原載1957年少年兒童出版社《打開地下寶庫的鑰匙》。
地質學家的謎
淝水靜靜地從八公山前流過，這兒是歷史上著名的戰場，就是那使得秦王荷堅感到「草木皆兵」的地方。多少年來無數的人從山下走過，誰也沒有發現什麼礦。
1946年6月，地質學家謝家榮和他的夥伴來到這裡，山上山下跑來跑去，最後他們作出推斷：山前的地下，有著豐富的煤田！
隨後搬來了機器，從9月30日起，開始向地下鑽眼，僅僅鑽了7天，在地下近20多米深的地方，果然碰到了煤層，這層煤足足有3米多厚。1年以後，探出的煤已有24層，其總厚度是39米左右！現在，這裡成了在五年計劃中佔有重要地位的礦山。
類似這樣的事情並不算少，往往在一般人看來很平常的地方，地質學家卻跑來宣佈：這是塊寶地，地下有這種或是那種礦產。
你呢？你什麼也沒有看見。
難道地質學家長著封神榜上楊任有的神眼？不是，他不過是掌握了發現礦產的規律，得到了打開地下寶庫的鑰匙。
鑰匙藏在哪裡呢？藏在石頭裡。為了掌握它，我們便要研究地球上的石頭。
我們地球的外殼是石頭構成的，大約有15∼70千米厚。現在我們採礦的活動，僅在它的上層約5千米厚這一部分。
任何礦藏都躲在這石頭的海洋裡。
石頭是礦物的堆積體。
礦物呢？礦物是幾種元素在自然中生成的化合物，比如黃鐵礦是硫和鐵的化合物；也還有少數礦物是在自然界中單獨存在的元素，比如天然金、硫磺等。
地球上礦物的種類很多，我們已經知道的就有2000多種，目前對我們有用的不過200多種。
對我們用處不大的礦物，縱然聚集得很多，也不能稱為礦產；對我們有用的礦物，如果太分散，不便於取用，也不能成為礦產。
礦產是又要有用，又要集中。
在許多石頭中都有含鐵的礦物，但由於鐵的含量太少，這顯然不能當做鐵礦來開採。
其實鐵在地殼中並不算是含量很少的元素。
有人對地下16千米以上這層地殼進行了分析，平均算起來，鐵僅佔了這部分地殼總重量的4.2％，最多的是氧（49.13％）、硅（26％），此外像鋁（7.45％）、鈣（3.25％）、鎂（2.35％）、鈉（2.4％）、鉀（2.35％）、氫（1％）也比較多，其他的元素都不到1％，像銅只佔萬分之一，銀只佔千萬分之一。
要是元素在地殼中總是這樣平均分佈，我們就無礦可尋了。
幸而在地殼中，元素沒有中止過運動，在合適的條件下，它們就生成有用的礦物，並且大量聚集起來，成為值得開採的礦產。
元素在地殼中是怎樣聚集起來的呢？
這就是我們要掌握的找礦規律之一。
黑口灣的故事
在《一滴水旅行記》（阿爾漢格裡斯基著，少年兒童出版社出版）這本書的開頭，有個黑口灣的故事。黑口灣是裡海東岸的一個海灣，又淺又大，一條寬寬的水道將它和裡海相連，海水洶湧地流進來，可是不見再流出去，就像海灣底下有個無底洞，再多的海水也裝不滿。
100年以前，一支探險隊來到這裡，有個勇敢的人席列布卓夫，坐著小船在海灣裡找了好幾天，他調查的結果證明，這兒沒有什麼無底洞。
可是海水上哪兒去了呢？
上天去了。原來這個海灣的周圍是火熱的沙漠，海灣簡直像只大鍋子，鍋子裡的海水受著高熱的煎熬，水分蒸發了。
海水中不光是水，還溶有各種各樣的鹽。水分跑掉了，鹽留了下來。
這裡的蒸發進行得很快，雖然不斷湧進了海水，但也僅能維持海灣不致乾涸。水沒有增多，可是鹽卻愈來愈多了。不幸的魚兒從裡海游進海灣，一會兒就翻轉肚皮死去了，這是由於水中的鹽分太濃了啊！
多少水能溶解多少鹽，是有個限度的，多餘的鹽不得不從水中分離出來，沉積在海底。
鹽的種類很多，它們從水中分離出來的早晚也不是一致的。當有的鹽類物質，像石膏感到在海水中太擠，呆不下去了，沉澱在海底的時候，另外一些鹽類，像食鹽住在海水中卻覺得很寬敞，必須等到海水中的食鹽增加得更多，這才沉積到海底，成為岩鹽。
這樣，海灣像個「化學工廠」，替我們把有用的鹽類分別集中起來。像石膏、岩鹽、芒硝、天然鹼、硼砂、光鹵石……許多礦
<！——海灣裡的鹽是這樣堆積起來的——>
<！——海灣裡的鹽是這樣堆積起來的——>產，多半是在類似黑口灣的海灣或內陸湖泊中形成的。
不過這種「化學工廠」的生產是有條件的，如果那裡的氣候既不炎熱又不乾燥，海灣就不會像只被火燒的鍋子，上面那些礦產也就不能造成了。
那麼，「工廠」的生產是不是停頓了呢？不，它往往又找到了別的工作。原來有些礦的生成不是由於海灣起了鍋子的作用，而是由於幾種元素在水中相遇，它們結合起來生成了不易溶解的礦物，沉澱在水底便成為礦產。這種作用不限於海灣，在湖泊、沼澤中都有。
在「工廠」中有時還有「工人」來幫助工作。這就是細菌，說它是「工人」是很不妥當的，因為它並沒有想到造成什麼礦產，只是為了自己要吃東西。有的細菌喜歡吃鐵，有的細菌喜歡吃錳。自然，它們吃下去並不能使鐵、錳化為烏有，相反地是替我們從中搜集了大量的金屬，並使它們沉積起來。一個細菌是渺小的，但是無數個細菌長期的積累，也就能聚集起巨大的礦藏。
鐵礦、錳礦、銅礦的一部分，就是在上面這種「工廠」中造成的。
工廠要生產，就得消耗原料。海水、湖水中的原料是哪裡來的呢？
是水從地殼中帶來的，水把石頭中能夠溶解的物質都溶化了，不能溶解的物質就被水沖走，直到水流的力量微弱，實在帶不動了，才把它們扔下。
「萬川歸大海」，每年全世界河流帶到海洋中的溶解物，達到幾十億噸。
大量的物質被水從石頭中帶走了，但是有些礦物卻仍然頑強地留了下來。由於許多元素跑掉了，它們在這裡所佔的比重便大大提高了，以致可以當做礦產來開採。像提煉鋁的鋁土礦，燒瓷器用的高嶺土，大都是這樣生成的。
我們不要忘記，當水溶解了石頭中的一些物質以後，並不是全部流到海裡，還有一部分是滲入到地下，它們有的在地下的裂縫或是空間中沉澱起來；有的和地下的石頭發生作用，慢慢地把原來在石頭中的一些元素排擠出去。這樣，厚厚的石灰岩，竟可以變成褐鐵礦！在我們看來非常平靜的地下，卻充滿了鬥爭。在地下沉澱和鬥爭中生成的礦產種類很多，有鐵、錳、銅、釩、重晶石、石膏、菱鎂礦……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頭，而是已經生成的礦石，那麼它可以把礦物溶解，帶到地下再一次堆積起來，這樣也可能生成有價值的礦產，像部分鐵、鈷、鎳、銅、鉛、鋅等金屬礦，就是由這種原因生成的。
那些被水花了相當力量才帶走的不溶物質，有時也能成為礦藏，當水流突然緩和時，它們便大量堆積起來，像山麓、河口、窪地、河流彎曲處，都是它們的藏身之所。金、錫石、石英、磁鐵礦、金剛石和寶石等，就可能形成這類礦藏，因為它們不怕磨損，也不怕風化。水，是把地殼分散的元素集中起來的勤勞工人。
生物工廠
在我們日常生活中，碳是最容易接觸到的元素。我們吐出的每一口氣中都含有碳元素。全人類每年大約有2.7億噸碳吐到空氣中。
碳在我們的印象中，是地球上特別豐富的元素。最上等的無煙煤就含碳95％以上，這些煤在地下聚集成大片的煤田，一層就厚到100多米，寬廣到幾千平方千米。
然而地殼中碳的含量只不過佔到各種元素總量的0.35％。
這麼多的碳是怎樣聚集起來的呢？
這是另一個「工廠」所做的工作。
這個「工廠」今天還在繼續不斷地工作哩！它就是植物。植物的根從土壤中吸取水和溶解在水裡的無機鹽，植物的葉從空氣中吸來二氧化碳。大氣中的二氧化碳可多啦！
「工廠」所需要的原料是不缺的，可是還需要有動力才能開工。動力是什麼呢？是陽光。
經過「加工」的原料，變成了脂肪、澱粉、糖，它們都是碳、氫、氧的化合物，供應著植物生長的需要。這樣碳就在植物體內定居下來了。
當氣候溫和、雨水充足的時候，植物就長得特別茂盛，這說明原料和動力都充足，「工廠」的開工情況很好。可是原料會不會消耗完呢？
假如空氣中沒有了二氧化碳，「工廠」就不得不停工、關廠；植物死亡了，依靠吃植物的動物也就跟著滅絕，那些食肉的動物最後也沒有東西可吃了，大地上將沒有一點生機。
幸而空氣中的二氧化碳永遠用不完，除了動物吐出來的二氧化碳以外，它還不斷地從水裡和地下得到補充。因為動物吃下去含碳的東西，一部分被留下來，另一部分製成二氧化碳送到空氣中；當動植物死亡以後，它們的屍體慢慢腐敗，碳又會從屍體中逃出來，變成二氧化碳再跑到空氣中。
不過，並不是所有屍體的遭遇都相同。在那沼澤中的叢林下，大量的落葉和死樹堆積在陰暗和潮濕的地上，這裡有的是水和爛泥，然而空氣卻很少。植物屍體中的碳要想逃出去，就需要許多空氣中的氧來和它結合。
於是，另一種變化發生了，沼澤中的許多細菌進行了分解屍體的工作。它們的工作很有價值，把屍體中的碳保留在地下了。
碳元素開始了新的集中過程。
植物的屍體埋在地下經過了若干萬年，變成爛糟糟的黃褐色的一團，質地疏鬆，常常吸收大量的水，碳的含量也就大大提高了。在植物的組織裡，碳的含量通常不過占40％左右，而在這種物質中，碳的含量可以達到50％∼60％，我們叫它做泥炭。
泥炭和植物原來的樣子完全不同，不過在它的中間，常常還保留一些沒有變化的植物纖維，從這纖維上，我們看得出來它是由植物變來的。
<！——煤層中的植物遺跡——>
<！——煤層中的植物遺跡——>
又過了不知幾千幾百萬年，森林早已消失了，沼澤中蓋滿了泥沙，泥沙又變成了石頭，泥炭埋到地下去了，它受著沉重的壓力，加上地球內部熱力的烘烤，使得泥炭中的碳聚集得愈來愈緊密，其他的物質卻逐漸跑掉了，最後它變成了烏黑髮亮的石頭，這就是煤。煤在地下埋藏得愈久，所含的碳就愈多，火力也就愈旺。
當你燒煤的時候，你沒有想到這就是億萬年前的樹木吧。煤，的確更像石頭，不像樹木，只有把它磨成薄片，拿到顯微鏡下去看，才會發現煤中有植物的花粉孢子。細心的人還可以用肉眼找到煤層中含有樹葉或樹幹的痕跡。
在那安靜的海灣下，正在進行著另一種變化。曾經有過大量的浮游生物在這種海灣裡繁殖，其中有動物也有植物，它們和水中其他生物的屍體一古腦兒沉在海底，跟軟泥混在一起。由於上面有一層靜止的水，後來又蓋上了泥沙，保護著這些屍體不受空氣的破壞。可是細菌卻來幫忙了，把屍體進行分解，這回留下的不只是碳，還有氫。
碳和氫結合在一起，成了一個大家族，這個家族中含碳少的成為氣體，就是天然氣；含碳較多的成為液體，這就是石油。它們都需要有不透水的石頭蓋在上面，才能關閉在地下。這石頭哪裡來呢？就是那蓋在生物屍體上面的泥沙所變成的石頭。
還有些生物的屍體堆積在海底，後來造成了磷礦和石灰岩（碳酸鈣）。在動物的骨骼中含磷是很多的，特別是魚骨；另一些動物的甲殼和骨骼中含有許多鈣。磷和鈣分別在海底集中起來，成為礦產。動物的身體中為什麼會有這些元素呢？這是通過吃東西後吸收得來的。
原來，生物也是一個聚集元素的工廠。
在「死魚河」的秘密後面
西藏高原上，有一條奇怪的河流，每隔一定時刻，河面就浮起了大批死魚，一批又一批。這條河對於魚類來說，是個死亡的陷阱。
魚兒為什麼會死呢？
探險家後來發現，在河底的一個地方，每隔一定時間就湧出一股滾熱的泉水，正碰上這股熱水的魚，雖然不致完全煮熟，但也逃不了死亡的命運。
這種滾熱的泉水在我國許多地方都有，北京、南京、重慶、西安附近都已有發現，並被用來沐浴。
但是泉水為什麼會熱呢？
泉水是從地下來的，泉水很熱，說明地下更熱。地下的確是很熱的，在東北鶴崗煤礦，當地面鋪滿了白雪的時候，礦井深處卻溫暖如春。
許多地方的調查證明：在地殼中愈深愈熱，大約每下降3米多，溫度就要升高1℃。這樣算起來，在3萬多米深的地殼中，就該有1000℃以上，石頭也會熔成液體了。地殼裡的壓力也很大，比地面上的大氣壓力約高3萬倍以上，強大的壓力使熔融的物質不能隨意流動，仍然保持固體的狀態。
可是一旦地殼上發生了裂縫，或是別的什麼變動使得壓力減輕了，這些熔融物質馬上就活動起來，向地面上衝去，這時我們叫它做岩漿。
岩漿是一種成分非常複雜的高熱液體，裡面是熔融的石頭、水和各種氣體。水和氣體本來早該分離出來的，只是因為壓力太大，才不得不和熔融的石頭混在一起。
當岩漿衝出地殼來到地面時，人們說火山噴發了。在這個時刻，岩漿中的氣體和水蒸氣便不再受壓力的束縛，直衝向高空，看起來像一根巨大的煙柱；那些熔融的石頭就在地上流動、焚燒、衝擊著它遇到的一切，處處給人一個「火」的感覺。
火山噴出的氣體中含有許多元素，可惜聚集起來的很少，大多數都散失在空中，只有硫、雄黃和雌黃（都是硫和砷的化合物）等在火山附近聚集起來，成為礦產。日本是個多火山的國家，所以硫的產量很高。
那些在地上流動的液體噴出物，冷卻後成為石頭。有一些液體物質還被噴到高空，然後冷凝成細屑，再落下來一層層地堆積在一起，這些細屑物質是水泥的老祖宗，古羅馬人用它來建築巨大的宮殿，至今還能用來攙和水泥使用，因此也可算做一種礦產。
並不是所有的岩漿都能衝出地面，更多的岩漿被囚禁在地殼內，這裡面活像一個熔爐。
礦產挨著「熔爐」有秩序地排列起來
當岩漿向地面進軍的時候，一路上遇到的石頭都被它熔化了，同時越往上走地殼的壓力越小，岩漿也就更活躍了。但是也有一個致命的弱點在發展，這就是它在沿途散失了不少的熱量，走得愈遠，熱量散失得愈多，岩漿的活動力也就逐漸小了，因此岩漿上升到一定地方就停留下來。只有在地殼薄弱的地帶，才有火山出現。
囚禁在地殼內的岩漿，要經過很久很久才能冷卻下來。岩漿中差不多包含了地殼上所有的元素。由於岩漿在地下是緩慢地冷卻的，所以能使元素分別聚集起來，成為礦產。
你做過這樣的試驗嗎？把油和水裝在一個杯子裡，用筷子攪幾下，油就成為一個個小圓球散在水裡，讓它靜靜地擱置一段時間後，因為油輕水重，油都聚集在杯子的上部，下面全是水。
在地殼中也有這樣的作用，一部分沉重的岩漿往下墜，這部分岩漿中鐵和鎂兩種元素含得很多；另一部分較輕的岩漿向上部集中，這裡面硅和鋁很豐富。於是礦產初步的分家形成了。
由於岩漿的熱量慢慢在散失，溫度一點點降低，一些只有溫度很高才能熔化的礦物開始分離出來凝結成固體，儘管這時溫度還超過1000℃。這些礦物多半是在石頭中常見的石英、長石、雲母這些東西，它們給我們組成了大量的石頭，這些石頭中最常見的一種就是花崗岩。這一段分離工作是不太叫人滿意的。溫度降低到700℃左右時，還沒有生成多少礦產，在上部的岩漿中僅僅有些磁鐵礦，因為它很重，聚集在「熔爐」的底部。幸而在下部較重的岩漿中還分離出來一些鋼、鎳、鐵、鈦、鉻這些有用的金屬，它們和別的元素化合起來，聚成礦產。貴重的礦物金剛石和白金也是這個時期生成的，不過仍然很分散，往往還得勞駕流水來搬運堆積。
當岩漿中大量的物質凝結出去以後，剩下的岩漿中，水汽和氣體所佔的比重就大大增高了，這使得殘餘岩漿的活動性增強。因為水汽和氣體在岩漿中就像孫悟空關在八卦爐中一樣，一心想逃出去，它們的含量愈多，岩漿就愈不穩定。
如果地殼的壓力很大，水汽和氣體就不容易逃走，只好留在岩漿裡，不過並沒有死心，只要地殼哪裡有一道哪怕是很細小的裂隙，它們也會鑽出來。
自然，它們還是沒有跑掉，岩漿在裂隙中冷凝下來，造成了許多形體巨大的礦物，像綠柱石、藍寶石、水晶、黃玉……以及許多含有稀有金屬的礦物。
在岩漿鑽進裂隙中時，它會接觸到別的石頭，如果這些石頭所含的元素和它相近還好一點；要是大不相同，岩漿中的一些元素就會跑到周圍的石頭裡去，同時石頭中的一些元素還會熔進岩漿裡來，生成一些新的礦物。重要的研磨材料——剛玉就是在這種場合形成的礦產。
有時地殼的壓力不能迫使水汽和氣體留在岩漿裡，就會像打開汽水瓶子的蓋一樣，氣跑了，液體留了下來。
不過在地下跑路並不是很方便的，一路上碰到石頭的阻攔，石頭中一些元素把水汽和氣體中的一些元素留下來，結合成礦物。又因為愈靠近地面，溫度、壓力都降低了，環境起了變化，原來在氣體中結合得很好的元素，比如錫和氯、氟，到這裡也鬧著要分手了，錫和水汽中的氧結合起來成為錫石。在氣體和水汽前進過程中形成的礦產，還有鐵礦、鎢礦、鉍礦、砷礦等。
岩漿的溫度繼續降低，直降到374℃時，水蒸氣已經可以開始凝結成水了。自然，這種水的溫度很高。這熱水溶解了大量物質，成為一種含有許多種元素的溶液，沿著地殼中的裂隙上升，它行動起來可比岩漿活潑多啦。一路上它和碰到的石頭發生變化，一些元素集中到石頭裡去，同時，石頭中的元素也跑到溶液中來，在旅途中愈是上升，溶液的溫度愈是降低，不斷地有礦物從溶液中跑出來。最先跑出來的是錫石、鎢礦、鋁礦……緊接著分離出來的有金、銀、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、鈣、鎂等許多金屬的礦物。
當溫度低到175℃以下時，差不多溶液中所有的礦物都分離出來了，最後一批跑出來的是水銀、銻、砷、鋇的礦物以及螢石、方解石、菱鐵礦（鐵的碳酸鹽）等許多礦物。
這些礦物聚集在地殼中的裂縫或是空洞裡，成為重要的礦產，許多有價值的金屬礦都是這樣生成的。
地下熔爐成了集中地殼裡的元素的另一種「工廠」，熔爐的中央冷卻後就結成石頭，在它的邊緣和周圍的石頭中就生成許多礦產，並且都是有秩序地排列著。那些在高溫生成的礦物一般聚集在靠近爐子的地方，那些在低溫下生成的礦物是在距離爐子較遠的地方。不過，在自然界中變化是複雜的，有時，礦物也並不嚴格遵守秩序，這只是個大致的規律。
石頭告訴我們些什麼
在造成礦產的過程中也造成了石頭。或者說得更準確些，是在造成石頭的過程中形成了礦產，因為石頭要比礦多得多，礦藏在石頭裡，就像大海裡的一根針。
一部分石頭是在地下熔爐中造成的，還有少量的石頭是岩漿跑到地面形成的；它們是一母所生，都叫火成岩或是岩漿巖。不過，在地面凝結的石頭裡，礦物顆粒都很細；在地下深處凝結的石頭中，礦物的顆粒很粗。像花崗岩就是著名的火成岩。
火成岩常常一大塊一大塊地出現，通常比較結實，它佔去了地殼的一大部分。但是在地面上碰見的火成岩並不是很多，因為它本是埋在地下的，只是因為地殼上發生變動，把它頭上蓋著的石頭搬走了，這才露了出來。
蓋在火成岩上的是什麼石頭呢？常常是海洋、湖泊、沼澤裡的泥沙堆積變成的石頭，這叫做沉積岩。泥沙本來也是石頭，這些石頭有火成岩，也有早些時候生成的沉積岩，它們在地面上受著日曬雨淋，慢慢破裂，大塊變小塊，小塊變泥沙，然後被流水、風、冰川帶到低窪的地方堆積起來；這些泥沙靜靜地躺在海底、湖底、山麓……一層層愈來愈厚，在下層所受的壓力也愈來愈大。長年累月，過了很多世紀，泥沙變成了石頭。有時候，有些另外的物質鑽到泥沙中把它們膠結起來，使它們變硬。前面說到的一些礦產的形成，正是在這個過程中進行的。
沉積岩由於泥沙的性質、顆粒的粗細、顏色等的不同，看起來是一層一層的，像書頁一樣，很容易與火成岩區別開來。
沉積岩在地殼中所佔的份量，比火成岩少得多，但是陸地表面的大部分為沉積岩覆蓋，因此也很重要。
火成岩和沉積岩在生成以後，如果受到巨大的壓力、熱力等作用，可以重新調整內部的組織，變成新的岩石。比如大理巖就是石灰岩受熱變成的，這類石頭叫做變質岩，它們往往兼有火成岩和沉積岩的某些特性。
找到了火成岩就等於找到了古代的「熔爐」，找到了沉積岩就等於找到了古代的海洋、湖泊、沼澤……
這下子我們找起礦來就不致於漫無邊際了。
但是，同樣是在水中堆積的礦產，有的是在沼澤裡，有的是在濱海……我們能不能進一步認出這些區別呢？
區別是有的，比如在海洋中造成的沉積岩，大都面積廣、厚度大，而且是離大陸愈近，造成石頭的物質顆粒就愈粗。這是由於比較粗的泥沙進入海洋這個比較穩定的環境後，海水無力把它帶到海中央去，便在海邊留下，在海中堆積的是極細的物質和從海水中沉澱出來的東西。至於大陸上湖
<！——像書頁一樣的沉積岩——>
<！——像書頁一樣的沉積岩——>
<！——火成岩、沉積岩和變質岩——>
<！——火成岩、沉積岩和變質岩——>泊中堆積的沉積岩，一般面積小、岩層薄。如果岩層很厚，面積卻不廣，並有顆粒很粗的沉積岩出現，那麼這就可能是古代的山麓或山間的盆地。
石頭中的化石也幫助我們來認識當時的環境。什麼是化石呢？就是那些古代的生物留在石頭中的遺跡或遺體。因為有些生物的屍體埋在泥沙中被保護著，沒有馬上腐爛分解，而是逐漸被別的物質代替了它的位置，保留了它的形狀甚至內部構造，這就形成化石。中藥店賣的石燕就是一種淺海裡生物的化石。比如北極凍土中發現的長毛象、琥珀中的昆蟲，是因為被天然的「冰箱」或是「水晶棺材」保護得很好，所以一直把屍體留到今天，這也是化石。
不同的生物，有不同的生存環境，深海的魚到了海面就得死去，而淡水魚也不能在海水中生活。有些生物像珊瑚，只能在溫暖的淺海中生存；有一種已經滅絕的生物——筆石，只是在海灣中才有。
石頭甚至還可以告訴我們許多古代的氣候狀況，紅色的石頭表示炎熱，因為泥沙中的鐵受到氧化，把石頭染成紅色；寒冷地方造成的石頭顏色常常較暗，因為死亡的生物沒有迅速完全分解，保留了一部分有機物在石頭中。要是在石頭上發現了光滑的擦痕，或是石頭中的顆粒粗大、雜亂而且有稜角，這說明這裡過去很可能有過冰川。因為它在搬運時不像水中的石子那樣相互摩擦得厲害，所以當冰川融化後，留下的沙石是有稜角的。
生物的發展變化也說明著氣候的狀況，像長著長毛的動物就說明當地氣候是寒冷的；高大的植物，說明那裡的氣候溫和、雨水充足。這些都可以從化石中瞭解到。
寫在石頭上的歷史
我們從石頭上雖然能瞭解到過去發生的許多變化，但是還很零亂，需要整理。我們不僅要知道這裡曾經有過海洋，我們還需要知道究竟是什麼時候開始出現海洋，什麼時候海洋又從這裡消失了。
誰替我們保存了這些事情的記錄呢？還是石頭，特別是沉積岩。
沉積岩像本厚厚的日曆。不，叫它日曆太不合適了，沉積岩不是以天為單位來記錄時間的，也不是以月為單位，它的每豆厘米厚度就代表了30∼100年的時間。
像樹木的年輪一樣，岩層有時還可以告訴你，它經歷了幾番寒暑，多少次春秋。顏色較淺、顆粒較粗的一層是夏天的產物，夏天水大、泥沙多，有機物分解快；緊挨著較薄的一層色深、粒細，是冬天造成的。
這樣，我們挨著數下去不就能弄清這層石頭是什麼時候生成的嗎？
事實上哪裡有這樣簡單的事。各地的沉積岩並不是連續的，當海洋變成陸地的時候，這裡就沒有沉積岩生成了。再說，在出現沉積岩以前，早就有了地球，而最古老的岩石已超過20億年，真的讓你一年一年數下去，單是從1念到20億的數字就要1000年，這個方法怎能行得通？
我們採用的是比較的方法。
一般來說，早些時候造成的石頭是在岩層的下部，年輕一些的岩層是在上面，可以根據岩層的上下來定時間的先後。但是各地的岩層都是零亂不全的，要整理出一部完整的記錄，必須把許多地方的岩層進行對比，就像整理一套殘缺的雜誌一樣：你有第七期，我有第五期，他有三、四期……大家湊起來也就比較齊全了。
可是我們怎麼知道這裡或那裡的岩層是誰先誰後呢？可以從兩處岩層本身的性質來對比，更重要的還是依靠化石。
生物發展的歷史也是不能割斷的，某一種生物的祖宗往往內部構造比較簡單，而他的子孫卻是愈來愈複雜，還有些種類的生物，只在一定的時期才有，往後就滅絕了。靠著這些研究，我們可以知道岩層的先後，把零亂的史冊整理起來。
火成岩也記下了一些東西。當它穿過沉積岩的岩層時，說明它比這些沉積岩年輕。如果是沉積岩截去了火成岩的岩層時，這說明了先有火成岩。火成岩的出現常常說明當時發生過較大的地殼運動，這是很有意義的記載。
根據多方面的材料，地質學家把地殼發展的歷史分為以下幾個階段：
新生代——從6500萬年前開始到現在這一段時期。地球已逐漸發展成今天這個樣子，植物、哺乳動物都很繁盛。大約距今250萬年才出現了人類。
三葉蟲的化石
中生代——從2.5億年前到新生代開始這一段時期。這時期地殼運動很劇烈，許多海洋消失了，植物繁茂，出現了許多像恐龍這樣巨大的爬行動物，它們成為當時地球上的霸王，但在這個時代的末期便逐漸滅亡了。
古生代——從5.7億年前到中生代開始這一段很長的時期。在古生代後期，陸地面積很大，湖泊沼澤眾多，植物茂盛，有很多高幾十米的樹木，兩棲動物也很活躍。在此以前，孢子植物和魚類開始出現，魚類並逐漸繁殖，非常旺盛。在古生代初期，地球上海洋面積廣大，海水淹沒了許多大陸，海洋中的無脊椎動物特別興旺，是三葉蟲的極盛時代。
元古代——約為5.7億年以前至25億年前這段悠長的時期。在這個時期已有藻類植物出現。曾有猛烈的地殼運動，造成許多高山。在後期大陸開始下降，海水淹沒了一部分大陸。
在元古代以前的時期稱為太古代。
在地殼不同的發展階段中，造成了不同的礦藏。
掌握了地殼發展的歷史，找起礦來便可以有的放矢了。
揭穿謎底
現在我們知道，地殼上的物質是在不斷運動、發展著。然而，是什麼力量維持了這麼龐大的運動呢？
我們可以說是水。比如黃河每年經過河南陝縣，帶到下游和海口的泥沙竟達到十幾億噸！水為什麼有那麼大的力量？因為水從高處向低處流。可是水怎樣跑到高處去的呢？是陽光使它化為蒸汽，然後凝結成雨，降落在高處。
原來水的氣力是從陽光那兒得來的。看來陽光是個基本的動力，是它使「生物工廠」開工，使黑口灣受到烘烤。
但這還只是一面。假使地無高低，水向何處流呢？沒有高山深海，哪來礦產的堆積？
是什麼原因使地勢起伏不平呢？這也應該是個基本的動力。
地勢高低的變遷，主要是由於地殼發生了升降、擠壓的運動；發生運動的原因，是由於地球內部的熱力、重力等在各處不平衡。這些問題目前正在探討。
這些變遷在今天還能見到，比如地震時山崩地裂的震動；又如地質工作者曾在廣州附近發現了古海岸的遺跡，證明這裡的地盤升高了。但是在非洲剛果西邊的海底下，卻又發現了古代的河口，證明這裡的地盤降低了。
在山上，本來應該水平臥倒的沉積岩，如今卻歪斜地躺著，有的地方更像一個駝背的人，拱起來了；原來連在一起的岩層，現在看起來，就像有人攔腰斬了一刀，並且兩邊錯開了。
這都是由於過去的地殼運動，使這些岩層發生了彎曲、斷裂。
地殼運動把岩層造成了複雜的組合。
在我們的眼裡，山不再是座囫圇的山，山的內部是石頭的組合。這座山與那座山之間可能為溝、谷、河流切斷，但是它們內部的聯繫，還可以找到。
只有把這些關係搞清楚了，才更有把握去找礦。比如中央隆起、四周低下的岩層，要是上部有一層是透水的石頭，那麼這裡最適宜儲藏石油了，因為這就像一個蓋子把石油罩住了。我們在報紙上常見的「儲油構造」，就是指的這一類構造。
地殼運動的影響，決不單單是岩層的斷裂、彎曲。地殼運動劇烈的地區，可以降得很低，因而堆積很厚；也可以升得高，成為高山。由於升降劇烈，所以岩層彎曲、斷裂的很不少，也就是說對地下的壓力減輕了，岩漿大大活躍，因而由地下熔爐造成的金屬在這個區域就容易找到。我國的祁連山、秦嶺、南嶺、天山……前蘇聯的烏拉爾就是從前地殼活動劇烈的地區。
最適宜儲藏石油的地層構造
有一些地區運動緩和，只是慢慢上升、下降，岩層很少彎曲，更少斷裂，堆積物不是很厚，也很少成為高山，多半地勢平坦。在這種穩定地區與活動地區之間的地帶，往往兼有兩方面的某些特點。這些地區大都湖多，海淺，火成岩活動極少，因而煤、石油、鹽類常有希望在這裡找到。現今我們在祁連山上找到了銅、鉛、鋅、金、鉑、鉻、鎳等許多金屬礦，在它兩邊的酒泉盆地、柴達木盆地中已發現了豐富的石油礦，柴達木盆地還找到了煤和許多岩鹽，更證明了這些推斷。
看來，謎底可以揭穿了，要是我們能綜合各方面的規律去認識地殼，預測礦產不是不可能的。
八公山的煤礦是這樣藏著的
八公山煤田就是這樣發現的，首先這裡有大量的沉積岩，岩石的性質表明它是在內陸盆地中生成的。時代呢？正是古生代成煤的時代。可是就沒看見煤礦，地質學家來到這裡最初也沒有很大的把握，後來他們在八公山前一層石灰岩中找到一種紡錘蟲的化石。根據一般的規律，在這種石灰岩上往往有一層煤，而且八公山附近地方的煤層，在明朝就已進行開採。因此他們斷定在八公山這層石灰岩上面也有煤。既然是在上面，為什麼下面的石灰岩看見了，而煤卻看不見呢？這是由於八公山的岩層向東北傾斜，煤層的地勢低，被泥沙蓋住了；而石灰岩的地勢較高，露出的一部分就看得見了。因此我們在八公山的東北鑽孔，實地檢查有沒有煤。
看來神秘的眼睛，說穿了就是這些。
要是我們把許多知識很好地運用起來，就可以揭穿更多寶庫的謎。
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