安特生對(duì)中國(guó)宣龍式鐵礦床發(fā)現(xiàn)、考古學(xué)和地質(zhì)學(xué)的三大貢獻(xiàn)

呂金波

1914年至1926年，瑞典人安特生（Johan Gunnar Andersson）受聘中國(guó)北洋政府農(nóng)商部礦務(wù)顧問(wèn)，對(duì)中國(guó)作出過(guò)三大貢獻(xiàn)——宣龍式鐵礦床的發(fā)現(xiàn)、考古學(xué)和地質(zhì)學(xué)。1921年10月27日～12月1日，安特生在中國(guó)地質(zhì)學(xué)家袁復(fù)禮、劉長(zhǎng)山、陳德廣、白萬(wàn)玉、姚氏、張氏等人的陪同下發(fā)現(xiàn)仰韶文化遺址、開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)田野考古學(xué)。迄今百年，寫(xiě)文紀(jì)念。

1902年，安特生畢業(yè)于瑞典烏普薩拉大學(xué)（Uppsala Universitet），獲地質(zhì)學(xué)博士學(xué)位，后來(lái)編寫(xiě)了《世界鐵礦資源》和《世界煤礦資源》兩本調(diào)查集，任萬(wàn)國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，舉世矚目，受到了北洋政府的關(guān)注。1913年北洋政府成立了農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所和地質(zhì)研究所，1914年聘請(qǐng)安特生擔(dān)任農(nóng)商部礦務(wù)顧問(wèn)，發(fā)現(xiàn)龍關(guān)（1958年12月龍關(guān)縣與赤城縣合并、1960年5月改稱赤城縣）鐵礦，1915年受到袁世凱的接見(jiàn)（談話時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)），1916年黎元洪總統(tǒng)頒發(fā)“總統(tǒng)三等嘉禾章”獎(jiǎng)勵(lì)，這一時(shí)期安特生編寫(xiě)了《中國(guó)的鐵礦和鐵礦工業(yè)》和《華北馬蘭臺(tái)地》兩部調(diào)查報(bào)告。

農(nóng)商部礦務(wù)顧問(wèn)——瑞典人安特生

發(fā)現(xiàn)宣龍式鐵礦床

安特生顧問(wèn)于1914年發(fā)現(xiàn)龍關(guān)縣赤鐵礦，在1918年發(fā)現(xiàn)宣化北面的煙筒山赤鐵礦，后來(lái)被地質(zhì)教科書(shū)和《地球科學(xué)大辭典》定義為“宣龍式鐵礦床”。赤鐵礦賦存于龍關(guān)縣和宣化煙筒山一帶的中元古代長(zhǎng)城紀(jì)串嶺溝組下部。這一發(fā)現(xiàn)奠定了1919年6月開(kāi)工、9月成立“龍煙鐵礦股份有限公司”的基礎(chǔ)，解放后發(fā)展成為“首鋼”和“宣鋼”兩大鋼鐵基地。

發(fā)現(xiàn)過(guò)程

1914年，北洋政府聘請(qǐng)安特生為農(nóng)商部礦務(wù)顧問(wèn)。恰逢第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，鋼鐵產(chǎn)量成為戰(zhàn)勝國(guó)的標(biāo)志，人們希望找到大量的鐵礦，北洋政府想找到由中國(guó)人自己掌控的鐵礦山。安特生來(lái)到中國(guó)后的第一個(gè)貢獻(xiàn)就是在1914～1918年先后發(fā)現(xiàn)龍關(guān)縣——宣化煙筒山的赤鐵礦，1919年9月成立了“龍煙鐵礦股份有限公司”，現(xiàn)在首鋼廠內(nèi)的石景山半山腰還保留有“龍煙專(zhuān)家樓”遺址，兩排青石砌筑的平房，是建廠時(shí)幫助安裝第一座250噸煉鐵爐的美國(guó)工程師格林（G. G. Green）的起居室和辦公室，當(dāng)時(shí)稱為“龍煙別墅”，是在古代法明寺舊址上修建的?！褒垷焺e墅”被首鋼人俗稱“白屋”，青白色，坐西朝東，硬山起脊、虎皮墻體，每排房長(zhǎng)33米，寬7.4米，高4米，內(nèi)設(shè)隔斷墻、四白落地、吊頂，2007年12月被北京市規(guī)劃委員會(huì)和北京市文物局列入“北京市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護(hù)名錄”。

安特生顧問(wèn)于1918年前往宣化一帶的護(hù)照

1914年安特生顧問(wèn)到丹麥工程師麥西生（F. C. Mathiesen）家中，見(jiàn)到了赤鐵礦樣品。1914年9月偕麥西生和助手瑞典工程師伊立生（C. F. Erikson）前往當(dāng)時(shí)的龍關(guān)縣考察，發(fā)現(xiàn)了“龍關(guān)鐵礦”。因這一發(fā)現(xiàn)，1915年安特生受到袁世凱的接見(jiàn)，1916年大總統(tǒng)黎元洪頒發(fā)嘉獎(jiǎng)令：“大中華民國(guó)大總統(tǒng)茲授與農(nóng)商部顧問(wèn)洋員安特生三等嘉禾章以示優(yōu)異。大中華民國(guó)五年九月二十五日令行，黎元洪。大中華民國(guó)五年十月二十日頒發(fā)。銓敘局局長(zhǎng)郭則沄”。1918年成立龍關(guān)鐵礦公司后又發(fā)現(xiàn)宣化煙筒山鐵礦，于1919年重組為“龍煙鐵礦股份有限公司”，北洋政府的徐世昌、黎元洪、馮國(guó)璋和段祺瑞等都有股份，標(biāo)志著中國(guó)人掌管鐵礦的開(kāi)始。1923年4月15日，黎元洪大總統(tǒng)偕農(nóng)商部李根源總長(zhǎng)視察龍煙鐵礦石景山煉廠。

宣龍式鐵礦的層位和品位

串嶺溝組為距今16.58～16.48億年前濱海潮間帶沉積的物質(zhì)，地質(zhì)學(xué)稱為“薊縣剖面”（李四光評(píng)價(jià)“在歐亞大陸同時(shí)代地層中，薊縣剖面之佳，恐無(wú)出其右者”），位于天津薊州區(qū)的青山嶺-劉莊子，但沒(méi)有下部的赤鐵礦層。宣化-龍關(guān)縣（赤城縣）-延慶的下部為紅色含赤鐵礦砂巖，中間為黑灰色粉砂質(zhì)頁(yè)巖，上部為黑色碳質(zhì)頁(yè)巖夾含砂白云巖。

下部具有赤鐵礦層的串嶺溝組形成于尚義-赤城以南、蔚縣-延慶以北的宣龍海盆中，因?yàn)橄蛭鹘咏轿鞴抨憽⑾蚰辖咏轿鞴抨?、向北接近?nèi)蒙古陸，海盆較淺，沉積物中陸地的泥砂含量明顯增多，沉積了氧化條件下形成的赤鐵礦層。礦床學(xué)術(shù)語(yǔ)“品位”是指礦石中有用組分的單位含量，平均品位是指全礦區(qū)工業(yè)礦石總平均品位，通常以%表達(dá)，如鐵的品位為41.78%，意思就是這種鐵礦石中含鐵41.78%。鐵礦區(qū)主要分布有河北省張家口市的煙筒山（平均品位41.78%）、龐家堡（平均品位45.00%）、麻峪口（平均品位37.41%）、黃草梁（平均品位47.69%）、辛夭（平均品位35.36%）、大嶺堡（平均品位36.81%）和北京市延慶區(qū)的營(yíng)門(mén)（平均品位48.82%），均為中型礦床。赤鐵礦層由上至下分為第Ⅰ礦層～第Ⅴ礦層，共5層：第Ⅰ礦層，主要為鮞狀赤鐵礦，少量腎狀赤鐵礦，偶見(jiàn)鮞狀菱鐵礦，厚0.25～0.35米；第Ⅱ礦層最好，含鐵品位高，鮞狀赤鐵礦，厚0.18～5.38米。第Ⅲ礦層，鮞狀赤鐵礦，偶見(jiàn)腎狀赤鐵礦，厚0.26～2.96米，常夾1～2層厚0.2～0.3米的菱鐵礦。第Ⅳ層，腎狀赤鐵礦，平均厚度0.63米。第Ⅴ礦層規(guī)模小。各礦層之間被0.8～1.2米厚的石英巖、砂巖及砂質(zhì)頁(yè)巖夾層隔開(kāi)。

宣化-龍關(guān)縣（赤城縣）一帶的串嶺溝組比較薊縣一帶，地層顯著變薄，說(shuō)明海水變淺，屬濱海相潮間帶沉積，氧化還原電位高，處于氧化環(huán)境，同時(shí)北面的內(nèi)蒙古陸、西面的山西古陸和南面的冀西古陸太古宙地層中的鐵質(zhì)成分流入深度很淺的宣龍海盆中，致使地層中三價(jià)鐵含量高，巖石的顏色整體發(fā)紅。地層下部以砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、赤鐵礦為主，厚49～55米，產(chǎn)“宣龍式鐵礦床”，上部為黑色炭質(zhì)頁(yè)巖夾灰綠色含鉀頁(yè)巖，夾數(shù)層含疊層石白云巖。具有腎狀、鮞狀構(gòu)造的赤鐵礦均由地球元古代的早期生命體——鐵質(zhì)疊層石組成，主要有：Cruneria yantungshanensis,Pangjiapuella palmata等。北京市延慶區(qū)營(yíng)門(mén)一帶的串嶺溝組底部為腎狀、鮞狀赤鐵礦，厚約2米。

“宣龍式鐵礦床”集中分布于河北省西北部張家口市的宣化、龍關(guān)、赤城一帶，向東延伸至北京的延慶區(qū)營(yíng)門(mén)、車(chē)道溝、囤子溝，最東到懷柔區(qū)長(zhǎng)哨營(yíng)大溝村一帶，礦石品位：全鐵平均品位35.36～48.82%，屬于富礦。再向東的密云區(qū)——天津薊州一帶，隨著海水變深（地層增厚為標(biāo)志）進(jìn)入還原環(huán)境，相應(yīng)氧化環(huán)境下的赤鐵礦層也就不存在了。

總結(jié)一下“宣龍式鐵礦層”的沉積環(huán)境演化過(guò)程：在濕熱型氣候條件下，鐵質(zhì)來(lái)自周邊古陸太古宙地層中的桑干巖群含鐵風(fēng)化物質(zhì)，隨著宣龍海盆地殼的下降，沉積在封閉的海盆中，形成了5層赤鐵礦層。海盆中的海水處于浪基面附近，水深在20米左右，Eh值在+0.1～0.0之間，pH值在5～6之間，為氧化環(huán)境，介質(zhì)處于中酸性，形成赤鐵礦。后期隨著海水變深，游離氧減少，菱鐵礦增加，形成了串嶺溝組上部還原環(huán)境的頁(yè)巖地層，也就沒(méi)有赤鐵礦了。另外，腎狀赤鐵礦是伴隨地球早期生命——疊層石伴生的礦床，表明生物化學(xué)作用明顯，反映含鐵疊層石在濱海潮間地帶生存，可以說(shuō)“宣龍式鐵礦床”屬于濱海相化學(xué)沉積和生物化學(xué)沉積共同作用形成的礦床。

延慶營(yíng)門(mén)的腎狀赤鐵礦

發(fā)現(xiàn)周口店北京人遺址和仰韶文化遺址

發(fā)現(xiàn)周口店北京人遺址

1918年春天，安特生顧問(wèn)發(fā)現(xiàn)周口店雞骨山（現(xiàn)在的南坡貨場(chǎng)，后來(lái)編號(hào)周口店第6地點(diǎn)），在此找到了大量的野兔和狐貍化石，引起他考察周口店的興趣。1921年夏天，他和奧地利人師丹斯基（Otto Zdansky）等再次訪問(wèn)周口店，在當(dāng)?shù)責(zé)夜と说囊龑?dǎo)下，來(lái)到了周口店村西的龍骨山，在周口店第1地點(diǎn)頂部發(fā)現(xiàn)了豐富的哺乳動(dòng)物化石，當(dāng)時(shí)安特生顧問(wèn)把它編為第53地點(diǎn)，就是現(xiàn)在的周口店北京人遺址。在這次考察中，當(dāng)安特生顧問(wèn)驚訝地看到堆積物中有白色的石英片時(shí)，他激動(dòng)地轉(zhuǎn)過(guò)身來(lái)對(duì)同伴們說(shuō)：“這里有古人類(lèi)，現(xiàn)在我們必須全力以赴地去尋找”。由此可見(jiàn)，他已經(jīng)初步地意識(shí)到這個(gè)地點(diǎn)的科學(xué)價(jià)值了。

周口店第1地點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)后，隨后師丹斯基作了幾周的發(fā)掘工作，由猿人洞頂部北壁人工洞口鉆入，發(fā)掘?qū)游幌喈?dāng)于現(xiàn)在編號(hào)的第四紀(jì)中更新世堆積物第4～5層下部，在靠近北壁的堆積物中挖掘化石。1923年，師丹斯基等再次挖掘，現(xiàn)場(chǎng)找到一枚猿人臼齒化石。后來(lái)，在運(yùn)到瑞典烏普薩拉研究室去修理的化石中，又找出一枚猿人前臼齒化石。1926年10月22日由地質(zhì)調(diào)查所、北京博物學(xué)會(huì)以及協(xié)和醫(yī)學(xué)院聯(lián)合主辦會(huì)議，歡迎瑞典皇儲(chǔ)古斯塔夫六世（Gustaf Ⅵ Adolf 1882-1973）訪問(wèn)北京，會(huì)議期間舉行了科學(xué)報(bào)告會(huì)，安特生宣布發(fā)現(xiàn)了猿人牙齒化石，引起了科學(xué)界的普遍重視。

安特生（右4）、瑞典皇儲(chǔ)（右7）1926年10月22日合影

安特生顧問(wèn)的宣布開(kāi)了個(gè)好兆頭。后來(lái)，1929年楊鐘健與法國(guó)人德日進(jìn)（Pierre Teilhard de Chardin）將第1地點(diǎn)堆積劃分為10層，1949年賈蘭坡向下劃分了第11～13層，1949-1951年賈蘭坡命名13層以下的紅色粘土礫石層為“底礫石層”，1960年黃萬(wàn)波向下挖掘了深約3米的探坑，1977-1981年楊子賡等挖掘編錄了第14～17層。以第16層頂部的侵蝕面為界限，下部第16～17層為早更新世沉積物，向上第15～14層為中更新世龍骨山組，再向上第13～1層為中更新世周口店組。1929年12月2日16點(diǎn)裴文中在第10層發(fā)現(xiàn)了第1顆猿人頭蓋骨，1936年11月5-26日賈蘭坡在第8～9層發(fā)現(xiàn)了3顆猿人頭蓋骨，1966年5月4-5日裴文中、邱中郎、顧玉珉、柴鳳岐等在第3層發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在僅存的猿人頭蓋骨。

安特生對(duì)“周口店北京人遺址”的發(fā)現(xiàn)，成就了21世紀(jì)世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。截止2021年，聯(lián)合國(guó)教科文組織支持的世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)（Global Geoparks Network，縮寫(xiě)GGN）共有169個(gè)成員，中國(guó)有41個(gè)成員，其中周口店遺址是“地質(zhì)公園（Geopark）概念”的誕生地。2016年1月19日，世界地質(zhì)公園執(zhí)行局蓋伊·馬提尼（Guy Martini）和尼古拉斯·鄒若思（Nikolaos Zouros）贈(zèng)牌“北京·周口店——地質(zhì)公園概念誕生地”，明確全球的地質(zhì)公園活動(dòng)起始于1996年8月（北京舉行的第30屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)期間）的T203北京周口店古人類(lèi)遺址及第四紀(jì)洞穴地質(zhì)（第四紀(jì)、地貌、古人類(lèi)）會(huì)間旅行路線，首次將漢語(yǔ)“地質(zhì)公園”與英語(yǔ)“Geopark”文字對(duì)應(yīng)。

發(fā)現(xiàn)仰韶文化遺址

1920年，地質(zhì)調(diào)查所安特生顧問(wèn)派劉長(zhǎng)山到河南省澠池縣采集石器和龍骨（哺乳動(dòng)物化石）。劉長(zhǎng)山在澠池縣仰韶村住了3天，打聽(tīng)村民收藏石器和龍骨的地點(diǎn)就在仰韶文化遺址。劉長(zhǎng)山采集了600多件石器及陶器，雇村民王兆用毛驢運(yùn)到澠池縣，再由火車(chē)發(fā)往北京西四南豐盛胡同3號(hào)的地質(zhì)調(diào)查所陳列室。安特生顧問(wèn)看到后推斷屬于新石器時(shí)代遺存。

安特生顧問(wèn)向農(nóng)商部長(zhǎng)張國(guó)淦和地質(zhì)調(diào)查所丁文江、博士翁文灝遞交了請(qǐng)示報(bào)告，在得到北洋政府以及澠池縣政府的同意后，前往澠池縣城西關(guān)福音堂(瑞典籍牧師史天澤傳教處)暫住，再由縣知事胡毓藩指派第三科錄事王茂齋陪同前往仰韶村，住在村民王兆棋家。于1921年10月27日～12月1日在仰韶文化遺址挖掘了36天。這項(xiàng)工作由安特生和袁復(fù)禮主持，地質(zhì)調(diào)查所的劉長(zhǎng)山、陳德廣、白萬(wàn)玉、姚（安特生文中作“繳”）氏、張氏5人參與。在村南的沖溝斷面上層發(fā)現(xiàn)有灰層、灰坑和陶片堆積，在堆積物下層發(fā)現(xiàn)新石器與彩陶片共存，還發(fā)現(xiàn)一件石錛，均屬于新石器時(shí)代人類(lèi)遺存的證據(jù)。安特生等將挖掘出來(lái)的新石器、陶器、骨器和蚌器裝在4個(gè)木箱里，用火車(chē)托運(yùn)回北京西四南的地質(zhì)調(diào)查所。調(diào)查情況記錄在1934年出版的作品《黃土地的兒女》（Children of the Yellow Earth: Studies in Prehistoric China）。這次挖掘工作開(kāi)啟了中國(guó)的田野考古學(xué)。

《北京西山地質(zhì)志》作者

提供了《北京西山地質(zhì)志》的化石鑒定、地文和經(jīng)濟(jì)地質(zhì)章節(jié)

1916年夏，右圖中站立的13人成為地質(zhì)調(diào)查所調(diào)查員，“所長(zhǎng)丁文江首令完成五萬(wàn)分之一之西山地質(zhì)圖，即今日縮成十萬(wàn)分之一者是也”。調(diào)查范圍北至高崖口-向陽(yáng)口，南至?？谟?周口店，西至清水-蓮花庵，東至肖家河-頤和園。在地形地質(zhì)測(cè)量的基礎(chǔ)上，從1918年冬開(kāi)始，由葉良輔主筆《北京西山地質(zhì)志》，1920年出版。

《北京西山地質(zhì)志》分為5章，即：地層系統(tǒng)、火成巖、構(gòu)造地質(zhì)、地文和經(jīng)濟(jì)地質(zhì)。第一章地層系統(tǒng)，大多根據(jù)野外測(cè)量而成。植物化石由安特生顧問(wèn)在坨里礫巖層中的頁(yè)巖首先發(fā)現(xiàn)，后在髫髻山南北繼續(xù)發(fā)現(xiàn)若干同類(lèi)化石，由瑞典皇家博物館鑒定；地層從下至上分為新元古界矽質(zhì)灰?guī)r層、下馬嶺層，古生界寒武紀(jì)下震旦系、奧陶紀(jì)上震旦層、石炭紀(jì)楊家屯煤系、二疊三疊紀(jì)紅廟嶺砂巖層，中生界下侏羅紀(jì)門(mén)頭溝煤系、九龍山系、上侏羅紀(jì)髫髻山層、新生界之地層。

第四章地文，援引安特生顧問(wèn)觀察較多。分為山脈、北京平原（或稱北京灣）、河流、地文期、黃土。其中，河流描述了永定河（渾河）、清水河和琉璃河，地文期描述了唐縣期之地面、汶河期自上而下之侵蝕、馬蘭期之梯地和板橋期自上而下之侵蝕。黃土研究引自安特生顧問(wèn)，從上至下分3層：

含脊椎動(dòng)物遺骸的次生黃土（全新世黃土）

含脊椎動(dòng)物遺骸的風(fēng)成黃土（更新世馬蘭黃土）

富于野馬Hipparion化石的上新統(tǒng)紅色粘土（上新世三趾馬紅土）

第五章經(jīng)濟(jì)地質(zhì)，援引安特生顧問(wèn)觀察也較多。北京西山為中國(guó)北部礦產(chǎn)豐富之區(qū)，有煤、石灰及石料。煤田產(chǎn)于九龍山內(nèi)斜層（現(xiàn)在將“內(nèi)斜層”稱為“向斜”）、廟安嶺內(nèi)斜層（向斜）和北嶺內(nèi)斜層（向斜）。煤田描述了門(mén)頭溝、琉璃渠（即琉璃局）劉家?guī)X鎗峰嶺一帶、炭峪、響峪、玉泉山白家疃、王平村安家灘王平口、煤嶺佛門(mén)溝、石板場(chǎng)馮村、清水尖大臺(tái)穿石臺(tái)東板橋西板橋莊戶千里臺(tái)大寒嶺煤窯劉家臺(tái)等處、木場(chǎng)子禪房、齋堂、長(zhǎng)溝峪、安子北窖英水窖兒杏園等處、周口店金陵萬(wàn)佛堂佛子莊中窖南窖長(zhǎng)流水等處、東桃園曹家園劉公溝淤泥坑煤臺(tái)。金屬礦描述了鐵、銅、鉛、金，非金屬礦描述了石棉、滑石、石材和石灰業(yè)?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，1914年，瑞典人安特生被聘為中國(guó)北洋政府農(nóng)商部礦務(wù)顧問(wèn)，當(dāng)年就發(fā)現(xiàn)了龍關(guān)縣赤鐵礦。1918年，發(fā)現(xiàn)了周口店雞骨山遺址（周口店第6地點(diǎn)），隨后又發(fā)現(xiàn)了宣化煙筒山赤鐵礦。1921年發(fā)現(xiàn)了周口店北京人遺址（周口店第1地點(diǎn)），隨后又發(fā)現(xiàn)了仰韶文化遺址。1920年出版了由安特生提供地文和經(jīng)濟(jì)地質(zhì)兩章素材的《北京西山地質(zhì)志》。安特生顧問(wèn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)中國(guó)宣龍式鐵礦床發(fā)現(xiàn)、考古學(xué)和地質(zhì)學(xué)的三大貢獻(xiàn)，值得紀(jì)念。