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20世紀初，中國開始引進地質科學。當時，魯迅著《中國地質略論》，華衡芳著《地學淺識》等，鄺榮光編制了中國第一幅地質圖《直隸省地質圖》。[1]
辛亥革命後，孫中山組織的南京臨時政府在實業部下設地質科，由東京帝國大學地質系畢業生章鴻釗主持地質科的日常業務。章鴻釗建議成立地質科學的研究和教育機構。1913年，地質調查所在北京成立（隸屬工商部），由丁文江任所長，這是中國近代最早從事地質科學研究與教育的機構。[1]
1913年至1916年，地質調查所培養了謝家榮、葉良輔等地質科學人才。從這時開始，中國擺脫了完全依賴外國人從事地質科學活動的狀況，有了中國自己的地質科學專業隊伍，並開始從事實際的科學研究工作，在山東、直隸等地區測繪地質圖，開始了中國最早的岩石、礦物、古生物調查工作。[1]
1920年代至1930年代，地質調查所迎來的快速發展，先後創設古生物研究室、新生代研究室、礦物岩石研究室、沁園燃料研究室、土壤研究室、地震研究室等機構，並出現一批專家，比如地質學家李春昱、岩石礦物學家程裕淇、地層古生物學家尹贊勛、礦床學家謝家榮、古脊椎動物專家楊鍾健、測繪專家曾世英、地震專家李善邦、土壤專家熊毅等人。[1]
1935年，地質調查所從北平的豐盛胡同附近遷至南京，部分留守人員組成了地質調查所北平分所。1937年七七事變之後，地質調查所北平分所工作停止，在南京的地質調查所本所則繼續工作。抗日戰爭全面爆發之後，地質調查所隨國民政府遷至重慶北碚，為了同省地質調查所相區別，1941年正式定名為中央地質調查所。1930年代起，翁文灝、黃汲清、尹贊勛、李春昱等人先後擔任所長。抗日戰爭勝利後，中央地質調查所遷回南京。[1]
1949年中華人民共和國建立後，中央地質調查所被接收（1978年，在台灣的中華民國政府恢復設置中央地質調查所，即今之經濟部中央地質調查所）。1950年8月，中華人民共和國政府決定成立中國地質工作計劃指導委員會，任命李四光為主任委員，尹贊勛、謝家榮為副主任委員，統一領導全中國的地質工作，全國地質機構開始大規模調整，中央地質調查所和中央研究院地質研究所等機構同時宣佈撤消。[1] 中國科學院地質研究所、中國科學院古生物研究所、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國科學院土壤研究所等陸續成立。[2]
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地質調查所在北京的舊址現為北京市文物保護單位。該組建築由南樓、北樓、西樓組成。南樓為德國雷虎公司設計並建造，地上兩層，地下一層，正面開門，樓體西牆上的石刻為「土壤研究室」，落款中華民國二十一年六月 日建。北樓地上三層，正面石額為民國十九年（1930年）金紹基書寫的「地質調查所沁園燃料研究室」。西樓由貝壽同設計，地上二層，地下一層，為鋼筋水泥結構。現在為全國人大宿舍。[3]
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