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湖州味道｜章鸿钊考察湖州黄龙洞
播音：王然、汇哲
章鸿钊（1877—1951），字演群、爱存，笔名半粟，浙江湖州人，著名的地质学家、地质教育家、地质科学史专家，中国近代地质事业的创始人之一，他为中国的地质事业付出了毕生的精力，堪称地质界的一代宗师。作为我国近代著名的地质学家，章鸿钊学识渊博，融汇中西，在地质事业中提倡实地考察，在科学研究中严谨求实，论证详细，处处散发着科学理性的光芒。这从他在1909年实地考察故乡湖州黄龙洞的经历并作《黄龙洞生成观》一文中，可见一斑。
1877年3月11日，章鸿钊出生于吴兴县（今湖州市）城南荻港一户书香门第，自幼受到良好的国学启蒙教育，5岁即开蒙读“四书五经”，12岁学作文，通读《古文观止》《廿一史约编》《王船山读通鉴论》《纲鉴易知录》等，并与正史参读，“始得略识历朝政治利弊得失之概要”。17岁时，章鸿钊自学钻研算学，21岁时辑成《初步综合算草》一册。1899年考中秀才，1902年以第一名的好成绩考入上海南洋公学开办的东文书院，学习日文文学、地理学等，后因学校中途停办肄业。
1905年，28岁的章鸿钊考取公费留学，在日本京都第三高等学校预备班主修日语、英语、算学等。毕业后因拟转入的农科名额有限，只能改变学科。在这关键时刻，经过一番思考的章鸿钊，毅然改学地质：“始而志于算，继而志于农，一转不得达，即再转亦可耳……将转地质科类”。章鸿钊的求知不是盲目的，而是有的放矢，对国家发展的思索和个人的自省则是这个过程转变的关键。他在《六六自述》中谈到：
“予尔时第知外人之调查中国地质者大有人在，顾未闻国人有注意及此者。夫以国人之众，竟无一人焉得详神州一块土之地质，一任外人之深入吾腹地而不之知也，己可耻矣。且以我国幅员之大，凡矿也、工也、农也、地文地理也，无一不与地质相需。”
面对披荆斩棘、筚路蓝缕的艰辛开拓，他不辞劳苦，毅然前行：“予之初志于斯也，不虑其后，不顾其先，第执意以赴之，以为他日必有继予而起者，则不患无同志焉，不患无披荆棘、辟草莱者焉。惟愿身任前驱与提倡之责而已。”
1908年，章鸿钊入日本东京帝国大学理科大学（公费）地质学系，留学期间，章鸿钊读到日本地质调查所所长井上禧之助在地质学杂志上介绍欧美各国地质调查事业的文章，颇受启发。1909年，章鸿钊将该文翻译成中文，并补述日本地质调查事业的发展历程，完成《世界各国之地质调查事业》一文，介绍了有关国家地质调查机构的沿革及组织、成立时间、经费状况、专业人员设置、职员薪金 、野外工作和室内工作的内容与安排、研究合作机构 、图书馆和陈列馆的设置以及地质图等出版物的编制情况。
1911年夏天，34 岁的章鸿钊从东京帝国大学毕业后返回上海。同年秋，他赴北京参加清政府学部的第七次游学毕业试。10月4日公布成绩，章鸿钊与丁文江、李四光等59人名列最优等，章鸿钊、丁文江等“均著赏给格致科进士”。“格致”一词为清朝末年对物理、化学等科学的总称。1911年后，章鸿钊受聘在京师大学堂的农科大学讲授地质学课程，被黄极清称为“中国第一位地质学教师”。1912年他被北京高等师范学校聘请兼任博物系地质学、矿物学讲师，1919年秋被聘兼任北京农业大学矿物学讲师，1921年秋被北京女子高等师范学校聘请兼任博物系地质学、矿物学讲师。
1912年，章鸿钊在临时政府实业部（南京）矿务司地质科科长，同年在农林部（北京）农政司担任技正。1913年，担任我国最早的地质专科学校——工商部（农商部）地质研究所所长兼教授。章鸿钊1912年设想而未成的创立中国地质调查事业的计划于次年在丁文江续任地质科长后主持实施。章鸿钊是计划实施的主要参与者。1912年冬，工商部矿务司司长张轶欧邀请丁文江前去地质科任职。1913年2月，丁文江始任该司地质科长。张轶欧向丁文江介绍了章鸿钊通过成立地质学校和地质调查机构来启动中国地质调查事业的设想。丁文江1919年回忆这段筚路蓝缕的时期写道：
“文江至，张君指其侧之一席曰：此君治公处也，君其安之。余默然就席座。自晨至夕无所事，觅图书不可得，觅标本亦不可得，出所携李希霍芬氏书读之。书言京西地质，中有斋堂地名，询之同官者，皆谢不知。散值后余于张君有怨言。张君笑曰：‘招君之来，正以是也。百物具备，焉用君为？且余固已有成议矣。’乃出示余吴兴章君鸿钊‘中华地质调查私议’，议设研究所，为育才计。”
1914年，章鸿钊在农商部（北京）担任技正兼矿政司地质科科长。1922年初，章鸿钊积极倡导成立中国地质学会，并担任首任会长。1946年他在中国地质学会第22届年会上荣获第八次“葛利普金质奖章”。
1949年9月中华人民共和国成立前夕，72岁高龄的章鸿钊欣然应聘出任浙江省财政经济处地质研究所顾问，为新中国的地质工作尽心尽力。1950年他被中国科学院聘任为专门委员（即院士），1950年，周恩来总理任命章鸿钊为中国地质工作计划指导委员会顾问。同年11月，73岁的章鸿钊专程从南京赴北京参加中国地质工作计划指导委员会第一届扩大会议，并致开幕词：
“我从事地质工作已经43年，从来没有像今天这样愉快。过去环境不好，在沉闷中过日子，自从新中国成立，情况大变，很重视地质工作……今天我们在好的环境下齐集一堂，是开地质界的新纪元。希望大家努力团结，为新中国的大事业而努力。”
足见中国地质界元老章鸿钊对地质学人的厚望，以及为新中国地质事业奋斗终生的赤子之心和报国热情。
对于地质事业，章鸿钊提倡实地考察，在科学研究中严谨求实，论证详细，处处闪耀着科学理性的光芒。1909年夏，回家乡湖州省亲的章鸿钊，实地考察了位于湖州城北的黄龙洞，并著《黄龙洞生成观》一文论述其岩质构造及生成原理。
湖州黄龙洞所在地
黄龙洞位于湖州市区北郊约9公里的弁山东北支峰黄龙山上，是一个大型天然溶洞，相传五代后梁时，有黄龙破洞而出，由此得名。黄龙洞直下似井，唐代以前称“金井洞”，“《金井志》曰洞初殊窄，亦不大奇，朱梁丙子（年） 有黄龙破洞出”。洞直径14.8米，垂直深度37米，为历代著名景点，有多处名人摩崖石刻及道观遗址。黄龙洞虽在古代早已成为一处名胜风景地，但以科学视角研究其地质及成因的成果文章，尚没有记载：“古人之游于是山，归而为之记者，类多述其形胜，赏其雄奇。而于其岩质及生成，缺然未有载。”出于探索求知的研究天性和严谨认真的学术态度，章鸿钊实地考察了黄龙洞的地质构造。
当时从弁山脚下至黄龙洞的道路有两条：“一踰白雀山岭约七里可达，远而劳；一舣舟至杨村桥，步行约三里可达，近而逸。”为了全面考察黄龙洞及其周围的地质情况，章鸿钊把这两条道路都考察了，“是日尽两径之，故得知洞旁岩质及其左近岩质之关系。”经过实地勘察，得出了山是赤色砂岩，沿道泥土也带赤色，是石头被腐蚀风化而成的科学结论。
在得出弁山和黄龙洞的地质是赤色砂岩的结论后，章鸿钊就砂岩的地理分布和形成的地质年代作了论述，指出赤色砂岩是我国有名的岩石之一，其一产地是江西，由赣州绵延到广东之地域，南昌、上饶附近地域也有分布。其他地方如湖南湖北诸省之洼地，而四川尤有赭色盆地之名。形成的地质时代为中生代。他指出赤色砂岩层的判断标志是其下恒有含炭的砂岩层，这是最显著的特征。对于砂岩石内存在黄铁矿晶，章鸿钊还举证哈解氏《岩石学》记载英国上古砂岩也是如此。
黄龙洞南的圆石为洞口的沉积物，章鸿钊引征日本渡边博士称之为“喷泉塔，以其形如圆锥，或如塔，故得名也。”他还举美国怀俄明州黄石公园、日本日光市栗山村等地的温泉塔为例证：
“北美国华亚岷哥州之西北隅奄洛思顿伯克黄石公园（Yellowstone Park）内所喷出之温泉，及于三千六百余。其中如孟莫司泉（Mammoth）常为巨塔，彼所称立勃典克伯石灰塔者（Lifertycaq）径二千呎，高四十三呎云。日本日光栗山村内，亦由渡边博士发现温泉塔二。其一高一尺，底径一尺，他则高八寸，底径一尺。”
他在解释黄龙洞口周围尽是竖立的岩石构造产生之因时，与加拿大蒙大拿州克雷奇山做同类比较：
“其南一石原如瓜，径约丈余。俗云西瓜石。洞口甚钜，周围石尽竖立。……例如孟恩德奔地方之克拉才山（Crazy Mountains of Monfana）其接触地带形成冈脊或作奇峰，其围绕之者，即由内窜出之火成岩，亦日受剥削浸成凹陷。”
章鸿钊在论证弁山和黄龙洞的地质构造和特征时所作的种种旁征博引，引经据典，兼涉中外，无不印证出他的博闻广识和扎实素养。
面对黄龙洞历久相传有龙出现的传说：“梁贞明初有黄龙现……石随龙势，倾翻历碌，飞空架竖，离奇始开”“是龙见之说，所以历久，未去于人间者，良有以也”和“（黄龙洞）内有声如吼，望之不见底，投以石，为他声杂，不之应”等离奇复杂的内部结构，章鸿钊并不迷信于神异怪谈，而是本着专业地质学家的严谨科学精神和实事求是的探索态度进行考察。他通过乘船至杨村桥后步行，实地勘察弁山后指出黄龙洞附近光芒散射的原因是沿道路多石英岩块，太阳当空照射，日光从晶质多面的石英石上反射导致光泽炫目（石英结晶恒为六角锥形）。
章鸿钊又详细研究了黄龙洞内的岩石：“以斧碎之，则外为方解石，色微赤，甚鲜明，内为石灰岩，灰色而密致，（采二石归）”，凭借广博的地质学知识和深厚的专业素养，得出黄龙洞生成的科学结论，“由洞旁之岩石与外围地质构造之关系，复证以旧时片段之历史，则洞之如何生成，已彰彰无以遁其形矣。”章鸿钊在论述黄龙洞历史上曾有“黄龙”喷出原因后，还在文末幽默地点出“可见龙之潜焉久矣。安知他日无复乘云雨而再兴之时乎？”
对于黄龙洞内遍布钟乳石的现象，章鸿钊指出这跟地下水中碳酸钙的溶解度跟压力呈正相关性有关，是富含碳酸钙的地下水在压力减小时沉淀析出堆积的缘故：“（石灰岩）由地下流水分泌凝聚而成，则范围稍狭，如钟乳石笋，亦其例也。至于温泉区域，或有天生喷泉之处，恒有石灰岩堆积为垒，此由于地中之水恒杂碳酸H₂CO₃而溶解石灰之力亦为之增大，及水遇隙而溢，则压力减，碳酸乘虚而逸，水无以溶解石灰，石灰遂沉淀焉，遂堆积焉。”
黄龙洞南有一石圆如瓜，直径约有一丈多，俗云“西瓜石”，章鸿钊也对此作了说明，是因为富含大量碳酸钙的地下水凭借高水势喷涌而成，而周围岩石经久风化渐平：“喷泉之水来自深处，则压力厚，其受石灰之量亦最多，及其喷而兴也，水势高，故堆积亦峻，然其四围之石，岁剥月削而日趋于平，惟此岩独高峙数仞，历久未磨。”
黄龙洞岩石外皮为方解石，章鸿钊判定是因为热力接触作用使然，纯度高的沉积石灰岩高压遇热变为方解石：“今洞内虽无火岩突起而方解石结晶至三四寸之厚，又与附近石英岩块多为晶形，晶恒以柱面Prism垂直于隙缝之壁。是初沉积之石灰岩复遇热而解，其纯者为方解石，至石英岩（一曰硅岩），或为砂岩遇压与热而成，或亦由热泉滤出。……然其隙缝晶质，固非遇热溶解，无由生成。是此泉为热泉之证，接触作用，遂由是起。”黄龙洞所在之山腰奇壁耸峙，高可数丈，洞口很大，周围石尽竖立，是因为质纯的石灰岩不易侵削：“况石灰质虽非坚于砂岩，而以质纯之故，未易侵削，此数仞绝壁，所以历久未磨欤。”
对于古籍《金井志》记载黄龙洞在后梁丙子年（916）间不定时大喷出的史实，章鸿钊也作了解释，是因为富含碳酸钙的高压地下水遇到地质缝隙喷涌而出，压力减小而导致石灰质沉淀，即西方科学家所谓的间歇温泉，“朱梁丙子之岁为大喷出，虽始于何岁，息于何时，均未能详，而喷不以时者，西人曰间歇温泉Geyser。”
1909年考察湖州黄龙洞，虽然是章鸿钊一生地质科考事业中的一件不起眼的寻常探究，但从中足以可见早年的章鸿钊立志投身地质科研事业，不辞辛劳的求索态度和严谨求实的研究风格。他关于湖州黄龙洞的地质科研以及所写的《黄龙洞生成观》一文，不仅填补了20世纪前叶关于湖州黄龙洞研究的空白，也为后来者的研究提供了资鉴。
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来源：湖州发布
制图：楼挺编辑：顾方明、梅菁晶
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