿石物质成分和结构构造,从而得出矿床成因。袁见齐后来成长为我国著名的矿床地质学家,并创立了具有我国地质特色的钾盐成矿理论学派。[34] 孙鼐1933年毕业于中央大学地质系,即留校任教。他长期致力于岩石学研究,特别是对华南花岗岩和闽浙沿海火成岩的研究卓有开创性之建树,被认为是我国火成岩学研究的奠基人之一。[35]1936年,孙鼐以此次地质调查的部分成果为基础,发表了《江宁县及其附近土壤简报》一文。

总之,《南京市及江宁县地质报告》是第一部以地质学理论系统扫描南京前世今生的科学著作。

[1] 《太平御览·卷一五六·州郡部二·叙京都下》引西晋张勃《吴录》:“刘备曾使诸葛亮至京,因睹秣陵山阜,叹曰:‘钟山龙盘,石头虎踞,此帝王之宅。’”(中华书局1960年版,第758页)

[2] 这里对南京“龙蟠虎踞”说略作钩沉。“龙盘虎踞”一词较早的出处是西汉刘胜的《文木赋》。景帝之子鲁恭王刘余偶得一整块纹理细密的上好木材,将其打造成精美器物,弟弟中山王刘胜看到后欣然命笔,为之作《文木赋》,赞其木纹“或如龙盘虎踞,复似鸾集凤翔。青緺紫绶,环璧珪璋。重山累嶂,连波叠浪。奔电屯云,薄雾浓雰”(刘歆撰,葛洪集,向新阳、刘克任校注《西京杂记校注》,“文木赋”条,上海古籍出版社1991年版,第253页)。显然此时“龙盘虎踞”与金陵地势还扯不上关系。诸葛亮甫提出“钟山龙盘,石城虎踞”说,“龙蟠虎踞”便成为南京的意象。到唐代,南京“龙蟠虎踞”的意象被诗仙李白加持。他在《永王东巡歌十一首·其四》中慷慨激昂地写道:“龙盘虎踞帝王州,帝子金陵访古丘。”(郭廼亮注析《诗都南京·李白卷》,江苏教育出版社2014年版,第92页)可见,南京“龙蟠虎踞”的意象在唐代已广为人们认同。此后历代都有文人以“龙蟠虎踞”来形容南京,比如宋代苏轼有《渔家傲·千古龙蟠并虎踞》词作,辛弃疾在《念奴娇·登建康赏心亭呈史致道留守》中感慨:“虎踞龙蟠何处是?只有兴亡满目”,明代张煌言《师入太平府》诗有句:“此去神京原咫尺,龙蟠虎踞待重光”,等等 。在当代,南京“龙蟠虎踞”之意象在毛泽东的诗作《七律·人民解放军占领南京》中得到强化。诗云:“钟山风雨起苍黄,百万雄师过大江。虎踞龙盘今胜昔,天翻地覆慨而慷。宜将剩勇追穷寇,不可沽名学霸王。天若有情天亦老,人间正道是沧桑。”该诗创作于1949年,描绘了解放军渡江解放南京的雄伟场面,赞颂了南京解放所取得的历史性胜利,阐明了历史发展的必然规律,也高度定格了南京“龙蟠虎踞”的意象。

另,“龙蟠虎踞”之“蟠”通“盘”。南京旧有龙蟠里、虎踞关两个街巷名,后又辟有龙蟠路和虎踞路,因此笔者在行文中用“龙蟠虎踞”指称南京,其他情况下遵从所引文献原文。

[3] 地质学研究表明,南京有7亿多年的地质历史,经历了三次由海上升为陆的造陆运动和一次翻天覆地的造山运动以及两次猛烈的火山喷发。在现今的南京,7亿多年前的南沱组虽出露零星,但仍可见大冰期的沉积物,遗留下来的800多米厚的前寒武纪地层多为白云岩,其作为白云石矿资源,早在唐代就被开采用作建筑及装饰材料。在早古生代的寒武纪、奥陶纪、志留纪(距今5.7亿至4.1亿年间),南京仍处在汪洋大海里,沉积了2500多米厚的白云岩、白云质灰岩、灰岩,直到黄绿色泥岩、砂岩和紫红色砂岩,内含从三叶虫到头足类、腕足类、笔石、牙形刺、鱼、腹足类等化石;到后期海水越来越浅,终于在志留纪末期受加里来地壳构造运动的影响而第一次上升为陆地。

在距今3.6亿至2.53亿年间的石炭纪至早二叠世,南京又沉入大海,沉积了500多米厚的灰岩、紫红色砂岩、砂质泥岩,灰岩中含有孔虫、牙形刺和少量珊瑚、腕足类化石。到晚二叠世初,受地壳运动的影响,南京第二次上升为陆地,沉积了50多米厚的陆相砂岩、泥质粉砂岩和薄煤层,南京地区的煤矿都形成于这一时期。

在距今2.51亿至2.1亿年间的古生代末期至中三叠世,南京又一次下沉为海,沉积了900多米厚的泥岩、薄层灰岩、角砾灰岩和石骨层,在泥灰岩中含有头足类、双壳类化石。之后受海面地壳运动的影响,南京第三次上升,并从此一直为陆地。在距今2.1亿至1.37亿年间的晚三叠世至侏罗纪,共沉积了厚达1200多米,先紫红色、后黄绿色的砂岩、粉砂质泥岩等,并含少量植物化石。此后,南京受燕山地壳运动的影响,发生猛烈的造山运动,巨厚的地层全部被褶皱成山,伴随大断裂、火成岩侵入和火山喷发,并形成一些铁矿、铅锌锰矿。在白垩纪,南京沉积了1000多米厚的砾岩、砂岩、砂质泥岩红层,但未见恐龙化石,仅有孢粉、轮藻、介形虫等化石。

新生代6千多万年来,南京沉积了1000多米厚的陆相地层,并发生第二次火山喷发,形成江宁方山、六合石桂山200多米厚的玄武岩。

参见:《南京的地质历史

http://zrzy.jiangsu.gov.cn/njpk/gtzx/ztzl/kxpj/201811/t20181102_715702.htm

[4]赵腊平,蒋郭吉玛.地质公园应当成为南京的“新名片”[N].中国矿业报,2015-03-26(A06)

[5]翁文灏.李希霍芬与中国之地质工作[J].第四纪研究,2005,(04):449

[6]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:58

[7]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:62

[8]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:62

[9]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:63

[10]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:64

[11]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:109-110

[12]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:111

[13]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:107

[14]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:560-561

[15]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:561-562

[16]费迪南德·冯·李希霍芬.李希霍芬中国旅行日记[M].北京:商务印书馆,2019:561

[17]潘云唐.李希霍芬在中国地质科学上的卓越贡献[J].地质论评,2005,(05):128-129

[18]石炭是中国古代煤的旧称。

[19]李希霍芬旧译为“利忒何芬”。

[20]索子.中国地质略论[J].浙江潮,19038:59-76

[21] 1928 1月,中央研究院地质研究所在上海成立,由李四光担任所长。地质研究所在上海期间的所址几经搬迁。1933年秋,李四光亲自选址、设计,聘请杨廷宝建筑师监盖的地质研究所办公楼,在南京鸡鸣寺路建成,地质研究所终于有了正式的所址。受战争的影响,地质研究所1937年迁入广西桂林;1945年迁重庆;1946年迁回南京。

[22] 1912年南京临时政府实业部矿务司下设地质科,章鸿钊任科长。后政府北迁至北京,地质科改属工商部,丁文江接任科长。1913年9月,地质科改为地质调查所,所长由丁文江担任。1935年冬,地质调查所从北平迁往南京珠江路942号新址(现700号)。抗战期间,地质调查所被迫辗转于长沙、重庆,最终落脚在重庆北碚。为了与省地调所区别,1941年正式定名为中央地质调查所。抗战胜利后,1946年6月中央地质调查所本部回迁至南京原址办公。

历史沿革——中国科学院地质与地球物理研究所 (cas.cn) http://www.igg.cas.cn/gkjj/lsyg/?eqid=edd17a6a0000dfda00000002643a0ee1

[23] 该处初名叙昆铁路沿线探矿工程处,于1940年6月15日正式成立。后因矿业合作合同无法执行,奉命改组为西南矿产测勘处,工作范围限于云贵川三省。后又奉命改组为资源委员会矿产测勘处,于1942年10月1日正式成立,成为一个全国性的矿产测勘机构。矿产测勘处的处长一直由谢家荣担任。抗战胜利后迁到南京,地址在虹桥20号(现为中山北路200号)。

历史沿革——中国科学院地质与地球物理研究所 (cas.cn) http://www.igg.cas.cn/gkjj/lsyg/?eqid=edd17a6a0000dfda00000002643a0ee1

[24]周培源.六十年来的中国科学//纪念五四运动六十周年学术讨论会论文选(一)[C].北京:中国社会科学出版社,1980:44-63

[25]郭金海.1935年太平洋科学协会海洋学组中国分会的成立与影响[J].中国科技史杂志,2017,38(03):266-293,379

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[27] 陈小华.南京地区梅山、凤凰山铁矿尾矿利用探讨[J].江苏地质,2000(03):181-183

[28] 王德滋.南京大学地球科学系史[M].南京:南京大学出版社,2002:9

[29] 欧阳询撰,汪绍楹校.艺文类聚·卷七·山部上·钟山[M].北京:中华书局,1965:136

[30]潘云唐.老一辈地质学家的典范——纪念朱庭祜先生诞辰120周年[C]//浙江省地质学会.纪念地质学家朱庭祜先生诞辰120周年——浙江省地质学会2015年学术年会论文集,2015:3.

[31]朱庭祜,周世林.我的地质生涯[J].中国科技史杂志,201233(04)397-432394523.

[32]王德滋.南京大学地球科学系史[M].南京:南京大学出版社,2002:17

[33] 殷维翰.纪念汤克成先生九十诞辰[J].地球,1990,(05):2-3

[34] 袁见齐.袁见齐教授盐矿地质论文选集[M].北京:学苑出版社,1989:序一

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