19世紀中葉以來，歐洲及其它國家的“探險隊”“考察隊”相繼到我國西部地區進行探險考察活動，到20世紀初期考察活動達到了高潮。當時來西部地區的各國(俄國、英國，德國、法國、瑞典、美國、日本)“探險隊”“考察隊”進行的考察活動不下數十起，他們最初主要從事地理、氣象、生物學等的考察，以後逐漸擴大到歷史、考古、民族、語言、民俗、宗教、藝術以及政治、經濟、軍事等領域，同時也涉及對礦產資源的考察。中國學者目睹了外國冒險家借考察旅行之名覬覦中國的自然資源，提出要組織力量進行考察，收集資料。有文獻提及:利用其優越的財力，對於我國的科學材料，“予取予求”，毫無限制，而對於珍貴不可多得的材料，則巧取豪奪，潛運境外!如果這一類的情形，不能有所挽救，則我國學術前途，要受到無從計算的損失。因為深切感覺到上面所說的危險，所以大家總想把國內的重要學術團體聯絡起來，組織起來:自己出發到各地蒐集材料，以為精深研究的預備。1927年，斯文赫定(SvenHedin，1865—1952)受德國漢莎航空公司的委託準備開闢柏林—北京—上海航線到中國進行考察。經赫定要求，在國民黨政府的干預下，中國學術團體接受赫定的資助，與他簽訂了在形式上維護中國主權實際卻有損中國主權的協定，共同組成了“中瑞西北科學考察團”(下簡稱考察團)。考察團由北京大學哲學系教授徐炳昶和赫定擔任團長，中國團員10人，外籍團員18人(瑞典6人、德國11人、丹麥1人)。
丁道衡應邀參加該團，負責地質及古生物研究，並調查沿途礦產資源。考察團於1927年5月9日從北京出發，乘坐平綏線火車，於5日抵達包頭，5月20日組成駱駝隊進入大青山，沿著邊塞通往外蒙的商道北上，6月1日到達百靈廟住營，開始在這一地區的科學考察工作。丁道衡和另外5個外籍人員組成北分隊，負責繪製北線地圖。
丁道衡主要擔任天山西南部的地質考察工作,並負責地質礦產調查和古生物研究。考察團在戈壁沙漠之中和荒無人煙之地費時3年,冒著生命危險,行程數萬裡,跋山涉水,歷盡艱辛,對內蒙古、甘肅、寧夏、青海、新疆北部的400萬平方公里區域內的自然地理狀況進行了詳盡考察,終於完成了西北考察任務,在西北高原發現了沉睡多年的豐富寶藏。當時剛跨出校門不久才28歲的丁道衡,在這次考察中首次一個人發現了白雲鄂博大鐵礦。他進行了為期十幾天的徒步踏查,採集礦石標本,初步調查了白雲腦包的地形、地質構造、礦區生成、鐵礦儲量、礦石成份等,認定該礦為儲量可觀的大型鐵礦,繪就了地形地質圖,編寫了調查報告。1933年出版的《地質彙報》第23號上發表了他的《綏遠白雲鄂博鐵礦報告》,其中6頁文字詳細記載白雲鄂博鐵礦的具體情況,並附有1:30000鐵礦圖一幅,估計鐵礦石儲量3400萬噸。他還建議說“苟能於包頭附近建設鋼鐵企業,則對於西北交通應有深切關係,其重要不僅在經濟方面而已”。但這一設想只有在新中國才能夠實現。
本區鐵礦以赤鐵礦及輝鐵礦為主要產物。……主要礦床位在白雲鄂博之頂部，即大外斜層之南翼。……其礦床似順南翼而插入地中，唯其深入若干，則非加鑽探之後，不得而知。北翼因斷層關係向北下落，有無鐵礦存在，因未親往調查，不敢斷定。……北部極有發現鐵礦之望，有待於將來之詳細調查...
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