原载1957年少年儿童出版社《打开地下宝库的钥匙》。
地质学家的谜
　　淝水静静地从八公山前流过，这儿是历史上著名的战场，就是那使得秦王荷坚感到
“草木皆兵”的地方。多少年来无数的人从山下走过，谁也没有发现什么矿。
　　1946年6月，地质学家谢家荣和他的伙伴来到这里，山上山下跑来跑去，最后他们
作出推断：山前的地下，有着丰富的煤田！
　　随后搬来了机器，从9月30日起，开始向地下钻眼，仅仅钻了7天，在地下近20多米
深的地方，果然碰到了煤层，这层煤足足有3米多厚。1年以后，探出的煤已有24层，其
总厚度是39米左右！现在，这里成了在五年计划中占有重要地位的矿山。
　　类似这样的事情并不算少，往往在一般人看来很平常的地方，地质学家却跑来宣布：
这是块宝地，地下有这种或是那种矿产。
　　你呢？你什么也没有看见。
　　难道地质学家长着封神榜上杨任有的神眼？不是，他不过是掌握了发现矿产的规律，
得到了打开地下宝库的钥匙。
　　钥匙藏在哪里呢？藏在石头里。为了掌握它，我们便要研究地球上的石头。
　　我们地球的外壳是石头构成的，大约有15～70千米厚。现在我们采矿的活动，仅在
它的上层约5千米厚这一部分。
　　任何矿藏都躲在这石头的海洋里。
　　石头是矿物的堆积体。
　　矿物呢？矿物是几种元素在自然中生成的化合物，比如黄铁矿是硫和铁的化合物；
也还有少数矿物是在自然界中单独存在的元素，比如天然金、硫磺等。
　　地球上矿物的种类很多，我们已经知道的就有2000多种，目前对我们有用的不过
200多种。
　　对我们用处不大的矿物，纵然聚集得很多，也不能称为矿产；对我们有用的矿物，
如果太分散，不便于取用，也不能成为矿产。
　　矿产是又要有用，又要集中。
　　在许多石头中都有含铁的矿物，但由于铁的含量太少，这显然不能当做铁矿来开采。
　　其实铁在地壳中并不算是含量很少的元素。
　　有人对地下16千米以上这层地壳进行了分析，平均算起来，铁仅占了这部分地壳总
重量的4.2％，最多的是氧（49.13％）、硅（26％），此外像铝（7.45％）、钙
（3.25％）、镁（2.35％）、钠（2.4％）、钾（2.35％）、氢（1％）也比较多，其他
的元素都不到1％，像铜只占万分之一，银只占千万分之一。
　　要是元素在地壳中总是这样平均分布，我们就无矿可寻了。
　　幸而在地壳中，元素没有中止过运动，在合适的条件下，它们就生成有用的矿物，
并且大量聚集起来，成为值得开采的矿产。
　　元素在地壳中是怎样聚集起来的呢？
　　这就是我们要掌握的找矿规律之一。
黑口湾的故事
　　在《一滴水旅行记》（阿尔汉格里斯基著，少年儿童出版社出版）这本书的开头，
有个黑口湾的故事。黑口湾是里海东岸的一个海湾，又浅又大，一条宽宽的水道将它和
里海相连，海水汹涌地流进来，可是不见再流出去，就像海湾底下有个无底洞，再多的
海水也装不满。
　　100年以前，一支探险队来到这里，有个勇敢的人席列布卓夫，坐着小船在海湾里
找了好几天，他调查的结果证明，这儿没有什么无底洞。
　　可是海水上哪儿去了呢？
　　上天去了。原来这个海湾的周围是火热的沙漠，海湾简直像只大锅子，锅子里的海
水受着高热的煎熬，水分蒸发了。
　　海水中不光是水，还溶有各种各样的盐。水分跑掉了，盐留了下来。
　　这里的蒸发进行得很快，虽然不断涌进了海水，但也仅能维持海湾不致干涸。水没
有增多，可是盐却愈来愈多了。不幸的鱼儿从里海游进海湾，一会儿就翻转肚皮死去了，
这是由于水中的盐分太浓了啊！
　　多少水能溶解多少盐，是有个限度的，多余的盐不得不从水中分离出来，沉积在海
底。
　　盐的种类很多，它们从水中分离出来的早晚也不是一致的。当有的盐类物质，像石
膏感到在海水中太挤，呆不下去了，沉淀在海底的时候，另外一些盐类，像食盐住在海
水中却觉得很宽敞，必须等到海水中的食盐增加得更多，这才沉积到海底，成为岩盐。
　　这样，海湾像个“化学工厂”，替我们把有用的盐类分别集中起来。像石膏、岩盐、
芒硝、天然碱、硼砂、光卤石……许多矿
　　
　　产，多半是在类似黑口湾的海湾或内陆湖泊中形成的。
　　不过这种“化学工厂”的生产是有条件的，如果那里的气候既不炎热又不干燥，海
湾就不会像只被火烧的锅子，上面那些矿产也就不能造成了。
　　那么，“工厂”的生产是不是停顿了呢？不，它往往又找到了别的工作。原来有些
矿的生成不是由于海湾起了锅子的作用，而是由于几种元素在水中相遇，它们结合起来
生成了不易溶解的矿物，沉淀在水底便成为矿产。这种作用不限于海湾，在湖泊、沼泽
中都有。
　　在“工厂”中有时还有“工人”来帮助工作。这就是细菌，说它是“工人”是很不
妥当的，因为它并没有想到造成什么矿产，只是为了自己要吃东西。有的细菌喜欢吃铁，
有的细菌喜欢吃锰。自然，它们吃下去并不能使铁、锰化为乌有，相反地是替我们从中
搜集了大量的金属，并使它们沉积起来。一个细菌是渺小的，但是无数个细菌长期的积
累，也就能聚集起巨大的矿藏。
　　铁矿、锰矿、铜矿的一部分，就是在上面这种“工厂”中造成的。
　　工厂要生产，就得消耗原料。海水、湖水中的原料是哪里来的呢？
　　是水从地壳中带来的，水把石头中能够溶解的物质都溶化了，不能溶解的物质就被
水冲走，直到水流的力量微弱，实在带不动了，才把它们扔下。
　　“万川归大海”，每年全世界河流带到海洋中的溶解物，达到几十亿吨。
　　大量的物质被水从石头中带走了，但是有些矿物却仍然顽强地留了下来。由于许多
元素跑掉了，它们在这里所占的比重便大大提高了，以致可以当做矿产来开采。像提炼
铝的铝土矿，烧瓷器用的高岭土，大都是这样生成的。
　　我们不要忘记，当水溶解了石头中的一些物质以后，并不是全部流到海里，还有一
部分是渗入到地下，它们有的在地下的裂缝或是空间中沉淀起来；有的和地下的石头发
生作用，慢慢地把原来在石头中的一些元素排挤出去。这样，厚厚的石灰岩，竟可以变
成褐铁矿！在我们看来非常平静的地下，却充满了斗争。在地下沉淀和斗争中生成的矿
产种类很多，有铁、锰、铜、钒、重晶石、石膏、菱镁矿……但是埋藏量往往不很大。
　　如果水在地上碰到的不是普通的石头，而是已经生成的矿石，那么它可以把矿物溶
解，带到地下再一次堆积起来，这样也可能生成有价值的矿产，像部分铁、钴、镍、铜、
铅、锌等金属矿，就是由这种原因生成的。
　　那些被水花了相当力量才带走的不溶物质，有时也能成为矿藏，当水流突然缓和时，
它们便大量堆积起来，像山麓、河口、洼地、河流弯曲处，都是它们的藏身之所。金、
锡石、石英、磁铁矿、金刚石和宝石等，就可能形成这类矿藏，因为它们不怕磨损，也
不怕风化。水，是把地壳分散的元素集中起来的勤劳工人。
生物工厂
　　在我们日常生活中，碳是最容易接触到的元素。我们吐出的每一口气中都含有碳元
素。全人类每年大约有2.7亿吨碳吐到空气中。
　　碳在我们的印象中，是地球上特别丰富的元素。最上等的无烟煤就含碳95％以上，
这些煤在地下聚集成大片的煤田，一层就厚到100多米，宽广到几千平方千米。
　　然而地壳中碳的含量只不过占到各种元素总量的0.35％。
　　这么多的碳是怎样聚集起来的呢？
　　这是另一个“工厂”所做的工作。
　　这个“工厂”今天还在继续不断地工作哩！它就是植物。植物的根从土壤中吸取水
和溶解在水里的无机盐，植物的叶从空气中吸来二氧化碳。大气中的二氧化碳可多啦！
　　“工厂”所需要的原料是不缺的，可是还需要有动力才能开工。动力是什么呢？是
阳光。
　　经过“加工”的原料，变成了脂肪、淀粉、糖，它们都是碳、氢、氧的化合物，供
应着植物生长的需要。这样碳就在植物体内定居下来了。
　　当气候温和、雨水充足的时候，植物就长得特别茂盛，这说明原料和动力都充足，
“工厂”的开工情况很好。可是原料会不会消耗完呢？
　　假如空气中没有了二氧化碳，“工厂”就不得不停工、关厂；植物死亡了，依靠吃
植物的动物也就跟着灭绝，那些食肉的动物最后也没有东西可吃了，大地上将没有一点
生机。
　　幸而空气中的二氧化碳永远用不完，除了动物吐出来的二氧化碳以外，它还不断地
从水里和地下得到补充。因为动物吃下去含碳的东西，一部分被留下来，另一部分制成
二氧化碳送到空气中；当动植物死亡以后，它们的尸体慢慢腐败，碳又会从尸体中逃出
来，变成二氧化碳再跑到空气中。
　　不过，并不是所有尸体的遭遇都相同。在那沼泽中的丛林下，大量的落叶和死树堆
积在阴暗和潮湿的地上，这里有的是水和烂泥，然而空气却很少。植物尸体中的碳要想
逃出去，就需要许多空气中的氧来和它结合。
　　于是，另一种变化发生了，沼泽中的许多细菌进行了分解尸体的工作。它们的工作
很有价值，把尸体中的碳保留在地下了。
　　碳元素开始了新的集中过程。
　　植物的尸体埋在地下经过了若干万年，变成烂糟糟的黄褐色的一团，质地疏松，常
常吸收大量的水，碳的含量也就大大提高了。在植物的组织里，碳的含量通常不过占40％
左右，而在这种物质中，碳的含量可以达到50％～60％，我们叫它做泥炭。
　　泥炭和植物原来的样子完全不同，不过在它的中间，常常还保留一些没有变化的植
物纤维，从这纤维上，我们看得出来它是由植物变来的。
　　
　　
　　又过了不知几千几百万年，森林早已消失了，沼泽中盖满了泥沙，泥沙又变成了石
头，泥炭埋到地下去了，它受着沉重的压力，加上地球内部热力的烘烤，使得泥炭中的
碳聚集得愈来愈紧密，其他的物质却逐渐跑掉了，最后它变成了乌黑发亮的石头，这就
是煤。煤在地下埋藏得愈久，所含的碳就愈多，火力也就愈旺。
　　当你烧煤的时候，你没有想到这就是亿万年前的树木吧。煤，的确更像石头，不像
树木，只有把它磨成薄片，拿到显微镜下去看，才会发现煤中有植物的花粉孢子。细心
的人还可以用肉眼找到煤层中含有树叶或树干的痕迹。
　　在那安静的海湾下，正在进行着另一种变化。曾经有过大量的浮游生物在这种海湾
里繁殖，其中有动物也有植物，它们和水中其他生物的尸体一古脑儿沉在海底，跟软泥
混在一起。由于上面有一层静止的水，后来又盖上了泥沙，保护着这些尸体不受空气的
破坏。可是细菌却来帮忙了，把尸体进行分解，这回留下的不只是碳，还有氢。
　　碳和氢结合在一起，成了一个大家族，这个家族中含碳少的成为气体，就是天然气；
含碳较多的成为液体，这就是石油。它们都需要有不透水的石头盖在上面，才能关闭在
地下。这石头哪里来呢？就是那盖在生物尸体上面的泥沙所变成的石头。
　　还有些生物的尸体堆积在海底，后来造成了磷矿和石灰岩（碳酸钙）。在动物的骨
骼中含磷是很多的，特别是鱼骨；另一些动物的甲壳和骨骼中含有许多钙。磷和钙分别
在海底集中起来，成为矿产。动物的身体中为什么会有这些元素呢？这是通过吃东西后
吸收得来的。
　　原来，生物也是一个聚集元素的工厂。
在“死鱼河”的秘密后面
　　西藏高原上，有一条奇怪的河流，每隔一定时刻，河面就浮起了大批死鱼，一批又
一批。这条河对于鱼类来说，是个死亡的陷阱。
　　鱼儿为什么会死呢？
　　探险家后来发现，在河底的一个地方，每隔一定时间就涌出一股滚热的泉水，正碰
上这股热水的鱼，虽然不致完全煮熟，但也逃不了死亡的命运。
　　这种滚热的泉水在我国许多地方都有，北京、南京、重庆、西安附近都已有发现，
并被用来沐浴。
　　但是泉水为什么会热呢？
　　泉水是从地下来的，泉水很热，说明地下更热。地下的确是很热的，在东北鹤岗煤
矿，当地面铺满了白雪的时候，矿井深处却温暖如春。
　　许多地方的调查证明：在地壳中愈深愈热，大约每下降3米多，温度就要升高1℃。
这样算起来，在3万多米深的地壳中，就该有1000℃以上，石头也会熔成液体了。地壳
里的压力也很大，比地面上的大气压力约高3万倍以上，强大的压力使熔融的物质不能
随意流动，仍然保持固体的状态。
　　可是一旦地壳上发生了裂缝，或是别的什么变动使得压力减轻了，这些熔融物质马
上就活动起来，向地面上冲去，这时我们叫它做岩浆。
　　岩浆是一种成分非常复杂的高热液体，里面是熔融的石头、水和各种气体。水和气
体本来早该分离出来的，只是因为压力太大，才不得不和熔融的石头混在一起。
　　当岩浆冲出地壳来到地面时，人们说火山喷发了。在这个时刻，岩浆中的气体和水
蒸气便不再受压力的束缚，直冲向高空，看起来像一根巨大的烟柱；那些熔融的石头就
在地上流动、焚烧、冲击着它遇到的一切，处处给人一个“火”的感觉。
　　火山喷出的气体中含有许多元素，可惜聚集起来的很少，大多数都散失在空中，只
有硫、雄黄和雌黄（都是硫和砷的化合物）等在火山附近聚集起来，成为矿产。日本是
个多火山的国家，所以硫的产量很高。
　　那些在地上流动的液体喷出物，冷却后成为石头。有一些液体物质还被喷到高空，
然后冷凝成细屑，再落下来一层层地堆积在一起，这些细屑物质是水泥的老祖宗，古罗
马人用它来建筑巨大的宫殿，至今还能用来搀和水泥使用，因此也可算做一种矿产。
　　并不是所有的岩浆都能冲出地面，更多的岩浆被囚禁在地壳内，这里面活像一个熔
炉。
矿产挨着“熔炉”有秩序地排列起来
　　当岩浆向地面进军的时候，一路上遇到的石头都被它熔化了，同时越往上走地壳的
压力越小，岩浆也就更活跃了。但是也有一个致命的弱点在发展，这就是它在沿途散失
了不少的热量，走得愈远，热量散失得愈多，岩浆的活动力也就逐渐小了，因此岩浆上
升到一定地方就停留下来。只有在地壳薄弱的地带，才有火山出现。
　　囚禁在地壳内的岩浆，要经过很久很久才能冷却下来。岩浆中差不多包含了地壳上
所有的元素。由于岩浆在地下是缓慢地冷却的，所以能使元素分别聚集起来，成为矿产。
　　你做过这样的试验吗？把油和水装在一个杯子里，用筷子搅几下，油就成为一个个
小圆球散在水里，让它静静地搁置一段时间后，因为油轻水重，油都聚集在杯子的上部，
下面全是水。
　　在地壳中也有这样的作用，一部分沉重的岩浆往下坠，这部分岩浆中铁和镁两种元
素含得很多；另一部分较轻的岩浆向上部集中，这里面硅和铝很丰富。于是矿产初步的
分家形成了。
　　由于岩浆的热量慢慢在散失，温度一点点降低，一些只有温度很高才能熔化的矿物
开始分离出来凝结成固体，尽管这时温度还超过1000℃。这些矿物多半是在石头中常见
的石英、长石、云母这些东西，它们给我们组成了大量的石头，这些石头中最常见的一
种就是花岗岩。这一段分离工作是不太叫人满意的。温度降低到700℃左右时，还没有
生成多少矿产，在上部的岩浆中仅仅有些磁铁矿，因为它很重，聚集在“熔炉”的底部。
幸而在下部较重的岩浆中还分离出来一些钢、镍、铁、钛、铬这些有用的金属，它们和
别的元素化合起来，聚成矿产。贵重的矿物金刚石和白金也是这个时期生成的，不过仍
然很分散，往往还得劳驾流水来搬运堆积。
　　当岩浆中大量的物质凝结出去以后，剩下的岩浆中，水汽和气体所占的比重就大大
增高了，这使得残余岩浆的活动性增强。因为水汽和气体在岩浆中就像孙悟空关在八卦
炉中一样，一心想逃出去，它们的含量愈多，岩浆就愈不稳定。
　　如果地壳的压力很大，水汽和气体就不容易逃走，只好留在岩浆里，不过并没有死
心，只要地壳哪里有一道哪怕是很细小的裂隙，它们也会钻出来。
　　自然，它们还是没有跑掉，岩浆在裂隙中冷凝下来，造成了许多形体巨大的矿物，
像绿柱石、蓝宝石、水晶、黄玉……以及许多含有稀有金属的矿物。
　　在岩浆钻进裂隙中时，它会接触到别的石头，如果这些石头所含的元素和它相近还
好一点；要是大不相同，岩浆中的一些元素就会跑到周围的石头里去，同时石头中的一
些元素还会熔进岩浆里来，生成一些新的矿物。重要的研磨材料——刚玉就是在这种场
合形成的矿产。
　　有时地壳的压力不能迫使水汽和气体留在岩浆里，就会像打开汽水瓶子的盖一样，
气跑了，液体留了下来。
　　不过在地下跑路并不是很方便的，一路上碰到石头的阻拦，石头中一些元素把水汽
和气体中的一些元素留下来，结合成矿物。又因为愈靠近地面，温度、压力都降低了，
环境起了变化，原来在气体中结合得很好的元素，比如锡和氯、氟，到这里也闹着要分
手了，锡和水汽中的氧结合起来成为锡石。在气体和水汽前进过程中形成的矿产，还有
铁矿、钨矿、铋矿、砷矿等。
　　岩浆的温度继续降低，直降到374℃时，水蒸气已经可以开始凝结成水了。自然，
这种水的温度很高。这热水溶解了大量物质，成为一种含有许多种元素的溶液，沿着地
壳中的裂隙上升，它行动起来可比岩浆活泼多啦。一路上它和碰到的石头发生变化，一
些元素集中到石头里去，同时，石头中的元素也跑到溶液中来，在旅途中愈是上升，溶
液的温度愈是降低，不断地有矿物从溶液中跑出来。最先跑出来的是锡石、钨矿、铝
矿……紧接着分离出来的有金、银、铜、铅、锌、钴、镍、钙、镁等许多金属的矿物。
　　当温度低到175℃以下时，差不多溶液中所有的矿物都分离出来了，最后一批跑出
来的是水银、锑、砷、钡的矿物以及萤石、方解石、菱铁矿（铁的碳酸盐）等许多矿物。
　　这些矿物聚集在地壳中的裂缝或是空洞里，成为重要的矿产，许多有价值的金属矿
都是这样生成的。
　　地下熔炉成了集中地壳里的元素的另一种“工厂”，熔炉的中央冷却后就结成石头，
在它的边缘和周围的石头中就生成许多矿产，并且都是有秩序地排列着。那些在高温生
成的矿物一般聚集在靠近炉子的地方，那些在低温下生成的矿物是在距离炉子较远的地
方。不过，在自然界中变化是复杂的，有时，矿物也并不严格遵守秩序，这只是个大致
的规律。
石头告诉我们些什么
　　在造成矿产的过程中也造成了石头。或者说得更准确些，是在造成石头的过程中形
成了矿产，因为石头要比矿多得多，矿藏在石头里，就像大海里的一根针。
　　一部分石头是在地下熔炉中造成的，还有少量的石头是岩浆跑到地面形成的；它们
是一母所生，都叫火成岩或是岩浆岩。不过，在地面凝结的石头里，矿物颗粒都很细；
在地下深处凝结的石头中，矿物的颗粒很粗。像花岗岩就是著名的火成岩。
　　火成岩常常一大块一大块地出现，通常比较结实，它占去了地壳的一大部分。但是
在地面上碰见的火成岩并不是很多，因为它本是埋在地下的，只是因为地壳上发生变动，
把它头上盖着的石头搬走了，这才露了出来。
　　盖在火成岩上的是什么石头呢？常常是海洋、湖泊、沼泽里的泥沙堆积变成的石头，
这叫做沉积岩。泥沙本来也是石头，这些石头有火成岩，也有早些时候生成的沉积岩，
它们在地面上受着日晒雨淋，慢慢破裂，大块变小块，小块变泥沙，然后被流水、风、
冰川带到低洼的地方堆积起来；这些泥沙静静地躺在海底、湖底、山麓……一层层愈来
愈厚，在下层所受的压力也愈来愈大。长年累月，过了很多世纪，泥沙变成了石头。有
时候，有些另外的物质钻到泥沙中把它们胶结起来，使它们变硬。前面说到的一些矿产
的形成，正是在这个过程中进行的。
　　沉积岩由于泥沙的性质、颗粒的粗细、颜色等的不同，看起来是一层一层的，像书
页一样，很容易与火成岩区别开来。
　　沉积岩在地壳中所占的分量，比火成岩少得多，但是陆地表面的大部分为沉积岩覆
盖，因此也很重要。
　　火成岩和沉积岩在生成以后，如果受到巨大的压力、热力等作用，可以重新调整内
部的组织，变成新的岩石。比如大理岩就是石灰岩受热变成的，这类石头叫做变质岩，
它们往往兼有火成岩和沉积岩的某些特性。
　　找到了火成岩就等于找到了古代的“熔炉”，找到了沉积岩就等于找到了古代的海
洋、湖泊、沼泽……
　　这下子我们找起矿来就不致于漫无边际了。
　　但是，同样是在水中堆积的矿产，有的是在沼泽里，有的是在滨海……我们能不能
进一步认出这些区别呢？
　　区别是有的，比如在海洋中造成的沉积岩，大都面积广、厚度大，而且是离大陆愈
近，造成石头的物质颗粒就愈粗。这是由于比较粗的泥沙进入海洋这个比较稳定的环境
后，海水无力把它带到海中央去，便在海边留下，在海中堆积的是极细的物质和从海水
中沉淀出来的东西。至于大陆上湖
　　
　　
　　
　　泊中堆积的沉积岩，一般面积小、岩层薄。如果岩层很厚，面积却不广，并有颗粒
很粗的沉积岩出现，那么这就可能是古代的山麓或山间的盆地。
　　石头中的化石也帮助我们来认识当时的环境。什么是化石呢？就是那些古代的生物
留在石头中的遗迹或遗体。因为有些生物的尸体埋在泥沙中被保护着，没有马上腐烂分
解，而是逐渐被别的物质代替了它的位置，保留了它的形状甚至内部构造，这就形成化
石。中药店卖的石燕就是一种浅海里生物的化石。比如北极冻土中发现的长毛象、琥珀
中的昆虫，是因为被天然的“冰箱”或是“水晶棺材”保护得很好，所以一直把尸体留
到今天，这也是化石。
　　不同的生物，有不同的生存环境，深海的鱼到了海面就得死去，而淡水鱼也不能在
海水中生活。有些生物像珊瑚，只能在温暖的浅海中生存；有一种已经灭绝的生物——
笔石，只是在海湾中才有。
　　石头甚至还可以告诉我们许多古代的气候状况，红色的石头表示炎热，因为泥沙中
的铁受到氧化，把石头染成红色；寒冷地方造成的石头颜色常常较暗，因为死亡的生物
没有迅速完全分解，保留了一部分有机物在石头中。要是在石头上发现了光滑的擦痕，
或是石头中的颗粒粗大、杂乱而且有棱角，这说明这里过去很可能有过冰川。因为它在
搬运时不像水中的石子那样相互摩擦得厉害，所以当冰川融化后，留下的沙石是有棱角
的。
　　生物的发展变化也说明着气候的状况，像长着长毛的动物就说明当地气候是寒冷的；
高大的植物，说明那里的气候温和、雨水充足。这些都可以从化石中了解到。
写在石头上的历史
　　我们从石头上虽然能了解到过去发生的许多变化，但是还很零乱，需要整理。我们
不仅要知道这里曾经有过海洋，我们还需要知道究竟是什么时候开始出现海洋，什么时
候海洋又从这里消失了。
　　谁替我们保存了这些事情的记录呢？还是石头，特别是沉积岩。
　　沉积岩像本厚厚的日历。不，叫它日历太不合适了，沉积岩不是以天为单位来记录
时间的，也不是以月为单位，它的每豆厘米厚度就代表了30～100年的时间。
　　像树木的年轮一样，岩层有时还可以告诉你，它经历了几番寒暑，多少次春秋。颜
色较浅、颗粒较粗的一层是夏天的产物，夏天水大、泥沙多，有机物分解快；紧挨着较
薄的一层色深、粒细，是冬天造成的。
　　这样，我们挨着数下去不就能弄清这层石头是什么时候生成的吗？
　　事实上哪里有这样简单的事。各地的沉积岩并不是连续的，当海洋变成陆地的时候，
这里就没有沉积岩生成了。再说，在出现沉积岩以前，早就有了地球，而最古老的岩石
已超过20亿年，真的让你一年一年数下去，单是从1念到20亿的数字就要1000年，这个
方法怎能行得通？
　　我们采用的是比较的方法。
　　一般来说，早些时候造成的石头是在岩层的下部，年轻一些的岩层是在上面，可以
根据岩层的上下来定时间的先后。但是各地的岩层都是零乱不全的，要整理出一部完整
的记录，必须把许多地方的岩层进行对比，就像整理一套残缺的杂志一样：你有第七期，
我有第五期，他有三、四期……大家凑起来也就比较齐全了。
　　可是我们怎么知道这里或那里的岩层是谁先谁后呢？可以从两处岩层本身的性质来
对比，更重要的还是依靠化石。
　　生物发展的历史也是不能割断的，某一种生物的祖宗往往内部构造比较简单，而他
的子孙却是愈来愈复杂，还有些种类的生物，只在一定的时期才有，往后就灭绝了。靠
着这些研究，我们可以知道岩层的先后，把零乱的史册整理起来。
　　火成岩也记下了一些东西。当它穿过沉积岩的岩层时，说明它比这些沉积岩年轻。
如果是沉积岩截去了火成岩的岩层时，这说明了先有火成岩。火成岩的出现常常说明当
时发生过较大的地壳运动，这是很有意义的记载。
　　根据多方面的材料，地质学家把地壳发展的历史分为以下几个阶段：
　　新生代——从6500万年前开始到现在这一段时期。地球已逐渐发展成今天这个样子，
植物、哺乳动物都很繁盛。大约距今250万年才出现了人类。
三叶虫的化石
　　中生代——从2.5亿年前到新生代开始这一段时期。这时期地壳运动很剧烈，许多
海洋消失了，植物繁茂，出现了许多像恐龙这样巨大的爬行动物，它们成为当时地球上
的霸王，但在这个时代的末期便逐渐灭亡了。
　　古生代——从5.7亿年前到中生代开始这一段很长的时期。在古生代后期，陆地面
积很大，湖泊沼泽众多，植物茂盛，有很多高几十米的树木，两栖动物也很活跃。在此
以前，孢子植物和鱼类开始出现，鱼类并逐渐繁殖，非常旺盛。在古生代初期，地球上
海洋面积广大，海水淹没了许多大陆，海洋中的无脊椎动物特别兴旺，是三叶虫的极盛
时代。
　　元古代——约为5.7亿年以前至25亿年前这段悠长的时期。在这个时期已有藻类植
物出现。曾有猛烈的地壳运动，造成许多高山。在后期大陆开始下降，海水淹没了一部
分大陆。
　　在元古代以前的时期称为太古代。
　　在地壳不同的发展阶段中，造成了不同的矿藏。
　　掌握了地壳发展的历史，找起矿来便可以有的放矢了。
揭穿谜底
　　现在我们知道，地壳上的物质是在不断运动、发展着。然而，是什么力量维持了这
么庞大的运动呢？
　　我们可以说是水。比如黄河每年经过河南陕县，带到下游和海口的泥沙竟达到十几
亿吨！水为什么有那么大的力量？因为水从高处向低处流。可是水怎样跑到高处去的呢？
是阳光使它化为蒸汽，然后凝结成雨，降落在高处。
　　原来水的气力是从阳光那儿得来的。看来阳光是个基本的动力，是它使“生物工厂”
开工，使黑口湾受到烘烤。
　　但这还只是一面。假使地无高低，水向何处流呢？没有高山深海，哪来矿产的堆积？
　　是什么原因使地势起伏不平呢？这也应该是个基本的动力。
　　地势高低的变迁，主要是由于地壳发生了升降、挤压的运动；发生运动的原因，是
由于地球内部的热力、重力等在各处不平衡。这些问题目前正在探讨。
　　这些变迁在今天还能见到，比如地震时山崩地裂的震动；又如地质工作者曾在广州
附近发现了古海岸的遗迹，证明这里的地盘升高了。但是在非洲刚果西边的海底下，却
又发现了古代的河口，证明这里的地盘降低了。
　　在山上，本来应该水平卧倒的沉积岩，如今却歪斜地躺着，有的地方更像一个驼背
的人，拱起来了；原来连在一起的岩层，现在看起来，就像有人拦腰斩了一刀，并且两
边错开了。
　　这都是由于过去的地壳运动，使这些岩层发生了弯曲、断裂。
　　地壳运动把岩层造成了复杂的组合。
　　在我们的眼里，山不再是座囫囵的山，山的内部是石头的组合。这座山与那座山之
间可能为沟、谷、河流切断，但是它们内部的联系，还可以找到。
　　只有把这些关系搞清楚了，才更有把握去找矿。比如中央隆起、四周低下的岩层，
要是上部有一层是透水的石头，那么这里最适宜储藏石油了，因为这就像一个盖子把石
油罩住了。我们在报纸上常见的“储油构造”，就是指的这一类构造。
　　地壳运动的影响，决不单单是岩层的断裂、弯曲。地壳运动剧烈的地区，可以降得
很低，因而堆积很厚；也可以升得高，成为高山。由于升降剧烈，所以岩层弯曲、断裂
的很不少，也就是说对地下的压力减轻了，岩浆大大活跃，因而由地下熔炉造成的金属
在这个区域就容易找到。我国的祁连山、秦岭、南岭、天山……前苏联的乌拉尔就是从
前地壳活动剧烈的地区。
最适宜储藏石油的地层构造
　　有一些地区运动缓和，只是慢慢上升、下降，岩层很少弯曲，更少断裂，堆积物不
是很厚，也很少成为高山，多半地势平坦。在这种稳定地区与活动地区之间的地带，往
往兼有两方面的某些特点。这些地区大都湖多，海浅，火成岩活动极少，因而煤、石油、
盐类常有希望在这里找到。现今我们在祁连山上找到了铜、铅、锌、金、铂、铬、镍等
许多金属矿，在它两边的酒泉盆地、柴达木盆地中已发现了丰富的石油矿，柴达木盆地
还找到了煤和许多岩盐，更证明了这些推断。
　　看来，谜底可以揭穿了，要是我们能综合各方面的规律去认识地壳，预测矿产不是
不可能的。
八公山的煤矿是这样藏着的
　　八公山煤田就是这样发现的，首先这里有大量的沉积岩，岩石的性质表明它是在内
陆盆地中生成的。时代呢？正是古生代成煤的时代。可是就没看见煤矿，地质学家来到
这里最初也没有很大的把握，后来他们在八公山前一层石灰岩中找到一种纺锤虫的化石。
根据一般的规律，在这种石灰岩上往往有一层煤，而且八公山附近地方的煤层，在明朝
就已进行开采。因此他们断定在八公山这层石灰岩上面也有煤。既然是在上面，为什么
下面的石灰岩看见了，而煤却看不见呢？这是由于八公山的岩层向东北倾斜，煤层的地
势低，被泥沙盖住了；而石灰岩的地势较高，露出的一部分就看得见了。因此我们在八
公山的东北钻孔，实地检查有没有煤。
　　看来神秘的眼睛，说穿了就是这些。
　　要是我们把许多知识很好地运用起来，就可以揭穿更多宝库的谜。
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