PDF《日本对中国东北地区矾土页岩的》

《中国科技史杂志》 第33 卷第2期(

2012 年) :

156 ~

166 The Chinese Journal for the History of Science and Technology Vol.

33 No. 2( 2012) 日本对中国东北地区矾土页岩的 调查与勘探(

1924 ~

1935 年) 冯训婉 章梅芳 ( 北京科技大学 冶金与材料史研究所, 100080) 摘要通过对

20 世纪二三十年代南满洲铁道株式会社对我国东北铝矿资 源多次调查的史料整理, 厘清了日本于

1924 年在辽宁烟台煤矿首次发现矾土页 岩, 至1930 年时在辽东半岛多地调查发现矾土页岩矿区 , 九・一八 事变后关东 军又在东北组织了

3 次国防资源调查的史实.这些矿区的调查与发掘活动始终与 日本对我国的侵略进程同步, 并为其日后大规模攫取我国铝矿资源做了铺垫, 成为 刺激和支撑日本帝国主义开展殖民扩张和扩大侵略战争的一个重要因素. 关键词 矾土页岩 矿产资源调查 殖民地科学 中图分类号 N092∶ P62-092 文献标识码 A 文章编号 1673-1441( 2012) 02-0156-11 收稿日期: 2011-11-17;

修回日期: 2012-04-05 作者简介: 冯训婉, 女,

1982 年生, 北京人, 北京科技大学冶金与材料史研究所硕士研究生, 主要研究中国近代 铝工业史;

章梅芳, 女,

1979 年生, 安徽安庆人, 博士, 北京科技大学冶金与材料史研究所副教授, 主要研究科学 技术史、 科学技术与社会. ① 九・一八 事变之前, 国民政府和东北地方政权禁止外国人非法采矿, 日本人便通过与当地地主合作, 用代 采、 代销的方式开采矿物. 铝元素在地壳中储量丰富.但在

20 世纪初, 金属铝开始大规模应用的初期, 由于勘 探、 开采以及冶炼技术的不成熟, 世界上规模化的铝生产企业并不多见, 在东亚地区尤其 如此, 但其巨大的应用前景又始终激发着各国发展铝工业的决心. 日俄战争后, 日本殖民者通过多种方式逐步控制中国东北和山东地区的矿产资源① , 富含氧化铝、 可做制铝原料的矾土页岩就是其中之一.日本人曾在辽宁抚顺和山东淄博 设立铝厂, 以矾土页岩矿为原料冶炼铝金属.其产品大多用于制造飞机、 发动机活塞、 军 用饭盒、 医疗器械等, 为日本对中国及周边国家的进一步侵略提供了支持. 本文整理了大量档案史料, 对日本在我国东北开展的矾土页岩调查与勘探情况进行 了较为系统的梳理, 联系其地质与采掘科技的背景, 揭示了日本利用中国资源支撑其侵略 战争的本质.

1 矾土页岩的发现和命名(

1924 ~

1925 年) 耐火粘土一般在二叠石炭纪地层中呈层状分布, 古生代煤矿的产地都有出产.自20

2 期 冯训婉等: 日本对中国东北地区矾土页岩的调查与勘探(

1924 ~

1935 年) 世纪早期起, 日本就对中国东北境内丰富的耐火粘土矿进行了调查与采掘.例如: 在1911 年日本人就注意到辽宁复州( 今大连瓦房店) 的粘土资源;

后来南满洲铁道株式会 社①( 以下简称 满铁 ) 地质调查所②所长村上钣藏③和所员大久保俊逸等进行过多次调 查,

1916 年的调查结果中已提到 硬质粘土 , 并在兴山、 贵子山东麓、 大窑西部、 茨儿山、 盘道岭等地收购了几处地权;

1919 年, 铅市太郎④与铃木庸生⑤等为了用耐火粘土作制铝 原料, 也进行了若干调查;

到1924 年, 日本人控制的复州 本层粘土 露头区域开采场已 经连成片区, 为之后日本开采矾土页岩提供了矿区和矿权上的贮备. 矾土页岩的发现与正式命名缘于满铁的扩张, 于1924 ~

1925 年完成.1921 年鞍山 制铁所⑥发明了 鞍山式磁化还原焙烧法 技术, 高炉冶铁规模迅速扩大, 高炉用的耐火粘 土制泥炮和耐火砖的需求激增.大连窑业株式会社⑦应运而生, 专门烧制耐火砖.耐火 粘土的需求扩增, 直接推动了调查工作的展开.

1924 年10 月, 鞍山制铁所委托地质调查所对烟台煤矿⑧的耐火粘土矿进行了一周的 调查.坂本峻雄⑨和大羽时男 在煤田内沿着细长的耐火粘土矿露头开展勘察, 确认了

7 层耐火粘土, 从上至下将其分别命名为 A ~ G 层( [ 1] ,

782 页;

见图 1, 表1) . A 层位于盘道岭, 推测属二叠三叠纪 .它又可细分为两层, 偏上的为 A1 层, 外观呈 绿褐色, 坚硬;

偏下的为 A2 层, 外观小豆色, 坚硬.在A层下共有六层, 分别是二叠石炭 纪层的 B 层、 C 层、 D 层、 E 层, 石炭纪的 F 层和奥陶纪的 G 层.二叠三叠纪含砂岩、 页岩 和矾土页岩, 二叠石炭纪含砂岩、 页岩、 石灰岩与炭层, 奥陶纪含石灰岩 [3 ] .此后, 鞍山制 铁所的三田正扬 和小野勇三郎也同往采集试料.采样分送鞍山制铁所和大连窑业试验 厂及中央试验所 琐进行分析, 以确定其品位.至此, 满铁下属几个重要科研机构都参与了 这个矿区的调查.

7 5

1 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 琐日本为殖民东北而设立的特殊公司, 存在于

1906 ~

1945 年, 对东北社会各方面影响极深.本文中出现的许 多机构, 如地质调查所、 鞍山制铁所、 大连窑业株式会社、 中央试验所等均隶属于满铁. 满铁地质调查所的前身是

1907 年满铁成立的矿业部地质课,

1910 年改组为满铁直属的 地质研究所 ,

1919 年改称 地质调查所 . 村上钣藏, 地质调查所第二任所长(

1923 年4月至

1931 年9月) . 铅市太郎, 大阪大学教授, 后任近畿化学协会的首任会长(

1942 ~

1946 年) . 铃木庸生, 理化学研究所专家,

1924 年任满铁顾问,

1929 年取得了用矾土页岩干式炼铝的 铃木- 田中法 专利. 鞍山制铁所,

1916 年开建,

1918 年正式成立.1933 年在关东军支持下, 与朝鲜昭和制钢所合并, 成为钢铁联 合企业. 大连窑业株式会社的前身是

1911 年成立的中央试验所附属窑业试验工厂;

1916 年安装了年产

12000 吨耐火 砖的设备, 为鞍山制铁所供应耐火砖;

1918 年部分独立;

1920 年改称 满铁窑业工厂 ;

1925 年完全独立, 改 为此名. 指辽宁省辽阳市的烟台煤矿, 是抚顺煤矿的支矿, 满铁有其经营权.烟台比复州更接近鞍山. 一年前坂本峻雄在烟台煤矿做了

60 天的调查和地质绘图, 并以此完成了东京大学的毕业论文. 大羽时男,

1928 年任满洲青年联盟理事, 参与鼓吹、 怂恿日本政府使用武力解决满蒙问题;

继本村元郎之后调 查了秦皇岛柳江盆地耐火粘土矿.该地区高铝粘土于

1934 至1939 年经精选后运回日本. 坂本峻雄在 《关于烟台的矾土页岩( 预报) 》 中的命名, 并未明确指出是哪一纪地层. 三田正扬在分析厂用耐火粘土时, 发现烟台粘土中含较高氧化铝;

听闻调查结果即赶赴现场. 中央试验所, 设立于

1907 年,

1910 年移交满铁,

1945 年撤销.在近40 年间, 主要在大豆及农产品加工, 镁、 铝 及其矿产资源的工业化, 页岩油的提取与煤液化, 以及陶瓷研究等方面开展研究, 是典型的殖民地科研机构. 中国科技史杂志33 卷图1烟台煤矿矾土页岩的赋存地层状况示意图( [ 2] ,

3 页) 表1烟台煤矿矾土页岩岩层状况 1) 层名 粘土层与含煤层底盘之间隔( m) 硬度 新发现或已知 A

540 硬 新发现 B

470 软 新发现 C

250 稍硬 已知 D

230 软 已知 E

170 软 已知 F

110 软 已知 G

0 硬 新发现 1) 本表资料来源于参考文献[ 1] 第782 页.

1924 年10 月27 日, 大连窑业试验厂参事横山武夫对试样分析结果进行了说明 ( [ 3] ,

3 页) , 含硬质粘土的 A 层和 G 层矾土含量高, 是特殊层, 其中 A1 层矾土含量达到 了53. 52% , ( 大窑西部的 C 层也如此, 然其硬度稍减) .这些层级的具体成分比较见表

2、 表3. 表2烟台煤矿矾土页岩 A、 G 层粘土的矿物成分 1) 矿层 化学成分 中文名称 英文名称 软质及硬质粘土 Al2 O3 ・2SiO2 ・2H2 O aq 高岭土 Kaolin( Halloysite) G 层β- Al2 O3 ・H2 O Al2 O3 ・2SiO2 ・2H2 O ( aq) Al2 O3 ・2SiO2 ・2H2 O Fe2 O3 2Fe2 O3 ・H2 O TiO2 硬水铝矿 多水高岭土 高岭土 赤铁矿 水赤铁矿 金红石 Diaspore Halloysite Kaolinite Hematite Turgite Rutile

8 5

1 2 期 冯训婉等: 日本对中国东北地区矾土页岩的调查与勘探(

1924 ~

1935 年) 续表

2 矿层 化学成分 中文名称 英文名称 A 层β- Al2 O3 ・H2 O Al2 O3 ・nH2 O + Fe2 O3 ・H2 O Al2 O3 ・H2 O Al2 O3 ・2SiO2 ・2H2 O aq Fe2 O3 ・2SiO2 ・2H2 O SiO2 TiO2 刚玉 凝胶铝铁矿 胶铝矿 高岭土 绿高岭石 二氧化硅 金红石 Corundum - Cliachite Kaolinite Nontronite SiO2 Rutile 1) 本表资料来源于参考文献[ 2] 第2~3页. 表3烟台煤矿矾土页岩 A、 G 层的化学成分和性质 1) 各成分的比例( % ) 种别 SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 CaO MgO lg. L ( 烧失量) S. K ( 耐火度) A1 18.

80 53.

52 16.

76 tr 0.

18 12.

97 20 A2 44.

50 38.

02 2.

00 tr 0.

04 17.

74 34 G 44.

88 36.

83 8.

17 tr 0.

14 14.

58 34 1) 本表资料来源于参考文献[ 1] 第783 页.

1924 年11 月23 日, 坂本峻雄等人在报告中将 A1 层和 G 层粘土称为 矾土矿 , 其化 学成分为 Al2 O3 ・H2 O + XAl2 O3・SiO2 , 与常用的铝土矿, 如一水软铝石[ γ- AlO( OH) ] 、 一 水硬铝石[ α- AlO( OH) ] 、 三水铝石[ Al( OH) 3]不同, 与其它的炼铝原矿如霞石[ KNa3 ( AISiO4 ) 4] 和钾明矾石[K2 SO4・Al2 ( SO4 ) 3・4Al( OH) 3]也不同.这种矿含有较高的 Al2 O3 , 但Fe2 O3 和SiO2 成分也不少, 不适合采用当时国际通行的拜耳法①冶炼氧化铝, 也 没有现成的提制工艺;

而且因为尚未试掘开采, 其品位、 储量也不知晓.不过一经发现, 它 就成为了日本寻求铝土矿替代品的首选.

1925 年4月2日, 八幡制铁所黑田副产部长及日本东北帝国大学理学部教授神津淑 佑②到烟台煤矿考察, 神津教授后在大连窑业试验厂对试样进行了分析, 通过显微镜观察 出A1 层粘土含有硬水铝石结晶.最终, 村上钣藏将其改名为 矾土页岩 .

2 矾土页岩的勘探(

1925 ~

1930 年)

1925 年5月, 鞍山制铁所分析了 A 层的产出状态、 化学成分和矿物成分.开春解冻 后, 该所采矿总局与地质调查所协作, 对盘道岭、 茨儿山、 蔡家山、 松树岭的露头处进行了 试掘, 其中盘道岭、 茨儿山正是坂本峻雄调查时的矿区. 现代铝矿勘探采用的是 挖掘深井、 平巷、 竖井, 再挖穿脉、 沿脉和石门以及钻探 的951①②德国有机化学家拜耳( Adolf Von Baeyer,

1835 ~

1917 年) 在1889 ~

1892 年提出, 用于处理低硅铝土矿, 流程简 单, 沿用至今, 目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝, 有90% 以上是用拜耳法生产的. 神津淑佑, 日本著名矿物学家, 实验岩石学的创立者. 中国科技史杂志33 卷 方法, 取样方式有岩心取样、 刻槽取样, 特殊情况下用全巷取样或方格取样 [4 ] .在此次调 查中, 日本人也形成了一个近似的方法.根据

1924 年的调查经验, 矾土页岩品位越好、 越 坚硬致密, 暴露在露头部, 越容易采取试料( [ 1] ,

784 页) .所以, 此次调查发现一个

1000 米细长露头地带后, 日本人就对其每隔

100 米挖

1 沟进行勘探.沟的走向与露头线呈直 角, 总长

10 ~

30 米, 深0.

5 ~ 2.

5 米.挖掘发现 A 层厚度为

10 米, 中层即为矾土页岩.又 在各层平均采取试料, 遇到品位良好........