1934年，孙健初和侯德封进行了历时5个月的黄河上游地质调查，共同撰写了《南山及黄河上游之地质》报告，后又撰写了《黄河上游之地质与人生》的论文，专门探讨“地质之层序及其经济意义”和“从地文上观察其与人生之关系”。为改变西北地区的贫穷状况，提出：陇南、陇西“山岭较多由古岩层组成，泉多雨足，……宜农宜牧，林矿亦佳”；秦岭北坡、祁连山北坡“石山嶙峋，却宜林木；坡岗茂林，适宜牧畜；宽谷缓坡，得成活田”。这篇论文虽然发表了，但一直得不到付诸实施。直到1979年党的十一届三中全会以后，这些地区才开始大规模种草种树，自然面貌随之改观，孙健初的愿望才得以实现。

1935年初，中央地质调查所组成以翁文灏为主任、黄汲清为副主任的中国地质图编纂委员会，孙健初为委员，并负责青海、甘肃、宁夏地区的地质调查，历时8个多月。1937年，孙健初根据中央地质调查所安排，又参加“西北地质矿产试探队”，开始在甘肃、青海部分地区进行石油勘探。1938年—1939年由孙健初主持的玉门油田勘探，取得成功，转入正常开发。此后，孙健初即全力从事石油地质工作。1942年—1944年去美国考察油田，进修石油地质，写出《美国地质概况及其寻究石油之方法》和《发展中国油矿纲要》。1946年，孙健初任甘肃油矿局探勘处处长（后改为中国石油公司甘青分公司勘探处）。中华人民共和国建立前夕，为防止国民党军队的抢掠、破坏，孙健初不顾个人安危，组织职工巡逻护厂，将全部勘探仪器和地质资料装箱密封，妥为保护。1949年8月兰州解放后，彭德怀、贺龙亲自到勘探处，对孙健初和勘探处职工的护厂功绩倍加赞扬。

1950年，孙健初出席中国第一次石油工作会议，提出西北石油勘探计划，被任命为石油管理总局探勘处处长。后又担任西北财政经济委员会委员等职，并参加编制中国石油勘探方案的领导工作。1951年，在北京石油工业展览会上，孙健初向毛泽东主席汇报了中国石油工业发展情况及远景。1952年10月，为了适应大规模经济建设和发展石油工业的需要，孙健初主持开办了第一期石油地质干部训练班，亲自讲课，参加讨论，指导总结。这批学员后来都成为中国石油地质界的中坚。

1952年11月10日深夜，因煤气中毒逝世，终年55岁。

敢于提出与洋人不同的新见解

在“瑞华地质调查会”时，孙健初曾多次到山西五台山一带调查地质。在此之前，美国人B．维里士（Willis）也到这里做过地质调查，B．维里士是美国地质委员会研究员、著名地质构造学家，对五台山地区地层划分有过权威性的意见，一直是中国古老地层的划分依据。孙健初在掌握大量实地调查的资料以后，对维里士的论断提出了异议。维里士认为“五台山主要区域的东南倾斜包括数个向斜层”。孙健初认为“最近的研究不仅证明这种倾斜的结构实际上并不复杂，而且维里士有关时期的划分，很可能存在错误。在维里士未去的刘定寺附近，发现了一系列岩层，要比山河庙部分的时期新，而较西台的时期老”。原来维里士把命名的滹沱系（滹沱群）部分中的一些层位划归为太古代，而孙健初把它们划为元古代。并把自己的研究成果撰写成《论山西太古界地层之研究》（英文），经新常富教授推荐，刊登在1928年上半年出版的《瑞华博物考察会会刊》上，下半年由《中国地质学会会志》第7卷转载。

1936年夏，孙健初到大冶铁矿调查，近代许多地质学家前往大冶铁矿调查，都认为东西两处矿山是各自独立的矿体，中间是空白地带，没有铁矿存在。孙健初经过研究分析，提出不同的意见。他在地质报告中说：“大石门、狮子山两处铁矿，据昔日地面观察，本不相接，今由窿洞试探，乃知其实相连续。又龙洞、纱帽翅两处铁矿，前就地面上看，亦是间断，近经露天采掘，乃见其一脉之相连。由此可见象鼻山及龙洞之间，及纱帽翅与铁门坎之间，地面上虽无铁矿露头之可见，而地面下似不无多少铁矿之潜藏，极应钻探，以证实之。”

中华人民共和国建立后，国家为了给华中新建大型钢铁厂准备原料基地，地质部中南地质调查所多次派地质队到大冶勘察。1953年4月，经钻探发现了潜伏矿体，证实孙健初的论断是正确的。1987年出版的《大冶铁矿志》记述了这段历史：“孙健初根据大石门、狮子山两矿体在地下相连的情况，提出象鼻山与龙洞之间，纱帽翅与铁门坎之间地下应有铁矿潜藏，是中国第一个推断尖林山地下有潜伏矿体的地质学家”。

第一个跨越祁连山的中国地质学家

在中央地质调查所，孙健初始终如一地从事野外地质调查。西北戈壁，东北草原，黄河上下，长江两岸，到处留下他的足迹。正像他自己后来所说的：“一切不顾，哪里有地质材料就往哪里跑”。所到之处，不但条件艰苦，有时连人身安全也得不到保障。孙健初曾几次遇到土匪。一次在陕西镇安铁矿做地质调查时，被土匪强行搜身。土匪没有想到，孙健初身上除了几个干馒头，就是一包包矿石，只好悻悻离去。

30年代，地质工作不被当局重视，经费少得可怜。有调查任务时，一般派2个人，有时只派1个人去完成。勘探仪器只有1个罗盘，1把小铁锤。1930年—1933年，孙健初三进绥察调查，就是1个人完成的。其范围由北纬40°30—41°30′，东经108°—114°，幅员占绥远省之本部及察哈尔之西南隅，行程曲折达3000公里。经过这3次调查，孙健初写出《绥远及察哈尔西南部地质志》，引起地质界的重视，被誉为中国区域地质方面的重要文献。中国著名地质学家黄汲清在回忆地质调查所的往事时，称赞孙健初三进绥察“调查区域之大，行程之长，考察之细，对所得资料分析、论述之令人信服，在30年代初期的地质界确属难能可贵”。

1935年4月，孙健初接到赴青海进行地质调查的任务后，即与周宗浚西行经湟源，过日月山到贵德，然后沿黄河继续向西，直到龙羊峡谷。山路崎岖，行走艰难，爬山、涉水、过沼泽，有时一天连一顿饭都吃不上。刚才还太阳当空，忽然变成暴风雪袭来，又冻得发抖。他们沿青海湖考察，在布哈河一带作了地质调查和地形测绘。回到西宁稍事休整，又开始了对祁连山的考察。

从19世纪末叶起，先后有14名外国学者到祁连山考察，均有著作问世。有的山峰便以外国人名命名。孙健初认为“这是中国人的莫大耻辱”。孙健初同周宗浚在祁连山中跋涉2个多月，多半时间行走在渺无人烟的崎岖山路上，饿了吃炒面，渴了喝山泉水。面颊被高山日光晒得黝黑，被干燥的山风吹出裂口。他们经过努力，终于走到祁连山主峰之下，采集标本，测绘地质图，考察了地层情况及地层分界。又经过几天跋涉，翻过几个大坂，终于走出祁连山北麓的山口，到达甘肃地界的酒泉金佛寺。孙健初成为第一位跨越祁连山的中国地质学家。

通过这次历时8个月的地质调查（包括紧接着进行的祁连山北麓的调查），孙健初共写了3篇重要的论著：《祁连山一带地质史纲要》、《甘肃及青海之金矿》和《青海湖》。黄汲清说：“在我的地质研究中，有关祁连山的论著，总喜欢和孙先生交谈。在我的印象中，他亲自深入祁连山考察所获得的资料是可靠的、权威的。”

中国第一个石油基地——玉门油田的奠基人

1935年孙健初和周宗浚跨越祁连山后考察北麓的时候，就打算到玉门考察石油，却遭到酒泉地方驻军的阻挠。

1936年，“中国煤油探矿公司筹备处”获准开采甘肃、青海、新疆3省石油，组成西北地质矿产试探队，从美国请来2名地质学家J．M．韦勒（Weller）博士和F．A．萨顿（Suton）工程师。中央地质调查所派孙健初参加此项工作。1937年10月，他们来到玉门老君庙。在距离石油河十多里的地方看到一个很大的沥青堆，便在石油露头的周围详细观察。从石油河岸边断层和两处干油泉的周围地层看，孙健初认为“玉门油泉一带地质颇不简单，地层多经变质，构造褶皱断层兼有之”，“这里是煤油将来之希望”。他迫不及待地给资源委员会主任委员翁文灏写了一封信，希望早日钻探。

抗日战争爆发后，由孙健初、韦勒、萨顿共同署名的《甘青两省石油地质调查报告》提出，玉门一带有希望找到储量可观的油田，因地处偏僻，交通不便，平时开采，经济上不合算；如战争急需，可考虑开采。翁文灏两次召见孙健初，听取玉门石油地质情况的汇报，并支持孙健初的建议，作出进一步探查玉门石油的决定。

孙健初接受了去玉门详察的任务，和助手靳锡庚在兰州招募了几名测量工人，再次去玉门。1938年12月4日，到达酒泉，同行的还有新成立的甘肃油矿筹备处主任严爽。12月23日，孙健初、严爽、靳锡庚等人骑着骆驼，向老君庙出发。

1938年12月27日黄昏时分，孙健初等到达老君庙。他们在老君庙旁搭起蒙古包，开始了艰苦的勘测工作。他们每天都是白天在野外踏勘，晚上回到蒙古包里点上蜡烛绘图计算。从石油河到干油泉、角塘沟、三橛湾、马莲泉、红沟河坝，他们获得的大量第一手资料，给资源委员会写了报告，详细述说玉门勘测的地质情况，并提出钻井探油的具体计划，定出钻井井位。

1939年3月，经周恩来批准由陕甘宁边区借来的第一部钻机运抵老君庙，立即按孙健初所定井位钻进。3月27日，挖方井导洞至23米处遇到石油。8月11日钻至115．51米探得一个油层，孙健初为它定名K油层，每天可产油10吨。后来第2号井、3号井、4号井……相继钻到K油层。1940年8月，从湘潭煤矿运来的钻机到矿，决定加深4号井。11月2日开钻，1941年4月21日凌晨3时钻到439．17米发生强烈井喷，从而发现了玉门油田的主力油层L油层，证明玉门油田是一个储量丰富、具有工业开采价值的油田。随着情况的发展，孙健初对玉门油田的认识也在逐步加深。1940年他写成《修正甘肃玉门油田地质报告》，1941年1月再次修改。孙健初运用前人的知识积累，参照国内外有关资料，以玉门油田的地质为对象，开始探索石油生成、运移、储集的规律。

1942—1944年孙健初在美国考察和进修，回国后，除主持玉门油田的地质勘探工作、继续对祁连山北麓进行调查外，重点对青年地质人员进行培养，关心他们的成长。玉门油矿地质室有9名新来的大学生，孙健初帮助他们阅读研讨石油地质理论，结合实际遇到的问题，谈自己在美国实习的体会。使这些青年人很快得到提高，出了不少成果。

1孙健初．《论山西太古界地层之研究》．《中国地质学会会志》，1928，7．

2孙健初，王曰伦．《宣化一带地质构造研究》．《地质汇刊》，1930，15．

科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。

孙健初故居纪念馆位于濮阳县白堽乡后孙密城村，主要以图、文、音频、视频和实物展示等形式介绍孙健初勇于探索创新、艰苦奋斗和无私奉献的科学家精神，是集科学家精神宣传、党性教育、红色研学、乡村旅游等于一体的爱国主义、科学家精神教育基地。

2022年5月，孙健初故居纪念馆入选国家首批科学家精神教育基地。

2022年5月26日，人民日报客户端人民号发表了穆伟的文章《孙健初精神永放光芒》。