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陕西马萌

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报告文学
202010/17
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大漠上的勘探尖兵连载

地质学家王竹泉的早期踏勘

据《陕西省志•煤炭志》记载,陕西地区发现煤炭由来已久,早在西周时期,在长安斗门张家坡地区西周古墓中出土煤玉环六枚,在长安普渡村西周古墓中出土煤精块两件,在宝鸡市竹园沟西周小墓内出土了几件煤玉,在宝鸡市茹家庄西周昭穆时期的古墓中出土煤雕多达60余枚。《山海经》记载:春秋战国时期,“女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅”。女床之山指凤翔、陇县侏罗纪煤田。考古发现陕北神木县窟野河上游,战国时期秦昭襄王(公元前295——前251年)修筑的长城傲包梁段,“城垣的夯层中夹有煤炭灰和未烧完的煤渣”,是迄今在中国境内发现用煤作燃料最早的遗址。

到了宋代,沈括任富延路经略使期间,踏勘了陕北的石油和石炭。诗曰:“二郎山下雪纷纷,旋卓穹庐学塞人,化尽素衣人未老,石烟多似洛阳尘”。此外,宋人庄季裕在《鸡肋编》记述延州风情诗中也有关于煤炭的说法:“沙堆套里三条路,石炭烟中两座城。”

意大利旅行家马可•波罗,在中国游历和任职达17年之久,他到过晋、冀、陕等省。所著游记中说:“整个契丹到处都发现有一种黑石头。它挖至矿山……经点燃效力和木炭一样,而它的火力比木炭更大更旺”。 摩洛哥旅行家伊本•峁拔都在其游记中记述:“中国及契丹之居民,不用木炭,而用一种黑土以作燃料,此土乃天然之产,在地下时其形如块……”。

明代,陕西煤炭业有了较大发展,据省、府、州、县志记载:十个县十七处地方有煤炭开采。明嘉靖年间《澄城县志》载:“元末明初,澄城尧头煤田已有煤窑开采。本县爨资.已烧尧头镇出产之炭”,“店干岭西曹村有焙埝、背沟二井,井深三十余丈,出煤甚艰”。明代,修韩城至榆林大道时,在韩城山区,先用煤炭把石头烧红,再泼醋酸水炸裂石头,以代火药。

清顺治元年(1644),李自成起义军将领刘芳亮率军,从韩城乘坐煤船东渡黄河,向晋东南挺进。乾隆五年(1740),陕西巡抚张楷,根据赵国麟奏折的要求,对陕西煤炭业的生产概况做了勘查,并向清王朝作了奏报。奏报称:陕西有西安、延安、凤翔、榆林、同州五个府;商、彬、乾、富、绥德五个州;计有二十四个县产煤。

1915年,我国与美孚石油公司合作,在陕北勘探石油,打了30多口井,只有一口井发现少量油。这次勘探的失败使中国笼罩在“贫油论”的悲观气氛中。

1916年该所就结业了,招收的30多名学员中,只剩下22人,其余的人因病或因故缀学,而拿到毕业证书的仅18人,我国地质学史界俗称“十八罗汉”,这就是我国自己培养的第一批地质学家。王竹泉在18人中,并被吸收进农商部地质调查所,因为成绩好而任调查员,成绩较差者一开始只能任实习员。

王竹泉在1923年受农商部地质调查组的派遣去陕北考察石油。此行没有白费,他指出了美孚石油公司技师克莱普(中国名字叫“马栋臣”)和富勒尔(中国名字叫“王国栋”)以往划分对比地层的错误,王竹泉根据植物化石,证明他们二人原定为石炭纪的“陕西系”应为早侏罗纪地层,王又根据鱼类化石证明他们二人原定为二叠纪的安定灰岩应为晚侏罗纪的陆相湖成灰岩。后来,王竹泉又到韩城矿区调查,著有《陕西韩城煤田地质》,估算韩城上峪口、崖岔间煤炭储量为一亿吨。

1932年夏,王竹泉与刚从北京大学毕业不久的潘钟祥一道,应国防设计委员会(即经济部资源委员会的前身)之请,再次去陕北勘探油田,他们采得很多化石,尤其是植物化石,对地层重新作了划分对比。他们二人后来联名发表了“陕北油田地质”一文。他们指出,陕北油层大致可以分为3组;即中、上三叠统的延长组(4个油层)和永平组(2个油层);下侏罗统的肤施组(3个油层)。当时仅在延长组开掘。但他们从油苗推测永平组和延长组一样,均含较丰富的油层。

新中国成立之初,地质勘探工作大规模开展。王竹泉先后担任燃料工业部煤矿管理总局地质室主任、中国科学院地质组专门委员、政务院文化教育委员、燃料工业部地质总局总工程师、国家科学技术委员会煤炭组成员等职,实际处于我国煤田地质事业的技术领导岗位,因而在全国煤田地质工作中有了更多的开拓和创新。

王竹泉1950年在《科学通报》第一卷第四期上发表了“勘探陕北石油应注意的几个地质问题”一文。他根据早期对陕北油田的精湛研究,对陕北石油勘探工作提出了8点注意事项。

(1)近断层或背斜层岩石往往倾斜颇急,譬如在延川县永平镇就有此种构造,应列为勘探重点,并应打钻。

(2)含油地层为灰绿色砂岩和页岩,总厚度达1000多米。仅上部含有煤层,主要含油砂岩都在厚数十公分至1米的煤层之下。   

(3)在煤层发生自燃的地点,在含挥发油分高的煤层区域,产油的希望较大。因为在这些地区热的变质作用较小,石油易于保存。

(4)中生代红色地层中无油,不必去勘探。

(5)横山、延安一带有油页岩,含油可达9.5%,厚度1米,延伸1100多公里,储量达6亿吨,也应详细勘查。

(6)含油分很高的的烛煤,很适宜炼油,亦要注意勘查。

(7)在陕北地区植物的孢子或水藻对生物起的作用最大,但动物也有一定的作用。

(8)因为油轻,多半在地层的上部,所以当前仍应以打浅井为主,深井不宜多。他的这些宝贵意见,对后来陕西北部和甘肃东部长庆油气田的勘探有重要指导意义。

1991年,中国煤田地质局、全国煤田地质专业委员会、煤炭科学研究院西安分院在北京共同举办了“王竹泉先生诞辰100周年纪念大会”。会后出版了《王竹泉论文选集》及《王竹泉纪念文集》。著名地质学家黄汲清,与王的深情厚谊,他1928年从北京大学地质系毕业,进入农矿部地质调查所任调查员。初来乍到的黄汲清,第一项工作任务就是随已是该所技师的王竹泉去辽宁、热河调查煤田,后来他们联名在《地质汇报》上发表了调查报告,后来当《王竹泉论文选集》出版时,黄特为其题词:“献给老朋友王竹泉同志:中国的煤田您调查的最多,山西的地质您研究的最好。您是第一个勘探陕北油田的人,您是担任煤炭工业部高级顾问时间最长的人,您的贡献大。”

在漫长的地质历史发展过程中,形成了众多的含煤地层(或称煤系),再经后期改造被较好地保留部分,构成了陕西北部五大煤田,以及陕南的许多煤产地。煤田或煤产地浅部以煤系或煤层露头为界,两侧以地质或地理边界为限,深部按目前开采技术条件以某一埋藏深度圈定。

后来的煤田地质勘探表明,陕北侏罗纪煤田成煤时代为早——中侏罗纪延安期,分布在陕北北部的府谷、神木、榆林、横山、靖边、定边和吴旗等县境,面积约26600平方公里,资源丰富,煤质优良,被称为世界八大煤田之一。其中榆(林)、神(木)、府(谷)(简称榆神府)矿区,位于煤田东北。陕北三叠纪煤田成煤时代为晚三叠纪瓦窑堡期,分布于陕北中部的子长、安塞、延安和富县等地,面积为4572.2平方公里,为北方三叠纪少有的煤田。陕北石炭二叠纪煤田成煤时代为晚石炭纪太原期和早二叠纪山西期,分布于陕北东部的府谷、神木、佳县、绥德和吴堡一带,面积为6631.2平方公里,东邻黄河与山西河东煤田相望。

鄂尔多斯盆地为一广阔稳定的沉降区,中生界广布,厚度大,蕴藏着陕西99%以上的煤炭资源。构造,又是现今的控震构造。在晚三叠纪时,甘肃庆阳与陕西铜川一带存在一个“U”形拗陷,使盆地呈向东北开口的箕状,造成岩相、岩性等差异,自东北而西南,粒度由粗变细,厚度由小到大,并在适中的子长——牛武一带形成含可采煤层的地层。到早——中侏罗纪,随着祁吕系的逐渐形成,以及新华夏系的复合,使“U”形庆阳——铜川拗陷,缩变为卵形庆阳拗陷,并在延安一带形成另一个拗陷,造成延安无煤区,含煤沉积则列布其北部和南部。其对含煤地层形成的控制作用,较为明显。


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