葉雪潔 石云里

(中國科學技術(shù)大學科學技術(shù)史，合肥230026)

淮南煤田地質(zhì)調(diào)查與“大淮南盆地”概念的提出

葉雪潔 石云里

(中國科學技術(shù)大學科學技術(shù)史，合肥230026)

淮南煤田是安徽省煤炭資源開發(fā)最早的煤田。本文以“大淮南盆地”概念為核心，以淮南煤田的地質(zhì)調(diào)查過程為軸線，探討淮南煤田地質(zhì)調(diào)查由點及線再到面的過程，圍繞舜耕山巖層倒置現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、舜耕山及上窯礦區(qū)向斜結(jié)構(gòu)的揭示、“大淮南煤田”概念的提出，到“大淮南盆地”概念的最終確立這四個方面，厘清了淮南煤田地質(zhì)構(gòu)造認識的全過程，強調(diào)了煤田地質(zhì)調(diào)查的積累性和重要性。

淮南煤田 地質(zhì)調(diào)查 大淮南盆地

淮南煤田是中國五大煤炭基地之一，其地處華東，臨近長三角，經(jīng)濟地位十分重要?；茨厦旱V的開采雖然起步很早，但其大發(fā)展卻直接得益于20世紀上半期通過地質(zhì)調(diào)查而提出的“大淮南盆地”概念，這一概念的最終提出者是我國著名的地質(zhì)學家謝家榮(1898—1966)?！按蠡茨吓璧亍笔怯烧钡拿鼾埳?、正東的上窯山、正南的舜耕山以及西南的八公山所圈成。圖1中虛線區(qū)域即為大淮南盆地的范圍，形似西西北—東東南的矩形。地質(zhì)學界將謝家榮的這一重要貢獻評價為“豐功偉識，永垂千秋”[1]，可見這一概念提出對發(fā)展淮南煤礦有重要意義。其實在謝家榮提出“大淮南盆地”概念之前，已經(jīng)有幾代地質(zhì)學家對該煤田進行過系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查，為這一概念的形成奠定了十分重要的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)礦業(yè)史界對謝家榮貢獻的著述和分析較多[2]，但對導致這一發(fā)現(xiàn)的前期積累的相關(guān)研究涉及較少。本章擬以相關(guān)歷史檔案為基礎(chǔ)，結(jié)合其他史料，對20世紀上半期針對淮南煤田的地質(zhì)調(diào)查過程及其相關(guān)背景進行梳理，試圖彌補今人對這段歷史研究的空缺。

圖1 皖北大淮南盆地地質(zhì)圖.謝家榮.1947年([22]，439頁)

1 舜耕山巖層倒置現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

開發(fā)礦藏，首先靠地質(zhì)調(diào)查?；茨厦旱V的開采最早可追溯到明清時期，開采地點就在舜耕山下，淮南煤田地質(zhì)調(diào)查起步于舜耕山煤田。

由于受到生產(chǎn)力水平和技術(shù)手段的限制，加上市場消費能力有限，早期的煤礦開采只能用土法采掘一些露頭煤，且開采時斷時續(xù)。隨著清末洋務(wù)運動興起，淮南的官私煤窯有較大的發(fā)展，但直到1911年4月當?shù)氐谝粋€近代商營煤礦公司“安徽懷遠縣大通煤礦有限公司”開工，那里的煤炭生產(chǎn)仍以土法開采為主，沒有出現(xiàn)過系統(tǒng)性的礦產(chǎn)調(diào)查工作。1912年秋，該公司更名為“大通煤礦合計公司”，計劃采用近代采礦技術(shù)。鑒于“西土治地質(zhì)學者，視山之土石，即知其中有何況”[3]，公司決定聘請有地質(zhì)學經(jīng)驗的礦師數(shù)人，“分往遍察，記其所產(chǎn)，擇其利厚著次第開挖，一切仿西法行之”[3]。公司邀請礦物學專家陶運倉對舜耕山的煤炭儲藏情況進行查勘[4]，由此揭開了淮南煤礦地質(zhì)調(diào)查的序幕。陶運倉是留學日本的煤礦學專家，曾對歐美多家煤礦進行過考察，頗有經(jīng)驗，他第一次用科學的方法較為系統(tǒng)地對舜耕山的煤床、地形、地層等方面進行了調(diào)查和分析。舜耕山煤場縱橫百余里，陶運倉主要是通過地表的“露頭”*巖石、礦脈和礦床露出的部分，也稱作“苗頭”。來判斷舜耕山巖層的分布情況。

陶運倉考察了舜耕山煤場的采煤舊跡，在向安徽省實業(yè)廳提交的審核采礦資格材料中，他首次提到舜耕山的煤層特點：“北床傾斜約八九十度，地中煤床或為曲面，自地面向下，初直立，再下則其勢或轉(zhuǎn)平無，未可知也?！盵5]從這里“自地面向下，初直立，再下則其勢或轉(zhuǎn)平”的說明，可看出陶運倉已注意到舜耕山巖層的倒置現(xiàn)象。他還推斷舜耕山的煤床約有4至5層。第一層煤估算其厚20—30尺，第二層煤的厚度約30余尺，其余煤層的厚薄則未能探定。在此基礎(chǔ)上，他推斷出舜耕山的煤炭儲量為“全山可采之炭約在一千萬噸”[5]。這既是淮南煤田的第一份地質(zhì)調(diào)查分析，也是最早根據(jù)地質(zhì)調(diào)查對該煤田煤量做出的定量估計。陶運倉明確表明大部分煤床“厚薄未能探定”，且地中煤床的走向“未可知也”[5]，這實際上指出了進一步探查的必要性。

即便陶運倉對舜耕山的煤床情況進行了初步的估計，在淮南煤礦開發(fā)早期仍有不少礦井因煤層地質(zhì)情況不明而停產(chǎn)報廢。實際上，以淮南煤礦為典型的小型商辦煤礦公司普遍存在著前期地質(zhì)調(diào)查工作不到位的情況，造成這種情況的主要原因有三條：一是由于煤礦企業(yè)不重視地質(zhì)調(diào)查，投入資金較少；二是地方煤礦企業(yè)所聘請的很多礦師缺乏系統(tǒng)的地質(zhì)學認識，對整體區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造把握不夠；三是與中國地質(zhì)學認識的發(fā)展有關(guān)。中國近代采礦業(yè)從19世紀70年代開始，經(jīng)歷了40多年后，才逐漸悟出地質(zhì)調(diào)查工作對于開發(fā)礦業(yè)至關(guān)重要，認識到“地質(zhì)調(diào)查事至繁重，非有專門機關(guān)不能勝舉”[6]，并開始設(shè)置專門機構(gòu)，配備專門人才，開展地質(zhì)調(diào)查工作。1913年，工商部地質(zhì)調(diào)查所成立[7]，先后直轄于北京政府農(nóng)商部、南京國民政府農(nóng)礦部、實業(yè)部、經(jīng)濟部[8]。地質(zhì)調(diào)查所的任務(wù)“一在制成全國地質(zhì)圖；二在考察各處地質(zhì)礦產(chǎn)，以助學術(shù)之進步而供國民之參考”[6]。

1917年，劉季辰、趙汝鈞二人率先被地質(zhì)調(diào)查所派往江蘇和安徽北部地區(qū)，對當?shù)氐牡V產(chǎn)情況進行調(diào)查。二人根據(jù)調(diào)查結(jié)果編寫了《蘇北皖北地質(zhì)報告》，刊登于《地質(zhì)匯報》第一號上。此報告首次劃分了蘇北和皖北地區(qū)的寒武紀地層，并測制有1/15萬礦區(qū)地質(zhì)圖。在這份報告中，二人還首次專門針對淮南地區(qū)的舜耕山煤田著有《懷遠縣舜耕山煤田并附近地質(zhì)報告》。他們根據(jù)調(diào)查結(jié)果認為，舜耕山在地質(zhì)系統(tǒng)上雖處于中國南系與北系之交，卻仍屬于北系，但由于此地與河北、山東等省在地質(zhì)上略有差異[9]，所以二人斷定舜耕山在地質(zhì)學上極有研究價值。

劉、趙二人再對舜耕山進行詳勘后，發(fā)現(xiàn)其煤田構(gòu)造頗為復雜，巖層盡皆倒置，這與陶運倉的分析結(jié)果類似。劉、趙二人進一步分析了造成舜耕山倒置的原因是由于舜耕山山脈位于羅山的東邊，而羅山為元古界層，地層整然以列，未出現(xiàn)有巖層的倒置現(xiàn)象。由此進行推斷，舜耕山在未經(jīng)倒置時，其巖層就有向北傾斜的趨勢，再經(jīng)“南來猛力，大部分倒置成此現(xiàn)象”[9]。

他們在報告中還提到：“壽縣北山(屬鳳臺縣)自元古界以迄奧陶紀，秩然有序，堪資標準?！盵9]這里的“壽縣北山”，就是后來謝家榮所發(fā)現(xiàn)的八公山煤田，從“秩然有序，堪資標準”的描述即可看出，八公山地層系統(tǒng)較為明晰，但劉、趙二人的分析也僅止步于此，未有進一步的研究。雖然這次調(diào)查范圍針對的是整個蘇北皖北地區(qū)，對淮南煤田并未開展更為深入的調(diào)查活動，但也正因為有了這次大范圍的地質(zhì)普查，才讓地質(zhì)專家第一次知道舜耕山煤田的存在，為以后淮南煤田勘查范圍的擴大奠定了基礎(chǔ)。在1917年劉季辰、趙汝鈞二人的地質(zhì)調(diào)查之后，地質(zhì)學界認識到對淮南煤田進行地質(zhì)調(diào)查的必要性，陸續(xù)派地質(zhì)專家對淮南煤田進行了有針對性的地質(zhì)調(diào)查，而這些官方的地質(zhì)報告不僅剖析了淮南煤田的地質(zhì)面貌，更為淮南煤礦后期的采煤工程提供了重要的指南和依據(jù)。

1919年地質(zhì)調(diào)查所派王臻善開展了對淮南煤田的專門勘查，勘查工作于1919年5月完成[10]，王臻善同時提交了《安徽懷遠縣舜耕山煤礦報告》。報告的落款介紹王臻善為“前美國國家地質(zhì)調(diào)查局技師，時任農(nóng)商部經(jīng)濟地質(zhì)技師”[11]。

王臻善根據(jù)實地考察，總結(jié)了舜耕山的礦床情況及成因，補充了1917年劉季辰、趙汝鈞對舜耕山煤田地質(zhì)成因分析中的不完善之處。據(jù)王臻善分析，舜耕山煤床巖層一帶可能是由于地層上升或海底下降，才使已成的煤床巖層漸成大陸；后又經(jīng)過地質(zhì)變動力，使原來含有煤床的巖層逐漸向南傾斜，造成其形狀如直槽，而這些巖層又受風化作用，逐漸形成不整合的巖頂；之后由于此地發(fā)生斷層，使煤床巖層一直延長到南邊的灰?guī)r，煤床直升于灰?guī)r；而這種變動力又使得舜耕山的南北被海水所侵占，相繼有泥板巖與砂泥逐一沉積于煤床巖層上；然后隨著地面漸漸上升，淮河形成，并伴有沖積層沉積；當淮河底漸深時，沉淀地則變成農(nóng)作區(qū)，逐漸形成了今日的舜耕山地形。

在闡述了舜耕山構(gòu)造成因后，王臻善還首次給出了舜耕山走向、傾向、傾角等精確的數(shù)值。其中，舜耕山石灰?guī)r的走向西北80O—東南80O，傾斜西南，傾斜角度68O—85O，遠望舜耕山巖層幾乎成直立。至于舜耕山煤床巖層的走向與石灰?guī)r地層情況類似，傾斜角度有增無減，“謂之直，亦無不可”[11]，其傾斜角度平均達到83O。雖然舜耕山巖層的傾角很大，但因夾煤質(zhì)砂巖與頁巖都很堅固，這種堅實的煤柱*煤柱是煤礦開采過程中保證煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分，起著天然支撐、邊界和隔離的作用。可以成為煤礦開采中天然的支柱，王臻善認為雖然舜耕山“煤層似傾角太大，而在津浦路南段，仍可視為一重要煤礦”[11]。在報告中，王臻善還將自己對舜耕山地層分布和煤層走向的認識通過手繪圖的形式更加直觀地表現(xiàn)出來(圖2)。雖然此圖較為簡單，但從較為準確的舜耕山煤田地質(zhì)圖(圖3)來反推，王臻善對舜耕山地層的認識基本上是正確的。

圖2 王臻善手繪舜耕山煤床地形圖.1919年.[11]

王臻善通過上述對舜耕山地層的分析研究，進一步推斷延伸到舜耕山的北邊仍有可開采的煤溝*煤溝，意指幾乎直立的煤床。，但目前還不敢斷言舜耕山煤田中煤溝數(shù)量及煤質(zhì)優(yōu)劣情況，只有用“新法以試探”[11]確切的煤床分布。王臻善強調(diào)的“新法”，指的是利用西方的鉆探技術(shù)，實地對舜耕山煤田進行鉆探取樣，從中分析得出舜耕山地下真實的地層分布情況，但受限于當時的社會環(huán)境和企業(yè)發(fā)展條件的限制，“新法”并沒有真正實行。在此基礎(chǔ)上，王臻善對煤田的前景作出了展望，認為“煤溝既增，煤量因之而愈大，所謂愈挖愈深，愈深愈多，希望似未可限量”[11]。當然，他也意識到，對這種深層煤床的開采工程所需花費較大，“恐非其現(xiàn)在之辦法所能辦到”[11]。盡管如此，他的報告再次指出了對淮南煤田進行進一步地質(zhì)調(diào)查的必要性。

圖3 安徽舜耕山煤田地質(zhì)圖①

淮南煤田地質(zhì)調(diào)查的起點是從早期開發(fā)舜耕山煤田開始。舜耕山的倒置現(xiàn)象極為明顯，這種接近直立的巖層就類似于“盆邊”，而舜耕山倒置的巖層即為淮南煤田的正南邊緣。這個發(fā)現(xiàn)就好比是“冰山一角”，促進了淮南煤田調(diào)查范圍的進一步延伸。*圖片來源：淮南煤礦建設(shè)委員會事業(yè)報告[R]. 上海: 上海圖書館， 編號: STMT073193.

2 舜耕山及上窯礦區(qū)間向斜構(gòu)造的揭示

淮南煤田的地質(zhì)調(diào)查一直未曾間斷。1922年4月初，農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所再派李捷前往安徽北部(北緯32以北)調(diào)查地質(zhì)礦產(chǎn)。李捷是中國自己培養(yǎng)的第一代地質(zhì)學家之一([12]，108頁)，專長是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查[13]。此次調(diào)查跨越淮河流域全部山脈，山脈間斷且嵯峨，地表露頭又可謂是星羅棋布，開展地質(zhì)調(diào)查工作的難度很大。李捷以實地調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合劉季辰、趙汝鈞和王臻善等人的地質(zhì)報告，編寫完成《皖北淮河流域地質(zhì)報告書》。此報告分別從地形、地質(zhì)、火成巖、構(gòu)造四個方面展開探討，地質(zhì)構(gòu)造分析與前幾位地質(zhì)學家的相比更為深入。特別是此次調(diào)查范圍不僅涉及了舜耕山地區(qū)，還對舜耕山東北方向的上窯地區(qū)進行了深入的地質(zhì)調(diào)查(圖4)。

圖4 安徽省懷遠縣舜耕山及上窯鎮(zhèn)之位置及交通圖[19]

李捷首先將皖北地質(zhì)大致分為南系巖層和北系巖層，并提出以岱山片巖系為南北系的分界，但即使有了大致的構(gòu)造判斷，安徽北部的南北系地層巖石性質(zhì)也存在有很大的差異。他在對舜耕山東北方向的上窯山進行調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)此地層從寒武紀至二疊紀砂巖層的褶皺現(xiàn)象非常復雜，寒武紀在上窯和鮑莊之間的“傾斜方向物形紊亂，或東或西頭呈異”[14]?？拷细G的地層傾斜大致向北，而上窯東北有一部分地層則傾斜向西南，根據(jù)這種地層事實推斷可能是由于“奧陶紀巖層率皆倒置”[14]而導致的。而二疊紀砂巖傾斜向西南，似乎反居于石炭紀之上[14]，李捷從上窯東北地層中的老巖層反居于新巖層之上的倒置現(xiàn)象判斷：上窯可能也存在斷層情況。

不僅如此，李捷還提出淮南西南邊的壽州一帶巖層自元古界開始到奧陶紀為止，各地層傾斜方向大致為東北，與淮南東北的鳳陽上窯一帶傾斜方向相向，實際上為大內(nèi)斜層，從整體上描繪了淮南煤田從東北到西南一帶的構(gòu)造。其中的“大內(nèi)斜層”實際是地質(zhì)學上向斜構(gòu)造*向斜構(gòu)造煤層就是煤層因受地質(zhì)構(gòu)造的作用，造成煤層兩翼上升、中間下凹的一種形態(tài)。的一部分。這種地層是由多個不同方向，向中心傾斜，使向斜略呈圓形[15]?；茨厦禾镂髂辖堑膲壑菀粠?，其大內(nèi)斜層恰好傾向于東北角的上窯。李捷的這一重要發(fā)現(xiàn)使大淮南盆地西南、東北邊緣輪廓開始明了。

1924年，地質(zhì)調(diào)查所委派王竹泉(1891—1975)勘查舜耕山及上窯鎮(zhèn)煤田，于1924年完成了《安徽懷遠縣西南部煤田地質(zhì)》報告，并用英文發(fā)表在《中國地質(zhì)調(diào)查局通報》上。王竹泉是我國煤田地質(zhì)學的奠基人([12]，76頁)，一直從事地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究。

王竹泉通過對舜耕山各巖層的全面考查，總結(jié)了舜耕山巖層倒置的具體情況。由于舜耕山巖層倒置使得石灰二疊紀煤系反位于奧陶紀石灰?guī)r之下，在大通煤廠以東，巖層由東南走向西北，傾向西南，傾角約由60至直立；礦廠以西，巖層走向東西，傾斜向南，傾角多為60。舜耕山的斷層，在朱家山五層山口之間，移動很小。據(jù)此，王竹泉將自己對舜耕山構(gòu)造的分析繪成剖面圖(圖5)。

圖5 王竹泉手繪舜耕山巖層第一剖面圖[16]

在舜耕山東北方向的上窯鎮(zhèn)附近7.5里的巖層幾乎全部直立，外窯的石灰二疊紀煤系居奧陶紀石灰?guī)r之下，這說明上窯煤田也同樣存在倒置情況。而在外窯7.5里東北至馬山一帶的寒武紀巖層復現(xiàn)背斜層狀，如第二剖面圖(圖6)右半部分所示。其中馬山一帶巖層，傾斜較為平緩，大約不過10—20左右。

圖6 王竹泉手繪上窯巖層第二剖面圖[13]

王竹泉更是大膽設(shè)想，如果想知道上窯煤田與舜耕山煤田之間的構(gòu)造關(guān)系，應先假定這兩個煤田中間無劇烈斷層或褶皺等變動，而呈一盆狀。但他表示舜耕山及上窯巖層，倒置傾斜太為整齊，“盆地藏煤當甚深，恐無開采之可能”[16]。他還用剖面想象圖將自己對煤田構(gòu)造的這些認識表現(xiàn)出來(圖7)。

圖7 王竹泉手繪上窯山煤田與舜耕山煤田之間巖層的第三剖面想象圖[16]

從以上分析可以看出，王竹泉對舜耕山及上窯礦區(qū)的地層構(gòu)造認識已有了很大的進步，對構(gòu)造所在地理位置的分析也更為準確，對淮南煤田東南一整塊區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)基本調(diào)查清楚，從而為地質(zhì)學家們的后續(xù)地質(zhì)調(diào)查提供了重要的基礎(chǔ)。

1929年7月，李捷負責繪制《中國地質(zhì)圖南京開封幅》，并就此撰寫了《南京開封地質(zhì)圖的說明書》。這份地質(zhì)圖總結(jié)提煉了此前地質(zhì)學家的調(diào)查結(jié)果，反映了當時中國地質(zhì)學界對該地區(qū)地層情況的認識程度和研究水平[17]，因此十分重要。謝家榮正是參考此地質(zhì)圖，經(jīng)分析后才提出八公山可能有煤田的猜想的。

《南京開封地質(zhì)圖的說明書》專門對淮河流域地層構(gòu)造做了分析，從中可明顯看出，李捷參考了1919年劉季辰、趙汝鈞二人關(guān)于舜耕山倒置現(xiàn)象成因的解釋，并進而提出倒置成因是由于“舜耕山巖在未經(jīng)倒置以前，本與壽縣羅山等處地層，同有北傾趨勢，后以動力自南緊迫致巖層一部為止倒置，而呈此現(xiàn)象”[18]。該地質(zhì)圖同時也借鑒了王竹泉的盆地構(gòu)想，認識到“上窯西南至舜耕山，其間地貌，有如盆狀，兩翼地層均倒置，傾斜方向，似相背馳”[18]的地形情況。不過，李捷進一步提出了與王竹泉截然不同的看法，他提出“兩翼地層，由古而新，有依次向盆底傾下之勢，盆底或當蘊煤”[18]的可能。

而在報告中，李捷所提出的“壽縣一帶自元古界結(jié)晶片巖系，以迄奧陶紀灰?guī)r，各層畢露，次序井然”[18]，這實際上是認同了劉季辰、趙汝鈞二人在《蘇北皖北地質(zhì)報告》中對淮南煤田西南角的調(diào)查結(jié)論，但李捷推斷壽縣一帶地層除結(jié)晶片巖的摺皺較為復雜未能確定外，其余的大致傾向為東北30—50，傾角在30左右。另外，李捷針對淮南煤田南邊舜耕山與西南的壽縣之間的地層關(guān)系指出：“羅山舜耕山間之斷層實不失為重要樞紐，蓋斷層以東，舜耕山全部構(gòu)造情形近乎一致，其以西，羅山與壽縣一帶亦一致?！盵18]他由此推測，西南的壽縣(即八公山)與正南方向的舜耕山可能為一個構(gòu)造帶。

李捷最重要的貢獻在于他對淮南煤田每個區(qū)塊，每塊之間的構(gòu)造關(guān)系，以及大范圍的整體構(gòu)造情況作了詳細的分析和說明，這也為謝家榮提出“大淮南盆地”概念提供了重要參照。

1931年，農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所的劉季辰、計榮森于發(fā)表了《安徽懷遠舜耕山及上窯鎮(zhèn)煤田地質(zhì)》一文，在劉季辰《蘇北皖北礦產(chǎn)地質(zhì)報告》、王竹泉《安徽懷遠縣西南部地質(zhì)》以及李捷《南京開封地質(zhì)圖的說明書》等工作的基礎(chǔ)上對淮南煤礦的總體地質(zhì)狀況提出了總結(jié)：“舜耕山及上窯鎮(zhèn)之二煤田，地層皆屬于中國北部巖系，處于淮陽變動地帶，以及呈倒置褶曲構(gòu)造，傾角甚大，幾近直立。舜耕山一帶煤田開采及鉆探的結(jié)果表明，煤層多至十層，而煤質(zhì)亦佳，可謂安徽之一大煤田?！盵19]其中所提及的“淮陽變動地帶”即指淮陽弧(整個淮陽山脈的弧形構(gòu)造)，該構(gòu)造是李四光首先提出的?；茨厦禾镂髂稀线吘壍貛д腔搓柣?nèi)弧的一部分，后來由謝家榮命名為“淮南弧”。而文中所說的“倒置褶曲構(gòu)造”也是向斜構(gòu)造的一種，這又再一次明確了舜耕山及上窯地區(qū)的向斜地形。

就這樣，淮南煤田的地質(zhì)調(diào)查從對舜耕山點的調(diào)查擴大到對舜耕山、上窯區(qū)域間面的調(diào)查，從認識舜耕山巖層的倒置擴展到明確舜耕山與上窯之間的向斜構(gòu)造。到此，淮南煤田東南主要的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造已然明了，為整個“大淮南盆地”輪廓的拼成奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3 “大淮南煤田”概念的提出

日本侵華以后，淮南煤礦完全被日本占領(lǐng)。日本先后糾集了“北支那開發(fā)株式會社”地質(zhì)調(diào)查所、“國防資源調(diào)查部”“滿鐵調(diào)查部”“滿洲國調(diào)查所”“中支那礦業(yè)調(diào)查機關(guān)”以及“日本軍需省”地質(zhì)調(diào)查所和“上海自然科學研究所”等部門的地質(zhì)科技力量，專門為掠奪中國煤炭和其它礦產(chǎn)資源服務(wù)[20]。

1938年，滿鐵調(diào)查班對淮南煤田開展了詳細調(diào)查。1939年，日本興亞院將淮南煤田列入其華中礦業(yè)資源開發(fā)計劃，并委托“中支那礦業(yè)資源調(diào)查班”自1939年2月下旬起對淮南煤田進行了約1個月的調(diào)查。1939年夏，德田貞一和山本謙吉編寫成《安徽省懷遠縣舜耕山淮南煤炭調(diào)查報告》。報告中稱，此次調(diào)查雖因“時局關(guān)系，資材不足，工作進行，時繼時輟，因之不明之處頗多。但還是有突破性的研究”[21]，除了在對相關(guān)地層系統(tǒng)進行研究后，報告中提出了“大淮南煤田”的整體構(gòu)造設(shè)想。

在這次調(diào)查中，日本人首次在淮南地區(qū)運用了人工地震波等新型探測設(shè)備，通過波痕(Ripple Mark)特征驗證了舜耕山一帶地層及煤層全部為逆轉(zhuǎn)層*逆轉(zhuǎn)層，即地層序列出現(xiàn)倒置。的事實，同時證明連接舜耕山的上窯為一大向斜煤田的定論無異議。盡管報告中對舜耕山及到上窯之間的地層提出了A、B、C三種想象(圖8)，但從總體構(gòu)造看出，還都是向斜構(gòu)造。

圖8 上窯舜耕山地區(qū)想象構(gòu)造圖[21]

日本地質(zhì)調(diào)查的另一個重點是進一步框定了淮南煤田的區(qū)域范圍，并提出要通過更加精準的調(diào)查加以確認：“煤田上覆黃土層及第四紀層形成廣大平原，各處之丘陵可見上跡石灰?guī)r之露頭，亟待廣加調(diào)查其范圍，包括舜耕山以西，連亙數(shù)十公里之丘陵北方之上窯新城口及其西北方孤立之平阿山一帶，以決定‘大淮南煤田’之大體區(qū)域?！盵21]這里的平阿山又稱明龍山，而其中所謂的“大淮南煤田”則是由舜耕山、上窯、新城口、平阿山等地區(qū)圈成的，這在范圍上已大體接近謝家榮后來提出的“大淮南盆地”，只不過缺少了西南的八公山煤田一塊。*圖片來源：《南京開封地質(zhì)圖的說明書》附圖，李捷，1929年，見[18]。

值得指出的是，日本人的這些工作完全是在此前中國專家工作的基礎(chǔ)上完成的。例如，報告中所用的《淮南炭田位置及附近地質(zhì)圖》(圖9)上就明確指出，此圖引用的是李捷1929年所編的《南京開封地質(zhì)圖的說明書》中的附圖。圖中用不同顏色圖例所標注的淮南煤田的巖層年代，說明日本專家對整個淮南煤田的構(gòu)造已經(jīng)有了比較全面和準確的認識。圖中在舜耕山及上窯地區(qū)間手寫標注有“向斜”二字(圖10)，這應該是日本專家經(jīng)過探測驗證而得出的結(jié)論。而鑒于當時已開采煤層的主要部分“向上至三疊紀，下面奧陶紀煤層全部尚未加以探礦，將來或可發(fā)現(xiàn)可資開采之煤層”[21]，日本人還決定在圖上標注的A、B、C、D四點進行“予定試鉆”。其中，A點的鉆探是為了探明其所在東礦前方的石灰?guī)r向東延長部分有無斷層，B點是為了認清所在的洞山以西夾煤層是否為斷層所

圖9 淮南炭田位置及附近地質(zhì)圖①

掩，C點是為了了解所在區(qū)域是否存在尚未進行調(diào)查的地質(zhì)，D點則是為了理清所在的北方上窯煤層及向斜層的關(guān)系。

圖10 淮南炭田位置及附近地質(zhì)圖(局部放大)[21]

由日本在淮南地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查活動可見，日本非常重視在淮南煤田的地質(zhì)調(diào)查和研究，而他們的地質(zhì)工作則進一步用新的勘測技術(shù)印證了淮南地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況，這也為我國戰(zhàn)后開展淮南地區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查工作以及深入了解淮南煤田的地質(zhì)結(jié)構(gòu)打下了基礎(chǔ)。

4 “大淮南盆地”概念的最終確立

抗日戰(zhàn)爭結(jié)束以后，華東地區(qū)的燃料需求不斷擴大，淮南煤田產(chǎn)量嚴重不足。而淮南主要礦區(qū)舜耕山礦井深度與日俱增，180公尺巷道以上的煤層大都采盡，最深巷道已達330公尺。雖然日本人在井底鉆探證明了煤層可開采延深到600公尺([22]，421頁)，但開采過深會造成相應工程成本的增加，并且地面設(shè)備尚不能配合井下深采工程，所以在淮南礦路公司購買的大批器材尚未到達之前，急需勘測開辟新煤田，如能在淮南地區(qū)發(fā)現(xiàn)一傾斜平緩的較淺煤田，則對淮南煤礦業(yè)發(fā)展有極大助益。

1946年4月，謝家榮受新淮南礦路公司的邀請，到上海討論淮南煤田進一步發(fā)展問題。謝家榮1916年開始在農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所任職，1946至1949年期間擔任資源委員會礦產(chǎn)測勘處處長。從上海返回南京后，他認真研究了李捷的《中國地質(zhì)圖南京開封幅》和日本地質(zhì)專家遺留的有關(guān)淮南煤田的地質(zhì)報告。謝家榮受李捷關(guān)于“舜耕山之西為八公山，其脈向與舜耕山成弧形構(gòu)造，而山前又有奧陶紀石灰?guī)r向東北之平原傾斜”([23]，144頁)描述的啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)八公山位置在奧陶紀灰?guī)r之下不遠處，那么自山王集到蔡家崗一帶的平原下就存在有煤層的希望。謝家榮不敢肯定自己的想法，又細細查閱了日本專家的勘查圖報，真正開始意識到八公山富含煤的可能性([22]，421頁)。

為了證實這一猜想，1946年6月18日謝家榮帶領(lǐng)助手燕樹檀(地質(zhì)專業(yè))、顏軫(測量專業(yè))前往淮南煤田西南邊鳳臺所屬的王集、新莊子、蔡家崗一帶(即廣義的八公山東北坡)，淮南礦路公司則派出地質(zhì)工程師柴登榜配合開展地質(zhì)調(diào)查工作。4人開車從舜耕山北麓出發(fā)，沿途所見出露的巖層基本都為陡傾直立或倒轉(zhuǎn)的寒武紀、奧陶紀石灰?guī)r，直到八公山一帶開始，山脈走向由東西向轉(zhuǎn)為西北向，山勢傾角變緩，但卻沒有見到較新的地層出露。4人在八公山北坡前的朱家大洼休憩，隨手在溪水中撿起一塊巖片，仔細辨認后發(fā)現(xiàn)此巖片竟然是蜓科化石*蜓是主要含煤的石炭紀、二疊紀地層的重要化石之一。。謝家榮以此為線索，發(fā)現(xiàn)了含紡錘蟲化石的石炭二疊紀石灰?guī)r一條，走向從西北至東南，傾角20左右，此石灰?guī)r沿著走向延展，可達5公里以上，且?guī)r層分布整齊，并無斷裂。謝家榮根據(jù)這個有利的信息進行推測：“在此灰?guī)r的東北平原之下，除非有斷層或褶皺等等之意外構(gòu)造，煤層之存在，極有可能。”([22]，320頁)因為八公山被沖積層覆蓋，地表露頭不顯，八公山煤田始終沒有被其他地質(zhì)學家們所注意到，不僅如此，謝家榮等人還推測由于八公山的地層傾角平緩，層序正常(不像舜耕山本部煤田傾角倒轉(zhuǎn)有60—70)，所以將來施工難度“遠較舜耕山為易”[24]。

這種純粹憑地理學認識進行的科學推斷還需要實踐來檢驗。1946年9月30 日，謝家榮先是在八公山東北方向附近，圈定了第一個鉆孔位置，并由資源勘測處鉆井隊打下第一口鉆井。10月6日，在距離地表19米的沖積層下，首先鉆到厚度為3.6米的煤層。10月底，又鉆到一層煤，初步鉆探后，共探明厚、薄兩煤層共24層，煤層累計總厚38.9米，煤炭儲量達4億噸，謝家榮發(fā)現(xiàn)的八公山煤田經(jīng)鉆探證明實為大型隱伏煤田*又稱掩蓋煤田。指含煤巖系大部或全部被掩覆的煤田。尋找和勘查這類煤田，特別要注意運用地質(zhì)理論，對區(qū)域地質(zhì)規(guī)律進行仔細分析研究，以物探為主要手段，并以鉆探驗證物探成果。。這個新煤田的發(fā)現(xiàn)對于缺煤、少煤的南方可是件大事，尤其“對長江下游用煤之供給，補益甚大”[25]。社會各界紛紛給予了謝家榮高度的評價：“慧眼燭照，使寶藏得以啟發(fā)，豐功偉識，永垂千秋。”[1]

八公山新煤田的成功發(fā)現(xiàn)，不僅證實了謝家榮對淮南煤田西南邊地質(zhì)構(gòu)造的猜想，更使得他對整個淮南煤田的地質(zhì)構(gòu)造有了更加清晰的認識。1947年5月31日，中國地質(zhì)學會在南京舉行了一次特別會議，謝家榮在會上作了題為《大淮南盆地之礦產(chǎn)資源》的報告。此報告內(nèi)容于1947年12月作為“礦產(chǎn)測勘處臨時報告第54號”發(fā)表于《地質(zhì)論評》第12卷第5期上，題目改為《淮南新煤田及大淮南盆地地質(zhì)礦產(chǎn)》。在此文中，他對淮南煤田的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、煤田邊緣地帶、盆地內(nèi)的地質(zhì)情況等作了詳細分析，并首次提出了“大淮南盆地”的概念。按照他的界定，該盆地是指“懷遠、鳳臺、壽縣境內(nèi)，南為舜耕山、八公山，北為明龍山，東為上窯武店山地所包限之淮河平原”([22]，327頁)。他強調(diào)，盡管而此盆地“四周邊緣，實不連續(xù)。但即此斷續(xù)之山形，已足劃示此盆地之形狀及其界線矣”([22]，327頁)。換句話說，大淮南盆地的邊緣地帶構(gòu)造實際是由西南—南的淮南弧、正東的上窯褶裂區(qū)、正北的明龍山背斜區(qū)圈成。

具體來說，首先，西南—南的淮南弧東翼為舜耕山倒轉(zhuǎn)單斜層，走向約近東—西，其西翼為八公山順向單斜層，走向西北—東南。其次，正北的明龍山是呈西北—東南向的不對稱背斜層，東北翼傾角極平，僅15左右，而西南翼則非常陡峻，大致在70以上，雖未倒轉(zhuǎn)，但其明顯曾受到自東北向西南的橫壓力，謝家榮預測：“在本區(qū)內(nèi)可能含煤之處，當為背斜層西南翼之平原地帶，將來可施鉆探以證明之”([26]，428頁)。最后，正東的上窯西南部是緊密背斜及斷裂區(qū)，背斜軸向也是西北—東南，這與明龍山的背斜可遙相呼應，謝家榮推測，雖然上窯的“東帶煤田業(yè)經(jīng)土法開采，因范圍狹小，產(chǎn)量不豐”([26]，429頁)，但其“西帶大部隱伏于窯河平原之下，可能有全部煤層之賦生，將來普施鉆探，或可發(fā)現(xiàn)廣大煤田”([26]，429頁)。

謝家榮所提出的“大淮南盆地”概念不僅確立了地質(zhì)學上的一個煤田地質(zhì)區(qū)域構(gòu)造單元概念，而且還進一步推測，淮南“除上述各區(qū)之外，其他可能含煤之區(qū)尚多”([23]，145頁)，從而指出了淮南地區(qū)未來找礦的遠景。例如謝家榮對明龍山西南方向平原地帶可能含煤的猜測，后來被中華人民共和國成立后所發(fā)現(xiàn)的淮南潘集煤田所證實。

謝家榮發(fā)現(xiàn)的淮南新煤田在中國開創(chuàng)了地質(zhì)調(diào)查、勘探承包的先例?！凹兇庖罁?jù)地質(zhì)學理之驚人發(fā)現(xiàn)，充分指出地質(zhì)學應用之偉大，而此后科學探礦之不應限于露頭及追蹤老窯者，可以淮南為例?！盵24]在謝家榮《如何發(fā)現(xiàn)新煤田》的文章中，他借淮南新煤田發(fā)現(xiàn)的這一成功例子，認識到過去追蹤老窯方法的缺點，明確了未來探礦還需要科學理論的指導。

追蹤老窯的方法，確是聰明有效，但從學術(shù)觀點講，這并不是唯一的好辦法。因為合理的科學的探礦，必須依據(jù)地質(zhì)，再施鉆探，然后才能確切指示煤層的分布厚薄，否則僅僅追蹤老窯，不過是抬人唾余罷了，豈能發(fā)天之秘，窮地之利呢？[27]

謝家榮自己也認為：“民國以來，憑著地質(zhì)知識所發(fā)現(xiàn)的新煤田，已有不少例子。但是結(jié)果最好、價值最大，并且始終由地質(zhì)學家主持其事，而達到合理化、科學化的境界的，要算最近發(fā)現(xiàn)的淮南新煤田了?！?[26]，454頁)

5 結(jié)語

淮南新煤田是地質(zhì)學家們在地質(zhì)調(diào)查結(jié)論的基礎(chǔ)上，依據(jù)古地理學、地層學、構(gòu)造地質(zhì)學上的許多理論推測而來的，是純粹憑著地質(zhì)學理再加實施鉆探所得的結(jié)果，而“大淮南盆地”概念則是在八公山新煤田測勘后演繹推測而確立的。整個“大淮南盆地”構(gòu)造認識的形成就像是七巧板的拼圖過程，與每塊區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查工作都密不可分。正是由于調(diào)查工作的由淺入深、由點到面，最后才從宏觀上把握整個區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，七巧板的拼圖才能一塊塊被拼湊起來，最后形成“大淮南盆地”的概念。

近代淮南煤田地質(zhì)調(diào)查工作的開展，是用地質(zhì)學理論對淮南區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境的綜合性研究，這不僅逐步探明了淮南煤田的范圍和儲量，也為礦區(qū)開發(fā)、井田劃分、礦井開拓提供了重要的科學依據(jù)。而“大淮南盆地”概念提出的過程，更充分反映了地質(zhì)認識積累的重要性，正因為有前人地質(zhì)調(diào)查資料的不斷豐富和完善，才有后來“大淮南盆地”概念的提出，淮南煤田就是根據(jù)地質(zhì)學理論和鉆探而獲得的最好的例子，是系統(tǒng)地、科學地、合理地開展地質(zhì)調(diào)查的有力實證。用謝家榮的話說：“只要我們能根據(jù)地質(zhì)學理，作有計劃的鉆探，這天然寶庫的密鑰，終必為我人所獲得。”[27]

1 張立生. 豐功偉識永垂千秋: 紀念謝家榮誕辰110周年[M]. 地質(zhì)出版社, 2009: Ⅰ.

2 劉城墉, 薛業(yè)琪. 淮南煤田發(fā)現(xiàn)史話[J]. 中國煤田地質(zhì), 2000, (1): 76—77.

3 趙靖, 易夢虹. 中國近代經(jīng)濟思想資料選輯(中冊)[M]. 北京: 中華書局, 1982. 358, 363.

4 孫多忠. 淮南地區(qū)早期煤業(yè)發(fā)展述略[J]. 中國礦業(yè)大學學報(社會科學版), 2011, (1): 83—88.

5 大通煤礦公司案牘[A]. 華商大通煤礦公司全宗[R]. 淮南: 淮南市檔案館, J001-001-0002-010.

6 江天鐸. 序言[J]. 地質(zhì)匯報(第一號), 1919: 2.

7 李學通. 地質(zhì)調(diào)查所沿革諸問題考[J]. 中國科技史料, 2003, 24(4): 351—354.

8 劉松, 陳寶國. 前中央地質(zhì)調(diào)查所區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及成果[J]. 中國地質(zhì)教育, 2008, (1): 41.

9 劉季辰, 趙汝鈞. 蘇北皖北地質(zhì)報告書[J]. 地質(zhì)匯報第一號, 農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所, 1919: 65.

10 淮南市地方志編纂委員會編. 淮南市志[M]. 合肥: 黃山書社, 1998. 394.

11 王臻善. 舜耕山煤礦報告[A]. 華商大通煤礦公司全宗[R]. 1919年. 淮南: 淮南市檔案館, J001-001-0004-002.

12 中國科學技術(shù)協(xié)會. 中國科學技術(shù)專家傳略(理學編·地學卷1)[M]. 石家莊: 河北教育出版社, 1996.

13 程裕淇, 陳夢熊. 前地質(zhì)調(diào)查所的歷史回顧: 歷史評述與主要貢獻[M]. 北京: 北京地質(zhì)出版社, 1996. 241—242.

14 李捷. 皖北淮河流域地質(zhì)報告書[R]. 1922年. 合肥: 安徽省地質(zhì)資料館, 178.

15 秦忠誠. 構(gòu)造復雜煤層開采[M]. 北京: 煤炭工業(yè)出版社, 2009. 59.

16 王竹泉. 安徽懷遠縣西南部煤田地質(zhì)[R]. 華商大通煤礦公司全宗[R]. 1924年. 淮南: 淮南市檔案館, J001-001-0007-001.

17 顧曉華. 中國地質(zhì)調(diào)查事業(yè)百年: 1913—2013[M]. 北京: 北京地質(zhì)出版社, 2013. 69.

18 李捷. 南京開封幅中國地質(zhì)圖說明書[M]. 農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所測制, 商務(wù)印書館, 1929.

19 劉季辰, 計榮森. 安徽懷遠舜耕山及上窯鎮(zhèn)煤田地質(zhì)[R]. 1931年. 合肥: 安徽省地質(zhì)資料館, 107.

20 中國煤田地質(zhì)總局編. 中國煤田地質(zhì)勘探史第一卷綜合篇[M]. 北京: 煤炭工業(yè)出版社, 1993. 14.

21 德田貞一, 山本謙吉. 安徽省懷遠縣舜耕山淮南煤田調(diào)查報告[R]. 1938年. 合肥: 安徽省地質(zhì)資料館, 754.

22 謝家榮. 淮南新煤田及大淮南盆地地質(zhì)礦產(chǎn)[A]. 謝家榮文集第三卷[C]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2007.

23 淮南市八公山志編纂委員會編. 八公山志[M]. 合肥: 黃山書社, 2007.

24 資源委員會礦產(chǎn)測勘處35年度報[R]. 淮南礦路公司全宗[R]. 1947年. 淮南: 淮南市檔案館, J100-001-0116-001.

25 地質(zhì)界消息[J]. 地質(zhì)論評, 1946, (Z2).

26 謝家榮. 謝家榮文集第三卷[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2007.

27 謝家榮. 如何發(fā)現(xiàn)新煤田[J]. 礦測近訊, 1947, (71): 1—2.

The Geological Survey of Huainan Coal Fieldand the Propose of “Grand Huainan Basin”

YE Xuejie， SHI Yunli

(Dept.oftheHistoryofScienceandScienceArchaeology，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China)

Huainan coal field is the earliest coal resources under exploration in Anhui province. Based on the concept of “Grand Huainan Basin” as the core， making geological investigation for Huainan coal field as the axis， further on the basis of geology survey process for Huainan coal field from dot to line and then to face， the study could be divided into four aspects: the discovery of the rock inversion phenomenon in Shungeng Mountain， the revilement for the syncline structure in mining area between Shungeng Mountain and Shangyao Mountain， the generation of the concept of “Grand Huainan Coal Field” and lastly the “Grand Huainan Basin” was eventually established. From the above study， we can not only clarify the whole process for the geological structure understanding about the Huainan coal field， but also can realize the importance and the accumulation for the coal field geology survey．

Huainan Coal Field， Geological Survey， Grand Huainan Basin

2017- 02- 13；

2017- 05- 11

葉雪潔，1989年生，安徽桐城人，中國科學技術(shù)大學科技史與科技考古系博士研究生，研究方向為中國近代礦業(yè)史；石云里，1964年生，安徽宿松人，科學史博士，中國科學技術(shù)大學科技史與科技考古系教授，研究方向為天文學史、明清時期西方科學在中國的傳播、神秘知識與中國傳統(tǒng)文化、明清思想史等，Email: yxjbao@mail.ustc.edu.cn。

N092∶P62-092

A

1673- 1441(2017)02- 0159- 14