中国地质调查所早期起步1933年由翁文灏出面筹划、募捐购买了当时称作水晶台的地皮(即现在南京地质陈列馆到南京无线电厂的范围)，建筑了陈列馆大楼及图书馆等房舍
1935年8月竣工后，地质调查所由北平迁来南京，自当年9月至1937年初整理布置正式开放展出
开馆初期，宋美龄与李德全(冯玉祥夫人)专程来馆参观
到抗战前夕已建有地质构造、矿物、岩石矿物、燃料、土壤、地史古生物、北京猿人与史前文化、本馆出版物等12个陈列室
建馆初期，地质陈列馆是前地质调查所的一个陈列部门，当时仅设馆长一人负责馆务，馆内的陈列展出、标本采集、研究分别由地质调查所各研究室筹办
当时“中央地质调查所”对外称“中国地质调查所”，全所人员约有100人，其中研究人员有70多人，技术人员有10多人
是当时中国两个最主要的地质机构之一(另一为中央研究院在鸡鸣寺即现在的南京地质古生物研究所内，仅有十多位研究人员)
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