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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。 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 <！——海湾里的盐是这样堆积起来的——> <！——海湾里的盐是这样堆积起来的——>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。 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。 <！——煤层中的植物遗迹——> <！——煤层中的植物遗迹——> 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。 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。 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。 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 <！——像书页一样的沉积岩——> <！——像书页一样的沉积岩——> <！——火成岩、沉积岩和变质岩——> <！——火成岩、沉积岩和变质岩——>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。 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。 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。 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。 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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