維理士對(duì)中國(guó)地質(zhì)的研究及其影響

陳 明 韓 琦

(1. 中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所,北京 100190；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

?

維理士對(duì)中國(guó)地質(zhì)的研究及其影響

陳 明1,2韓 琦1

(1. 中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所,北京 100190；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

美國(guó)地質(zhì)學(xué)家維理士1903年來(lái)華考察,進(jìn)行地層、黃土、地文和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等研究,其成果發(fā)表在《在中國(guó)的研究》(ResearchinChina)中,對(duì)中國(guó)早期的地質(zhì)學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。文章在梳理其考察經(jīng)過(guò)和成果的基礎(chǔ)上,探討中國(guó)早期地質(zhì)學(xué)家對(duì)其工作的參考、補(bǔ)充和修正,分析其著作在中國(guó)的使用情況,以及他與中國(guó)地質(zhì)學(xué)家之間的交流和互動(dòng),從而探索中國(guó)地質(zhì)學(xué)的早期發(fā)展情況及其本土化過(guò)程。

維理士 《在中國(guó)的研究》 地質(zhì)學(xué) 黃土 本土化

1 維理士生平

維理士(圖1)1857年5月31日生于美國(guó)紐約州康沃爾鎮(zhèn)(Cornwall),曾在德國(guó)接受中學(xué)教育,1874年返回紐約,后進(jìn)入哥倫比亞大學(xué)礦業(yè)學(xué)院接受五年采礦和土木工程的正式教育。畢業(yè)后被美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所(United States Geological Survey)所長(zhǎng)克拉倫斯·金(Clarence Rivers King,1842～1901)引薦給龐佩利。龐佩利和克拉倫斯·金計(jì)劃調(diào)查美國(guó)的鐵礦資源,維理士的首個(gè)地質(zhì)任務(wù)即為探查礦石沉積和采集樣本,在龐佩利指導(dǎo)下的四年對(duì)他產(chǎn)生了很深的影響。([1],3、5～6頁(yè))1884年,維理士加入美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所。他作為地質(zhì)學(xué)家首次獲得廣泛認(rèn)同是對(duì)東田納西州和阿巴拉契亞山脈相鄰部分的地質(zhì)研究,成果發(fā)表在其首部專著《阿巴拉契亞山脈構(gòu)造機(jī)理》(TheMechanicsofAppalachianStructure)中,引起了歐洲研究相似地質(zhì)條件地質(zhì)學(xué)家們的興趣,這使他得以在1903年維也納舉行的國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上提交一篇關(guān)于逆掩斷層的論文。[2]

圖1 維理士(美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館藏)

1884～1892年,維理士負(fù)責(zé)地質(zhì)調(diào)查所阿巴拉契亞山脈部門,1896～1902年,成為所長(zhǎng)助理,主管地質(zhì)學(xué),1901～1902年,負(fù)責(zé)區(qū)域和地層地質(zhì)學(xué)部門。其后,他從事編制北美地質(zhì)圖等研究,直至1916年。1895～1902年,曾在約翰·霍普金斯大學(xué)作地質(zhì)報(bào)告,1907年亦在芝加哥大學(xué)作報(bào)告。1915年,擔(dān)任斯坦福大學(xué)地質(zhì)系系主任,1922年退休,成為榮譽(yù)教授。[3]為了與世界各地的地質(zhì)學(xué)家同行保持聯(lián)系,他幾乎全部參加了1891～1933年的國(guó)際地質(zhì)大會(huì)和1926～1939年的太平洋科學(xué)大會(huì)；還經(jīng)常出席美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)(1929年任主席)、美國(guó)哲學(xué)學(xué)會(huì)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)院(1920年當(dāng)選為院士)的會(huì)議。[2]

維理士有“地震專家”的稱號(hào)[2],獲得的榮譽(yù)包括1910年柏林大學(xué)的榮譽(yù)哲學(xué)博士學(xué)位、1910年法國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?929年哥倫比亞大學(xué)的榮譽(yù)科學(xué)博士學(xué)位、1933年比利時(shí)利奧波德二世十字勛章(the cross of commander of the Order of Leopold II)、1936年比利時(shí)榮譽(yù)勛位勛章(Legion of Honor)和1944年美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的彭羅斯獎(jiǎng)?wù)?Penrose Medal)等。[3]他曾廣泛游歷和考察過(guò)英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、匈牙利、俄羅斯、阿根廷、智利、中國(guó)、日本、菲律賓、印度尼西亞、印度、巴勒斯坦、新西蘭和埃及等國(guó)家和地區(qū)。[2]1949年2月19日,維理士逝世于加利福尼亞州的帕洛阿爾托市(Palo Alto)。

2 考察經(jīng)過(guò)

1903～1904年,應(yīng)美國(guó)古生物學(xué)家沃爾科特(Charles Doolittle Walcott,1850～1927)要求和支持而發(fā)起、由當(dāng)時(shí)新成立的華盛頓卡內(nèi)基研究所(Carnegie Institution of Washington)資助,維理士在中國(guó)進(jìn)行地質(zhì)考察。沃爾科特提出該考察計(jì)劃的最初設(shè)想是進(jìn)行寒武紀(jì)動(dòng)物群的研究,并在李?；舴抑髦兄赋龅那昂浼o(jì)巖層區(qū)域?qū)ふ一?；[4]通過(guò)中國(guó)東部和西伯利亞的地層、構(gòu)造和地文的觀察以及化石采集(特別是與寒武紀(jì)動(dòng)物群相關(guān)的),開展東亞和北美西部地質(zhì)的比較研究。[5]維理士在《友好的中國(guó)：在中國(guó)人之間徒步兩千英里》(FriendlyChina:TwoThousandMilesAfootamongtheChinese)*該書是維理士基于在中國(guó)考察過(guò)程中的信件所寫的游記。另外,考察過(guò)程和結(jié)果也見(jiàn)于華盛頓卡內(nèi)基研究所的年鑒。參見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。中,則把考察最初的主要目的歸結(jié)為尋找最古老的三葉蟲——“亞當(dāng)三葉蟲”(Adam Trilobite)。([6],XIII、3～4頁(yè))

2.1 前期準(zhǔn)備

在考察計(jì)劃實(shí)施后,維理士攜沃爾科特的信函拜訪了中國(guó)駐華盛頓公使梁誠(chéng)*梁誠(chéng)出使美國(guó)的情況,參見(jiàn)梁碧瑩的《梁誠(chéng)與近代中國(guó)》(廣州：中山大學(xué)出版社,2011年)。。梁誠(chéng)以禮相待,并為其取了中文名,還詢問(wèn)了考察的精確路線以確保中方配合,同時(shí)建議他向駐華盛頓各國(guó)公使通報(bào)這次考察的目的以及到中國(guó)后去拜訪袁世凱。([6],XIII、5～7頁(yè))除了官方的協(xié)助,梁誠(chéng)還參與了考察所繪制的直隸、魯、晉、川、陜等省的地理地質(zhì)圖*該圖冊(cè)名為《中國(guó)地輿地質(zhì)圖》(Research in China: Geographical and Geological Maps),其封面、開篇的說(shuō)明文字、地理圖都附有對(duì)照中文,中國(guó)國(guó)家圖書館、美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館藏?？疾熘兴L制的地圖對(duì)中國(guó)重要區(qū)域的精度和地形表現(xiàn)在當(dāng)時(shí)都是獨(dú)一無(wú)二的,因而獲得了1910年法國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的康拉德·馬爾特·布戎金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?the gold medal prize of Conrad Malte-Brun)。參見(jiàn)文獻(xiàn)[6],第xiv、107頁(yè)。上中文的準(zhǔn)備,并親自書寫圖冊(cè)所配的描述文字。([7],XIV頁(yè))該地理地質(zhì)圖在1907年經(jīng)由梁誠(chéng)函送中國(guó)外務(wù)部,并分發(fā)至以上各省。[8]

隨后,維理士選擇了在芝加哥大學(xué)任教基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)的白衛(wèi)德*“白衛(wèi)德”為Eliot Blackwelder的自選中文名。參見(jiàn)黃汲清：《我的回憶——黃汲清回憶錄摘編》,北京：地質(zhì)出版社,2004年,第146頁(yè)。(Eliot Blackwelder,1880～1969)作為此行的助手。[5]1903年7月28日,兩人離開波士頓,作為美國(guó)官方代表參加8月份在維也納舉行的國(guó)際地質(zhì)大會(huì)([6],9、12頁(yè)),然后乘火車經(jīng)由西伯利亞前往中國(guó)。其間,他們?cè)诎亓质艿嚼钕；舴业慕哟?并商討了在中國(guó)可能面臨的問(wèn)題。李?；舴艺J(rèn)為中國(guó)可能不存在亞當(dāng)三葉蟲([6],20～21頁(yè)),還對(duì)維理士的考察提出建議并完善其方案,且于1905年3月參與考察結(jié)果的討論([7],XI頁(yè))。除了給出適宜調(diào)查研究地點(diǎn)的建議,作為柏林大學(xué)地理研究所所長(zhǎng),李?；舴疫€提供研究所的設(shè)施供維理士使用,并和他多次會(huì)談,達(dá)成共識(shí)。[9]

在托木斯克(Tomsk),維理士和白衛(wèi)德見(jiàn)到了托木斯克理工大學(xué)教授奧布魯切夫,后者確保中國(guó)人會(huì)像他上次旅行時(shí)同樣友好。在離開托木斯克途中,維理士順便觀察了貝加爾湖及其周邊的地勢(shì)及構(gòu)造,思考中國(guó)山川的年代特征和地殼不穩(wěn)定性的問(wèn)題。([6],33～34頁(yè))此外,維理士在沿途拜訪英、德、俄等國(guó)使館,處理考察的外交事宜。

維理士一行乘火車到達(dá)大石橋(今遼寧省營(yíng)口市境內(nèi)),再經(jīng)由天津前往北京,以辦理外交事宜。([6],36～40頁(yè))在去總督衙門拜會(huì)袁世凱的途中,天津茂生洋行(American Trading Company)經(jīng)理、美國(guó)人易孟士(Walter Scott Emens,1860～1919)推薦了李三(Li San)作為此次考察的翻譯。李三曾經(jīng)是易孟士任天津“都統(tǒng)衙門”發(fā)審(Prosecuting Attorney)時(shí)的探長(zhǎng)。維理士隨后拜會(huì)了袁世凱,后者更詳細(xì)地詢問(wèn)了考察預(yù)期的路線以確保沿途地方官員配合。其后,津海關(guān)道唐紹儀為維理士一行提供了由大運(yùn)河前往山東的私人船艇。1903年10月9日,考察之行正式開始。([6],49～56頁(yè))

2.2 路線選擇

1903年,維理士一行首先考察了山東和遼東。*這兩處區(qū)域也是李希霍芬向維理士提議的有震旦系典型特征的地區(qū),參見(jiàn)Bailey Willis,Research in China：Systematic Geology,Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1907, p.37。行程大致如下：從濟(jì)南到青島,途中詳細(xì)對(duì)張夏、新泰兩個(gè)地區(qū)進(jìn)行研究；由青島乘船返回天津,白衛(wèi)德在李三陪同下前往遼東半島進(jìn)行考察,*白衛(wèi)德和李三是以游客和隨從的身份前往遼東的,維理士一行把首次出行考察地定為山東而非遼東是為避免引起俄羅斯的疑心。參見(jiàn)文獻(xiàn)[6],第106頁(yè)。維理士則返回北京。1903年底,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所地形測(cè)繪師撒爾真*“撒爾真”是Rufus Harvey Sargent考察時(shí)所使用拜帖上的中文名。參見(jiàn)Rufus H.Sargent, Jan C. Hartman,Mapping the Frontier: A Memoir of Discovery from Coastal Maine to the Alaskan Rim,Camden：Down East Books, 2015, p.105。該書第104～135頁(yè)“The China Expedition(1903—1904)”的章節(jié)是撒爾真對(duì)1903～1904年中國(guó)考察的記述。(Rufus Harvey Sargent,1875～1951)加入考察隊(duì)伍并開展地形測(cè)繪工作,維理士前往南口和明十三陵為公使館調(diào)查自流水問(wèn)題,*該次京郊地下水的調(diào)查是受美國(guó)駐華公使康格(Edwin Hurd Conger,1843～1907)請(qǐng)求、華盛頓卡內(nèi)基研究所所長(zhǎng)授權(quán)下進(jìn)行的,調(diào)查報(bào)告提交予康格,后者轉(zhuǎn)交予美國(guó)國(guó)務(wù)院并提議美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所開挖水井。參見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。白衛(wèi)德和李三從遼東返京。([6],106～125頁(yè))維理士在此期間做了考察最后階段的準(zhǔn)備：閱讀蘇格蘭東方學(xué)家玉爾爵士(Henry Yule,1820～1889)譯注的《馬可波羅游記》(TheBookofSerMarcoPolo),參考馬可波羅和李?；舴业穆眯新肪€；與《泰晤士報(bào)》記者莫理循(George Ernest Morrison,1862～1920)會(huì)談,并在其圖書館中瀏覽書籍；在比利時(shí)公使姚士登(Maurice Joostens,1862～1910)的引薦下拜會(huì)比利時(shí)鐵路總工程司沙多(Jean Jadot,1862～1932),索要保定附近的鐵道線路和地形輪廓,以便撒爾真由該處開始地形測(cè)繪；閱讀法國(guó)漢學(xué)家沙畹(édouard émmannuel Chavannes,1865～1918)的著作《兩漢時(shí)期的中國(guó)石刻》(LasculpturesurpierreenChineautempsdesDeuxDynastiesHan),查找其中五臺(tái)山的記錄。([6],111～112、119～120頁(yè))

由于俄國(guó)勢(shì)力等不安因素,無(wú)法選擇由南口經(jīng)張家口進(jìn)入蒙古的西北路線。因經(jīng)費(fèi)限制,長(zhǎng)江峽谷和當(dāng)時(shí)未被考察的西南高原的路線也不合適。維理士的最終選擇是向西到五臺(tái)山,沿途尋找震旦紀(jì)石灰?guī)r中可能存在的亞當(dāng)三葉蟲,繼而由華中到上海,在途中研究地球內(nèi)部力量和河流作用下山脈形成的歷史。([6],126～127頁(yè))更具體的行程選擇既要避免李?；舴业拈L(zhǎng)途路線,又要與其相關(guān)聯(lián),以便比較并核對(duì)觀察結(jié)果。從西安府到長(zhǎng)江的路線也是以前幾乎沒(méi)人考察過(guò)的。1904年,考察路線涉及直隸、山西、陜西、四川、湖北等省,途經(jīng)保定府、五臺(tái)山、太原府、西安府、盩厔縣(現(xiàn)名“周至縣”)、石泉縣、興安府、平利縣、巫山縣、宜昌府等地。([7],XII～XIII頁(yè))

3 考察的地質(zhì)學(xué)成果

該次考察的科學(xué)成果集中體現(xiàn)在《在中國(guó)的研究》一書中,該書分為3卷和圖冊(cè)。第一卷分為兩部分：第一部分包括按照地區(qū)以及地質(zhì)時(shí)期的詳細(xì)敘述,白衛(wèi)德主要負(fù)責(zé)地層,撒爾真主要負(fù)責(zé)地形測(cè)量,維理士則負(fù)責(zé)黃土和地文學(xué)；第二部分包括白衛(wèi)德的系統(tǒng)巖石學(xué)和動(dòng)物學(xué)記錄以及哥倫比亞大學(xué)美籍德裔漢學(xué)家夏德(Friedrich Hirth,1845～1927)所作的漢語(yǔ)字音表。第二卷匯總考察結(jié)果的詳細(xì)描述,并結(jié)合其他人的工作論及亞洲東南部的地質(zhì)。第三卷則是沃爾科特、古生物地質(zhì)學(xué)家韋勒(Stuart Weller,1870～1927)和古生物學(xué)家格蒂(George Herbert Girty,1869～1939)對(duì)所采集化石的古生物學(xué)研究及討論。([7],XIII頁(yè))

3.1 地層及化石

維理士在山東發(fā)現(xiàn)了連續(xù)的上、中、下寒武紀(jì)化石種屬,建立了寒武紀(jì)連續(xù)地層,在寒武系剖面底部發(fā)現(xiàn)有早古生代小油櫛蟲屬(Olenellus)化石。在比較山東和北美阿巴拉契亞中部地區(qū)的地質(zhì)歷史后,他認(rèn)為兩者相似之處在于底部都有非常古老變質(zhì)巖的不整合、數(shù)千英尺厚的粘土和石灰沉積巖系,每個(gè)巖系上段主要是石灰?guī)r。在李?；舴抑赋隹赡艽嬖谇昂浼o(jì)動(dòng)物群的遼東,找到了永寧砂巖(Yung-ning sandstone),雖然其中沒(méi)有找到化石,但是維理士判斷其地層年代應(yīng)晚于山東的下寒武紀(jì)地層。[4]

維理士根據(jù)所獲得的化石,認(rèn)為直隸和山西位于北緯38度的寒武紀(jì)地層和山東相似,都存在上、中、下寒武紀(jì)地體。在陜南北緯31度30分發(fā)現(xiàn)有數(shù)千英尺厚、含有稀疏化石的石灰?guī)r層,并根據(jù)河流中礫石包含的小油櫛蟲屬化石,斷定其中更老的地層為下寒武系。在北緯31度長(zhǎng)江上,古生界底部附近發(fā)現(xiàn)了巨大的冰磧,根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的小油櫛蟲屬化石判斷其地質(zhì)年代為下寒武紀(jì)。該冰磧顯示在早古生代極低緯度存在冰川,這是環(huán)境變化的重要證據(jù)。在北緯30～40度,觀察到貫穿山東、直隸、山西和陜西至少三千英尺厚、與上寒武紀(jì)地層相銜接的石灰?guī)r,李?；舴以?jīng)認(rèn)定其屬于石炭系,維理士根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的化石將其歸入奧陶系。由此,和美國(guó)東部一樣,東亞在寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)之間出現(xiàn)了連續(xù)的地層和動(dòng)物群。在陜南大寧河,采集到大量辛辛那提期(Cincinnatian age)的化石。維理士認(rèn)為遍及華北的奧陶系和煤系之間廣泛存在不整合現(xiàn)象。[4]

根據(jù)李希霍芬和俄國(guó)探險(xiǎn)家的工作,亞洲古老的結(jié)晶片巖和侵入火成巖產(chǎn)狀(occurrence)構(gòu)成了明顯分層的巖系之下的基底雜巖。維理士詳細(xì)觀察了所含的幾種片巖、片麻巖、花崗巖和基性侵入巖之間的關(guān)系,并在山東、直隸、山西和陜西等地采集樣本,進(jìn)行巖相學(xué)研究。五臺(tái)山和毗鄰山脈由從基底雜巖到煤系地質(zhì)年代各異的巖石組成。在雜巖和寒武系的基底之間有兩個(gè)由李?；舴颐枋龅膸r系：較古老的“五臺(tái)片巖”和較年輕的“下震旦系”。在考察上述山脈時(shí),更詳細(xì)地確定了這兩個(gè)巖系與上下巖系的關(guān)系,并指明了每個(gè)巖系的組成。他發(fā)現(xiàn)五臺(tái)片巖包含源自更古老沉積地層中的石英礫石,而在下震旦系和上震旦系(寒武系)之間發(fā)現(xiàn)明顯而廣泛的不整合面。因此,他將下震旦系與寒武系分離,但在該地層的石灰?guī)r和頁(yè)巖中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)化石。[4]

3.2 黃土研究

維理士一行觀察研究了華北的黃土層?！对谥袊?guó)的研究》一書討論了西北第四紀(jì)黃土層,著重討論了忻州期中國(guó)黃土的早期理論、物質(zhì)來(lái)源、搬運(yùn)和物理特性等方面。([7],VI頁(yè))他認(rèn)為,在地形發(fā)展時(shí)期的某一階段,寬闊的河谷遍布沖積物,后來(lái)地表嚴(yán)重翹曲,河流改道,沖積物部分重新分布,而部分停留在泛濫平原翹曲所產(chǎn)生的小山上；更新世的氣候狀況促成了風(fēng)和河流的交互作用,根據(jù)山脈歷史,黃土積累年代應(yīng)該在早更新世。途中的觀察結(jié)果證實(shí)黃土的情況和所在地區(qū)的地文史相一致,與美國(guó)的類似沉積相符合；風(fēng)的篩分(sifting)作用造成了其微細(xì)和統(tǒng)一的質(zhì)地,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)或許是由于塵土層(dust bed)中水的毛細(xì)運(yùn)動(dòng)的物理效應(yīng),黃土可能是黃河等河流的沉積物積累而成。維理士對(duì)李?；舴业挠^點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充：李?；舴宜鶑?qiáng)調(diào)的風(fēng)的因素在產(chǎn)生黃土獨(dú)特質(zhì)地和粉塵局部分布上最為重要,而風(fēng)和流水都參與了黃土的搬運(yùn),流水在搬運(yùn)上起的作用更大。[4]

李?；舴矣命S土(loess)一詞描述以質(zhì)地微細(xì)、垂直結(jié)構(gòu)為特征的大范圍厚層黃色土壤覆蓋物,并根據(jù)其分布得出中亞沙漠的粉塵在風(fēng)的搬運(yùn)下形成黃土的理論。維理士則用取自黃土寨(Huang-t’u-chai。按：當(dāng)為今山西太原市陽(yáng)曲縣黃寨鎮(zhèn))的“黃土”(Huang-t’u)描述廣闊的黃色土壤沉積。他的黃土層以李?；舴叶x的黃土為主要成分,含有砂土和礫石、碳酸鈣結(jié)核,以及大量從地下水中攝取的鹽類、陸生貝類和骨骼；廣泛分布于直隸、山西、陜西一帶山谷以及某些毗鄰的山上,構(gòu)成中國(guó)東部大平原；時(shí)有分層,具有粘土沉積特有的垂直節(jié)理。([7],183～184頁(yè))

維理士認(rèn)為黃土是由化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)構(gòu)成：石英、硅酸鋁和氧化鐵,伴生以可溶性碳酸鹽、硫酸鹽以及堿和堿土的氯化物；來(lái)源于地下水的鹽類不斷更新,使得黃土異常肥沃并使其中有大量的碳酸鈣結(jié)核分布。李希霍芬以草根腐爛所留下的孔隙解釋黃土垂直節(jié)理的成因,維理士認(rèn)為這不足以解釋不同環(huán)境下黃土沉積的結(jié)構(gòu)。垂直節(jié)理不依賴于沉積的環(huán)境、地點(diǎn)和年代,質(zhì)地和固結(jié)作用似乎是其發(fā)育的決定因素；將重力、毛細(xì)吸引和膠結(jié)作用通過(guò)濕潤(rùn)的介質(zhì)和精細(xì)的土壤顆粒所引起的物理和化學(xué)活動(dòng)過(guò)程納入考慮,地下水中的鹽類反復(fù)析出和溶解,產(chǎn)生了李?；舴宜J(rèn)為造成黃土垂直裂理的垂直毛細(xì)管質(zhì)地,形成了自我支撐的單元以維持陡峭的黃土墻結(jié)構(gòu)。([7],249～254頁(yè))

維理士一行對(duì)中國(guó)東部大平原的沖積黃土層、山東半島周邊隨風(fēng)而來(lái)的產(chǎn)物以及從直隸保定府到靈山鎮(zhèn)沿途進(jìn)行觀察。他在“北京灣”(Bay of Peking)*“北京灣”是維理士所描述的北京所在北緯40度中國(guó)東部大平原伸入群山之中所形成的類似海灣的部分。參見(jiàn)Bailey Willis, “Artesian Water Conditions at Peking, China”,Year Book (No. 4, 1905), Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1906, pp.215～220。進(jìn)行了特別的考察,并在那里首次確認(rèn)了河流在黃土層分布中占有主導(dǎo)地位,而黃土層沉積條件與華北及亞洲中部的地文關(guān)系密切,其起源和發(fā)育開始于忻州期之初。([7],186、196頁(yè))他還認(rèn)為黃土的年代從晚上新世或者早更新世至今,沉積開始于第四紀(jì)或前第四紀(jì)；在干濕氣候交替的亞洲中東部,風(fēng)力在干燥季節(jié)和廣闊的平原上更加有效,而水力在降水季節(jié)和河谷中更加有效,巖石崩解的產(chǎn)物被風(fēng)力和水流交替反復(fù)搬運(yùn)和分選,最終成為李?；舴颐枋鰹辄S土的細(xì)微粉塵,其間夾雜有一些洪水帶入的粗砂土和礫石。([7],184～185頁(yè))

龐佩利把黃土層歸為湖泊或階地沉積,維理士將黃土層視為河谷沉積(valley deposit),認(rèn)為河流是黃土層廣泛分布的主要因素。與李?；舴业挠^點(diǎn)——中國(guó)的山體增高是在黃土覆蓋之前——不同,維理士得出黃土層之下的壯年地形外觀只能在相對(duì)低的海拔發(fā)育,山脈特征應(yīng)該是在黃土沉積后的地質(zhì)時(shí)期形成的結(jié)論。([7],242～244頁(yè))在龐佩利和李?；舴矣^察的基礎(chǔ)上,他認(rèn)為第三紀(jì)的北臺(tái)期和唐縣期亞洲氣候溫和潮濕,北部海平面上高度適中的區(qū)域經(jīng)受侵蝕,地形和氣候條件都有利于巖石風(fēng)化產(chǎn)物的長(zhǎng)期積累和廣泛分布；接近第三紀(jì)尾聲的亞洲內(nèi)陸變得異常干冷貧瘠,賦予風(fēng)以篩分的力量；旱季和雨季交替,風(fēng)和河流交互作用,使風(fēng)成產(chǎn)物的黃土和河流產(chǎn)物的礫石、砂土混成一體。([7],245～249頁(yè))

3.3 地文研究

維理士的考察開創(chuàng)了中國(guó)地文期的研究[10]。從保定府到西安府一帶地文期被劃分為：經(jīng)歷漫長(zhǎng)侵蝕、形成以圓形的五臺(tái)山頂峰為代表的近似準(zhǔn)平原地形的北臺(tái)期；與以前寒武紀(jì)片巖及古生代地層的壯年表面為代表的地形發(fā)育階段相符合、以大量殘丘相聯(lián)系的寬闊谷地為特征的唐縣期；以直隸、山西兩省內(nèi)加積作用為特征、黃土層早期沉積堆積為主的忻州期；涉及地表翹曲和正斷層作用的山脈生長(zhǎng)、以高山和深峽地形為特征的汾河期。([7],236～238、242、256～257頁(yè))從陜西南部渭河河谷、秦嶺、漢水河谷、九龍山到揚(yáng)子江一帶地文期被劃分為有顯著地勢(shì)壯年地形的秦嶺期和以峽谷為特征形式的揚(yáng)子期。([7],336頁(yè))

維理士一行在山東地文方面進(jìn)行了翹曲以及正斷層的影響的研究。([7],III頁(yè))對(duì)西北沿途黃土盆地進(jìn)行了特征描述,并考察沿途的地勢(shì),以說(shuō)明黃土層的分布和河流的排布。他認(rèn)為忻州黃土盆地的特征主要是翹曲和斷層的結(jié)果,而侵蝕作用則居于次要地位。([7],210～214頁(yè))忻州期以形成華北主要山岳形態(tài)特征(orographic features)的翹曲結(jié)束,其后開啟了下一時(shí)期——汾河期。他還認(rèn)為黃土期在時(shí)間上等同于忻州期和汾河期,而正確地詮釋地文史可以為討論黃土特性提供新的視角。([7],242頁(yè))

3.4 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究

維理士觀察了山東地區(qū)泰山雜巖的構(gòu)造、震旦系的構(gòu)造,以及新泰地區(qū)和魯西的正斷層；在直隸主要研究了靈山盆地的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)；對(duì)山西的考察包括前寒武紀(jì)和古生代沉積的構(gòu)造、正斷層,以及變形幕(episode of deformation)的年代；長(zhǎng)江中游地區(qū)的構(gòu)造研究涉及宜昌到巫山縣的揚(yáng)子剖面以及九龍山剖面。([7],II、III、V、VII頁(yè))根據(jù)美國(guó)當(dāng)時(shí)的地形研究和在中國(guó)的觀察結(jié)果,維理士認(rèn)為與北美的山脈歷史相似,中國(guó)最古老的地形面(topographic surface)曾經(jīng)部分是丘陵地區(qū)(hilly region)、部分是近乎水平的準(zhǔn)平原,在第三紀(jì)前期或中期稍微升到海平面以上,后來(lái)地形面斷斷續(xù)續(xù)地翹曲,以山西霍山和陜西華山、長(zhǎng)江大峽谷和向北延伸至黃河的山區(qū)為代表的東亞巨大山脈都是在現(xiàn)代地質(zhì)時(shí)期發(fā)育的。[4]

考察隊(duì)一行在五臺(tái)山發(fā)現(xiàn)了逆掩斷層,證實(shí)了洛齊和奧布魯切夫的祁連山、昆侖山和喜馬拉雅山都有南或南東方向的逆掩斷層構(gòu)造的觀點(diǎn)；維理士認(rèn)為西伯利亞地臺(tái)南移產(chǎn)生“水平擠壓”,造成了我國(guó)向南突出的弧形大陸構(gòu)造線分布格局；中元古代西伯利亞強(qiáng)烈地向南推進(jìn),古地中海在中生代閉合,喜馬拉雅山和西藏高原在新生代隆起抬升。[11]維理士將興安嶺解釋為上新世和第四紀(jì)(更新世)期間一系列現(xiàn)代地球運(yùn)動(dòng)所形成的巨大單斜褶皺的結(jié)果；他對(duì)地殼均衡說(shuō)堅(jiān)信不疑,認(rèn)為因?yàn)楹Ｑ笾聨r石圈更深層密度更大,重物質(zhì)(heavy material)的“海底擴(kuò)張”(suboceanic spread)擠壓大陸基底,而外層相對(duì)延遲導(dǎo)致向海洋的明顯運(yùn)動(dòng),亞洲巨大的地殼運(yùn)動(dòng)是大陸之下地殼深層自南向北的側(cè)向擴(kuò)張(lateral spread)造成的效果。[12]

4 維理士對(duì)中國(guó)地質(zhì)學(xué)的影響

由于合理的計(jì)劃和分工,在李?；舴业热怂於ǖ闹袊?guó)地質(zhì)輪廓和地質(zhì)學(xué)新的發(fā)展基礎(chǔ)上,維理士相對(duì)短促*維理士一行在1904年6月20日乘船離開上海前往舊金山,在華逗留時(shí)間大約9個(gè)月,實(shí)際考察時(shí)間不到8個(gè)月。參見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。的考察也獲得了相對(duì)精細(xì)和豐富的成果,對(duì)中國(guó)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。黃汲清閱讀了《在中國(guó)的研究》之后,稱贊“真有令人‘五體投地’之感”,“不厭百回讀”,該書第二卷抓住了中國(guó)乃至亞洲大陸構(gòu)造的要點(diǎn),第三卷的寒武紀(jì)動(dòng)物群研究使“中國(guó)寒武紀(jì)地史由此打下基礎(chǔ)”。[13]其考察成果屢為中國(guó)早期地質(zhì)學(xué)家參考和引用,部分著作也被選作地質(zhì)學(xué)教學(xué)參考書或被翻譯成中文,而隨著中國(guó)地質(zhì)工作的開展,中國(guó)的地質(zhì)學(xué)也在對(duì)其考察成果補(bǔ)充和糾正的基礎(chǔ)上不斷得到發(fā)展。除了地質(zhì)研究對(duì)中國(guó)地質(zhì)事業(yè)產(chǎn)生影響,維理士與中國(guó)地質(zhì)學(xué)界也有一定的交流和互動(dòng)。

4.1 中國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)其研究的參考與借鑒

維理士在中國(guó)的考察成為中國(guó)地質(zhì)研究的重要基礎(chǔ),比較明顯的例子就是早期中國(guó)地質(zhì)學(xué)術(shù)研究的實(shí)地考察記錄、匯集農(nóng)商部地質(zhì)研究所師生地質(zhì)工作成果的《地質(zhì)研究所師弟修業(yè)記》。該書分別從地質(zhì)系統(tǒng)、火成巖、構(gòu)造、礦產(chǎn)等方面討論和總結(jié)了實(shí)習(xí)期間的地質(zhì)觀察結(jié)果,參考了維理士在中國(guó)的考察成果,并在書中有廣泛的引用。

通過(guò)地質(zhì)考察,地質(zhì)研究所師生繼承并印證了維理士的部分成果。比如：在泰山及徂徠山一帶的實(shí)習(xí)遵從他對(duì)泰山系的命名；對(duì)火成巖種類和時(shí)代的系統(tǒng)論述以他在各地發(fā)現(xiàn)和命名的火成巖作為參照和比較；在山東、山西和直隸的觀察進(jìn)一步印證了他對(duì)元古界的五臺(tái)系和滹沱系的劃分,以及對(duì)五臺(tái)山地域不整合巖層的解釋；地質(zhì)研究所的實(shí)習(xí)觀察結(jié)果認(rèn)為他在五臺(tái)山所見(jiàn)的太古界與元古界的不整合最為詳盡,將五臺(tái)系劃分為不整合的三層褶皺是其首次發(fā)現(xiàn)。([14],3、24～30、32～33、37～39頁(yè))

維理士的工作對(duì)正在形成中的中國(guó)地質(zhì)學(xué)起到了示范作用,《在中國(guó)的研究》一書成為地質(zhì)學(xué)發(fā)展初期的教學(xué)參考書,其中的內(nèi)容也被納入到一些教材之中。農(nóng)商部地質(zhì)研究所“圖書存儲(chǔ)表”中“地質(zhì)學(xué)類”即寫明“威烈士氏中國(guó)考察記,附圖二冊(cè),英文,二部共八冊(cè)”([15],29頁(yè))；北京協(xié)和女書院校長(zhǎng)麥美德(Luella Miner,1861～1935)所著的地質(zhì)學(xué)教材《地質(zhì)學(xué)》(TextBookofGeology)即基于華盛頓卡內(nèi)基研究所等的考察,書中使用了維理士考察的地質(zhì)圖,并引用他“泰山石系”和滹沱系的命名([16],19、20、23、24頁(yè))；謝家榮在《地質(zhì)學(xué)教學(xué)法》中將該書列為高等師范學(xué)校采礦科地質(zhì)學(xué)的參考書以及地質(zhì)旅行之前的參考報(bào)告[17]。

此外,維理士的部分文章也被翻譯出版。孟昭彝的《地球內(nèi)部之構(gòu)成》譯自其《地質(zhì)構(gòu)造》(GeologicStructures)*該書1934年的版本中可以找到與譯文中前四部分對(duì)應(yīng)的章節(jié),第五部分沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)部分,該文章尚不清楚翻譯自哪一版本。參見(jiàn)Bailey Willis,Robin Willis,Geologic Structures,New York：McGraw-Hill, 1934, pp.401～408。的章節(jié)“Constitution of the Earth”[18]。周曉和的《亞洲之皺?。荷矫}之研究——康藏高原及四川盆地之成因》譯自其文章“Wrinkles of Asia”*Bailey Willis,“Wrinkles of Asia,”The Scientific Monthly, 1939, 49(5): 431～451.,并稱《在中國(guó)的研究》“是為地質(zhì)及古生物學(xué)界重要之文獻(xiàn)”,“此文研究亞洲大陸之變化及山脈之成形甚屬精確”[19,20]。另外,維理士著作中有關(guān)中國(guó)礦產(chǎn)的研究也成為引用對(duì)象,如王寵佑《中國(guó)的礦藏》(The Mineral Resources of China)曾引用其同名文章*Bailey Willis,“Mineral Resources of China,”Economic Geology, 1908, 3: 1～36, 118～133.中對(duì)中國(guó)礦藏的描述[21],而嚴(yán)莊編譯的《礦物鑒定法絜要》在“編者識(shí)”中也引用其對(duì)中國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)量豐富的描述[22]。

4.2 中國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)其成果的補(bǔ)充與糾正

雖然維理士在中國(guó)的地質(zhì)工作對(duì)中國(guó)早期地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展起到了示范作用,成為參考和引用的對(duì)象,但是,由于考察時(shí)間、范圍有限,所得出的某些結(jié)論不可避免地表現(xiàn)出籠統(tǒng)甚至錯(cuò)誤。隨著地質(zhì)研究的開展,這些問(wèn)題逐漸暴露出來(lái),相應(yīng)的工作成果也被不斷補(bǔ)充和糾正。

對(duì)維理士考察結(jié)果的補(bǔ)充和糾正在《地質(zhì)研究所師弟修業(yè)記》中有所體現(xiàn)。比如：地質(zhì)研究所師生在直隸和山東等地發(fā)現(xiàn)的紡錘蟲石灰?guī)r層以及直隸、河南、山東和山西等地發(fā)現(xiàn)的燧石石灰?guī)r都與南方海相石炭紀(jì)十分相似,他們認(rèn)為南北巖石并非不相關(guān),維理士分石炭紀(jì)沉積北為陸相、南為海相也并非絕對(duì)；在北方的觀察印證了他的北方石炭紀(jì)巖層厚度較南方大為減少的觀點(diǎn),并進(jìn)一步認(rèn)為石炭紀(jì)巖層自長(zhǎng)江越往北越薄,自北京往西北直至大同一帶,則中生界巖層直接與寒武紀(jì)接觸,石炭紀(jì)巖層幾乎不可見(jiàn)；維理士將李?；舴业哪峡谙祻恼鸬┫抵蟹蛛x而歸于新元古界,但是尚未提及東冶灰?guī)r(原文為“東峪灰?guī)r”)與豆村板巖(原文為“竇村板巖”)之間有無(wú)間斷,而在獲鹿縣的實(shí)習(xí)則發(fā)現(xiàn)了處于兩者之間、洛齊所謂的南山系。([14],9、14、38、44頁(yè))另外,后來(lái)中國(guó)地質(zhì)學(xué)家的工作也在地層、黃土和構(gòu)造等方面對(duì)維理士的研究有不同程度的補(bǔ)充和糾正。

4.2.1 地層劃分

由于維理士的考察行程比較急促,無(wú)法進(jìn)行廣泛而細(xì)致的研究,考察又偏重前寒武紀(jì)和古生代地層,有些地層又缺乏古生物化石證據(jù),所以難免存在地層劃分籠統(tǒng)甚至錯(cuò)誤的問(wèn)題,這在維理士對(duì)震旦系和五臺(tái)山地區(qū)的地層劃分上表現(xiàn)尤為明顯。

在李?；舴业慕ㄗh和其考察成果的基礎(chǔ)上,維理士對(duì)其震旦系做出了修改,形成了自己對(duì)震旦系新的定義,這個(gè)籠統(tǒng)的定義突出表現(xiàn)為寒武系和奧陶系的界限不清。葛利普(Amadeus William Grabau,1870～1946)在《震旦系》(The Sinian System)中總結(jié)了李希霍芬和維理士的震旦系、中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)重新定義的震旦系和世界其他地區(qū)的震旦系,認(rèn)為維理士的震旦系包括了華北寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)巖系,如果“寒武—奧陶系”與震旦系含義相同,則必然會(huì)被再度劃分而遭到廢止。[23]李四光討論了“寒武—奧陶系”石灰?guī)r中的地層間斷的性質(zhì)和范圍后,認(rèn)為維理士將李?；舴颐枋龅摹癒ohlenkalk”對(duì)應(yīng)的石灰?guī)r層整合于華北震旦系的最上層,這與他在安徽北部山區(qū)觀察的事實(shí)不符,建議引入國(guó)際通用的術(shù)語(yǔ)“寒武系”和“奧陶系”取代中國(guó)的“寒武—奧陶系”。[24]

維理士對(duì)五臺(tái)山地區(qū)的研究成果雖然一度成為地層分類的重要依據(jù),但是同樣存在劃分錯(cuò)誤。孫健初研究山西太古界地層后,沒(méi)有觀察到維理士描述的晉南的最古老巖石。在許多地方的古生代地層下,他認(rèn)為維理士觀察并描述的泰山雜巖的某些部分可能屬于寒武紀(jì)。在觀察的基礎(chǔ)上,他證明維理士觀察的五臺(tái)山東南斜坡的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,而其有關(guān)年代可能有誤。[25]楊杰將在五臺(tái)山西北坡觀察到的綠片巖定為臺(tái)懷層(Série de Taihuai)對(duì)應(yīng)于維理士的Aw層(zone “Aw”)和西臺(tái)層(Sitai Series),將在五臺(tái)山中部大范圍的石英巖和片巖定為南臺(tái)層(Série de Nantai),以對(duì)應(yīng)維理士的南臺(tái)層(Nantai Series)和豆村板巖(Totsun Slates),并以白頭庵層(Série de Paitouan)取代維理士的An層(zone “An”)和東冶灰?guī)r(Tungyü Limestone)。[26]王曰倫所帶領(lǐng)的五臺(tái)隊(duì)的集體調(diào)查則對(duì)維理士所定的五臺(tái)紀(jì)予以否定,重新劃分了五臺(tái)山的地層系統(tǒng),并分析了其地質(zhì)工作錯(cuò)誤的根源。[27]

4.2.2 黃土及構(gòu)造

在黃土研究方面,后來(lái)的研究也對(duì)維理士的考察結(jié)果進(jìn)行了補(bǔ)充和修正。葉良輔在提及中國(guó)北部黃土問(wèn)題時(shí),指出李?；舴液途S理士認(rèn)為黃土層厚度極大,實(shí)則只是小部分的黃土填充在上新統(tǒng)粘土溝壑中,再經(jīng)歷侵蝕而成的溝谷所呈現(xiàn)的厚層黃土現(xiàn)象。[28]安特生(Johan Gunnar Andersson,1874～1960)在對(duì)李?；舴液途S理士所描述的幾個(gè)華北黃土剖面進(jìn)行觀察研究后,認(rèn)為其下部并非真正的黃土,而是第三紀(jì)三趾馬紅粘土沉積。[29]巴爾博(George Brown Barbour, 1890～1977)比較了維理士和李?；舴业狞S土,認(rèn)為維理士所命名的黃土包括紅粘土、真正的黃土和帶有再積黃土的礫石,即更廣泛意義上的黃土,而其沉積時(shí)間間隔跨度過(guò)長(zhǎng),且在其范圍內(nèi)存在氣候變化反差強(qiáng)烈的間隔和分期。[30]

與地層劃分類似,維理士對(duì)中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造的某些觀察和結(jié)論也存在問(wèn)題。翁文灝稱他的科學(xué)理解可作為山脈研究的參考,但因考察范圍有限,其推論不免有缺誤,如漏略賀蘭山、陰山、興安嶺等山脈,而長(zhǎng)江流域山脈則相對(duì)簡(jiǎn)略。[31]王竹泉通過(guò)對(duì)太華山、汾河和陰山等地?cái)鄬拥挠^察研究,對(duì)他關(guān)于黃河發(fā)育的學(xué)說(shuō)提出異議,認(rèn)為其有關(guān)山陜之間地盤因太華山斷層全部南傾的假定是錯(cuò)誤的。[32]李春昱在渭北調(diào)查煤田時(shí),對(duì)他在秦嶺和平原之間落差很大的正斷層的描述抱有疑問(wèn),認(rèn)為他在華山潼關(guān)以西至華縣觀察到的很陡的正斷層有待商討,而其所判斷的渭河斷層發(fā)生時(shí)間則應(yīng)該提前。[33]

5 維理士與中國(guó)地質(zhì)學(xué)界的交流

1926年10月30日,第三次泛太平洋學(xué)術(shù)會(huì)議(The Third Pan-Pacific Scientific Congress)在日本東京舉行,為維理士與中國(guó)地質(zhì)學(xué)界的交流提供了機(jī)會(huì)。維理士作為美方代表參會(huì),并擔(dān)任11月2日“成礦時(shí)代及太平洋區(qū)域之地質(zhì)統(tǒng)一”分會(huì)后半段的主席。其參會(huì)論文涉及“客利福尼亞及智利地震區(qū)之異同”(“成礦時(shí)代及太平洋區(qū)域之地質(zhì)統(tǒng)一”分會(huì))和“太平洋地質(zhì)構(gòu)造論”(11月3日“太平洋區(qū)域之地質(zhì)構(gòu)造,地盤升降,地震重力及地形測(cè)量”分會(huì))。[34]

翁文灝作為中方代表參會(huì)*中方與會(huì)人員共12人,包括翁文灝、秦汾、胡敦復(fù)、任鴻雋、薛德焴、竺可楨、胡先骕、陳煥鏞、王一林、厲家福、沈宗瀚、魏嵒壽。,認(rèn)為維理士“為研究中國(guó)地質(zhì)最有成績(jī)之人”,并表示“與此耆年宿學(xué)共論一堂,深以為欣幸焉”。翁文灝在“成礦時(shí)代及太平洋區(qū)域之地質(zhì)統(tǒng)一”分會(huì),提交有《中國(guó)東部地殼運(yùn)動(dòng)》一文。該分會(huì)的結(jié)論為侏羅紀(jì)末沿太平洋各地均有造山作用,這與維理士等歐洲學(xué)者從前對(duì)中國(guó)的研究結(jié)果不符,卻和翁文灝等在中國(guó)比較細(xì)致觀察的結(jié)果以及加拿大、美國(guó)西部、新西蘭的情況相符合。另外,在11月2日“太平洋區(qū)域石炭及石油之地質(zhì)”分會(huì),李四光提交了論題“中國(guó)北部古生代含炭層之時(shí)代及其分布”(翁文灝代為宣讀),其紡錘蟲化石研究認(rèn)為維理士在山東和山西取得的化石不應(yīng)單純地歸為上石炭紀(jì)。[34]

會(huì)后,維理士再次來(lái)到中國(guó)*維理士還有其他的來(lái)華記錄。1937年,他曾為菲律賓政府考察礦產(chǎn),7月份到過(guò)我國(guó)臺(tái)灣島,在工作結(jié)束時(shí)在我國(guó)與其妻團(tuán)聚。參見(jiàn)“Willis Makes Investigation of Minerals”,The Stanford Daily(Stanford, May 25,1937)；“Geologist to Talk on Foreign Tour”,The Stanford Daily(Stanford, November 08, 1937)。維理士在臺(tái)灣由合歡山橫跨中央山脈作全島觀察,其工作也涉及宜蘭一帶地區(qū),不過(guò)并未發(fā)表報(bào)告。參見(jiàn)何春蓀：《過(guò)去五十年內(nèi)臺(tái)灣地質(zhì)之研究》,《地質(zhì)論評(píng)》,1947年,第12卷第5期,397～424頁(yè)。。12月6日,在北京大學(xué)第二院大講堂做了“中國(guó)與日本地質(zhì)之比較”的演講[35]。12月中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)*作為對(duì)中國(guó)地質(zhì)學(xué)做出重大貢獻(xiàn)的地質(zhì)學(xué)家,維理士和沃爾科特在1924年中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)第二次年會(huì)上當(dāng)選為通信會(huì)員,并多年擔(dān)任此職；1933年白衛(wèi)德亦當(dāng)選為通信會(huì)員,并多年任職。參見(jiàn)1924年中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)“第二次年會(huì)記事”以及1926、1932～35、1942、1947等年《中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)志》的“中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員錄”。第二次常會(huì)上,他做了同樣題目的報(bào)告[36]。會(huì)上李四光宣讀了《地球表面形象變遷的主因》(The Fundamental Cause of Evolution of the Earth’s Surface Features),維理士和荷蘭地質(zhì)古生物學(xué)家布勞沃(Hendrik Albertus Brouwer,1886～1973)參與了該論文的討論[37]。在京期間,維理士曾在巴爾博陪同下考察北京周邊[38]。12月13日,隨美方泛太平洋學(xué)術(shù)會(huì)議參會(huì)代表由天津乘船至上海,受到中國(guó)科學(xué)社的招待[39],并訪問(wèn)了滬江大學(xué)[40]。

另外,維理士與一些赴美留學(xué)和訪問(wèn)的中國(guó)地質(zhì)學(xué)家也有直接或間接的交流。張伯聲在美國(guó)留學(xué)期間,曾經(jīng)受到維理士學(xué)術(shù)報(bào)告中有關(guān)中國(guó)考察內(nèi)容的吸引,1929年轉(zhuǎn)學(xué)至斯坦福大學(xué)地質(zhì)系。[41]1940年,阮維周曾經(jīng)會(huì)晤維理士和白衛(wèi)德*維理士提議阮維周在芝加哥大學(xué)開學(xué)前到美國(guó)南部訪問(wèn)大規(guī)模開發(fā)的油田,并為他聯(lián)絡(luò)好了石油公司。參見(jiàn)楊翠華：《阮維周先生訪問(wèn)紀(jì)錄》,臺(tái)北：中央研究院近代史研究所,1992年,19～20頁(yè)。,并在他們以及古生物學(xué)家錢耐(Ralph Works Chaney,1890～1971)的介紹下進(jìn)入芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)石油地質(zhì)。[42]

6 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于處于起步和發(fā)展階段的中國(guó)地質(zhì)學(xué)研究來(lái)說(shuō),維理士的考察成果無(wú)疑是十分重要的參考材料,其研究工作也對(duì)中國(guó)地質(zhì)學(xué)的早期發(fā)展起到了示范作用。無(wú)論是實(shí)地考察還是教學(xué)參考書,早期的中國(guó)地質(zhì)學(xué)都存在對(duì)其研究成果的廣泛的引證和借鑒。但同時(shí)因?yàn)槠淇疾斓臅r(shí)間短促、范圍有限,考察所得到的結(jié)論難免有錯(cuò),這些問(wèn)題也被后來(lái)的地質(zhì)工作不斷地補(bǔ)充和糾正。中國(guó)的早期地質(zhì)研究正是在以他為代表的外國(guó)地質(zhì)學(xué)家的工作基礎(chǔ)上,才逐漸發(fā)展完善的。

從1903年來(lái)華考察到1949年逝世,維理士幾乎一直和中國(guó)的地質(zhì)學(xué)發(fā)展保持聯(lián)系：1903～1904年在華考察地質(zhì)、1907年《在中國(guó)的研究》出版、1924年擔(dān)任中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)通信會(huì)員、1926年參加第三屆泛太平洋學(xué)術(shù)會(huì)議及會(huì)后再度來(lái)華,以及其間對(duì)赴美訪問(wèn)的學(xué)者和留學(xué)生的影響,中國(guó)地質(zhì)學(xué)在這近半個(gè)世紀(jì)中經(jīng)歷著本土化的過(guò)程,維理士的中國(guó)地質(zhì)研究及其影響正是中國(guó)地質(zhì)學(xué)過(guò)渡和發(fā)展階段一個(gè)側(cè)面的反映。

致 謝 潘云唐教授和中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所張九辰研究員審閱初稿并提出了寶貴的修改意見(jiàn),在此表示感謝。

1 Willis B.AYanquiinPatagonia:ABitofAutobiography[M]. Stanford: Stanford University Press, 1947.

2 Blackwelder E. Bailey Willis, May 31, 1857-February 19, 1949 [M]//BiographicalMemoirsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica. Washington, D.C.: National Academy of Sciences, 1961, 35: 333～350.

3 Willis, Bailey [M]//TheNationalCyclopaediaofAmericanBiography.New York: James T. White, 1951, XXXVII: 53～54.

4 Willis B. Geological Research in Eastern Asia [M]//YearBook(No. 3, 1904).Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1905. 275～291.

5 Report of Executive Committee on the Work of the Year [M]//YearBook(No. 2, 1903). Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1904. xv～lii.

6 Willis B.FriendlyChina:TwoThousandMilesAfootamongtheChinese[M]. Stanford: Stanford University Press, 1949.

7 Willis B, Blackwelder E, Sargent R H.ResearchinChina:DescriptionTopographyandGeology[M]. Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1907.

8 學(xué)術(shù)新報(bào)[J]. 理學(xué)雜志. 1907, (4): 71～78.

9 Willis B. Studies in Europe [M]//YearBook(No. 4, 1905). Washington, D.C.: Carnegie Institution of Washington, 1906. 194～203．

10 黃汲清. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)的主要成就[J]. 中國(guó)科技史料, 1983, 4(3): 1～11.

11 吳鳳鳴. 1840至1911年外國(guó)地質(zhì)學(xué)家在華調(diào)查與研究工作[J]. 中國(guó)科技史料, 1992, 13(1): 37～51.

12 Gregory J W. The Carnegie Expedition to China [J].TheGeographicalJournal, 1909, 34(1): 73～74.

13 黃汲清. 民國(guó)紀(jì)元以前外國(guó)地質(zhì)學(xué)者在中國(guó)之工作[J]. 思想與時(shí)代, 1947, (49): 34～36.

14 章鴻釗, 翁文灝. 地質(zhì)研究所師弟修業(yè)記[M]. 北京：京華印書局, 1916.

15 農(nóng)商部地質(zhì)研究所一覽[M]. 北京：京華印書局, 1916.

16 麥美德. 地質(zhì)學(xué)[M]. 北京：北京協(xié)和女書院, 1911.

17 謝家榮. 地質(zhì)學(xué)教學(xué)法[J]. 科學(xué), 1922, 7(11): 1204～1213.

18 維理士. 地球內(nèi)部之構(gòu)成[J]. 孟昭彝,譯. 河南省地質(zhì)調(diào)查所匯刊, 1937, (5): 33～38.

19 維理士. 亞洲之皺摺(上)：山脈之研究——康藏高原及四川盆地之成因[J]. 周曉和,譯. 康導(dǎo)月刊, 1941, 3(8/9): 1～6.

20 維理士. 亞洲之皺摺(下)：山脈之研究——康藏高原及四川盆地之成因[J]. 周曉和,譯. 康導(dǎo)月刊, 1942, 3(10/11): 50～59.

21 Wang C Y.The Mineral Resources of China [N].TheWeeklyReviewoftheFarEast, 1921- 12- 24: 150.

22 嚴(yán)莊. 礦物鑒定法絜要[J]. 科學(xué), 1916, 2(3): 301～309.

23 Grabau A W. The Sinian System [J].BulletinoftheGeologicalSocietyofChina, 1922, 1(1～4): 44～88.

24 Lee J S. The Nature and Extent of a Stratigraphical Break in the Cambro-Ordovician Limestones of Northern Anhui, and Its Bearing upon the Systematic Classification of the Cambro-Ordovician Strata [J].BulletinoftheGeologicalSocietyofChina, 1922, 1(1～4): 89～96.

25 孫健初. 山西太古界地層之研究[C]//孫健初. 孫健初地質(zhì)論文選集. 北京：石油工業(yè)出版社, 1998. 1～22.

26 Yang K. Note Préliminairesur la géologie du Woutaichan (Chanhsi) [J].BulletinofGeologicalSocietyofChina, 1936, 15(2): 261～268, 286.

27 五臺(tái)隊(duì)集體調(diào)查. 五臺(tái)山五臺(tái)紀(jì)地層的新見(jiàn)[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 1952, 32(4): 325～353, 374～384.

28 葉良輔. 北京西山地質(zhì)志[J]. 地質(zhì)專報(bào), 1920,甲種第1號(hào): 1～92.

29 Andersson J G. Essays on the Cenozoic of Northern China [J].MemoiroftheGeologicalSurveyofChina, 1923, A(3): 1～152.

30 Barbour G B. The Loess of China [J].TheChinaJournalofScienceandArts, 1925, 3(9): 509～519.

31 翁文灝. 中國(guó)山脈考[J]. 科學(xué), 1925, 9(10): 1179～1214.

32 王竹泉. 黃河河道成因考[J]. 科學(xué), 1925, 10(2): 165～173.

33 李春昱.對(duì)于“渭河地塹”的質(zhì)疑[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),1956, 36(4): 405～416.

34 翁文灝.第三次泛太平洋學(xué)術(shù)會(huì)議中地質(zhì)學(xué)會(huì)議述要[J]. 科學(xué), 1927, 12(4): 496～506.

35 本校布告[N]. 北京大學(xué)日刊, 1926- 12- 04: 1.

36 Proceedings of General Meetings of the Geological Society of China, Held on October, November and December 1926 [J].BulletinoftheGeologicalSocietyofChina, 1926, 5(3/4): 197～200.

37 Lee J S. The Fundamental Cause of Evolution of the Earth’s Surface Features [J].BulletinoftheGeologicalSocietyofChina, 1926, 5(3/4): 209～262.

38 張雷. 巴爾博與中國(guó)地質(zhì)學(xué)(1921～1935年)[J]. 中國(guó)科技史雜志, 2015, 36(3): 316～324.

39 中國(guó)科學(xué)社招待美國(guó)學(xué)術(shù)界[N].申報(bào), 1926- 12- 18: 10.

40 Famous Professors Speak to Shanghai College Men [N].TheChinaPress, 1926- 12- 22: 3.

41 王戰(zhàn). 大地構(gòu)造學(xué)家、地質(zhì)教育學(xué)家張伯聲[M]//黃汲清, 何紹勛.中國(guó)現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)家傳. 長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社, 1990, 1: 245～259.

42 地質(zhì)界消息[J]. 地質(zhì)論評(píng), 1941, 6(5/6): 439～461．

Bailey Willis’ Geological Research and His Influence in China

CHEN Ming1,2, HAN Qi1

(1.InstitutefortheHistoryofNaturalSciences,CAS,Beijing100190,China;2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)

Bailey Willis, an American geologist, who came to China on an expedition in 1903, carried out geological research on stratigraphy, loess, physiography, tectonics, etc. The results of this expedition were published inResearchinChina, which had a profound impact on the early development of geology in China. In addition to the depiction of the process and achievements of the expedition, this paper further explores the citation, addition and correction of his research by early Chinese geologists, illustrating the utilization of his works in China, the interaction and communication between him and Chinese geologists, and thus renders a reflection of the early development and the localization of geology in China．

Bailey Willis,ResearchinChina, geology, loess, localization

2016- 03- 18；

2016- 06- 25

陳明,1986年生,遼寧西豐人,碩士研究生；韓琦,1963年生,浙江嵊州市人,博士,中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所特聘研究員。

中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目“地質(zhì)學(xué)在中國(guó)的本土化研究”(項(xiàng)目編號(hào)：KZZD-EW-TZ-01)

N092∶P5-092

A

1000- 0224(2016)02- 0213- 14