1931年從南京中央大學地質系畢業後,進入北平地質調查所工作。從事地質研究,專攻礦物與礦床學,多有獨特創見。其《地質圖上火成岩花紋用法之商討》一文,至今仍為全國地質圖引用。
1936年秋到福建省調查礦產。在兩年多時間中,足跡遍及寧德、南平等十個縣,發現了永泰明礬礦、莆田鋁礦。抗日戰爭爆發後,他遠去西南工作,在雲南省安寧縣境內發現鋁礦,這是西南地區第一次發現。此後雲南、貴州二省陸續探測,發現大量鋁礬土礦。為抗戰期間中國地質界之重大收穫。後又不辭冒險犯難,在金沙江兩岸深入探查金、銀、鉛、鎢礦的儲量和分布狀況。
1940年南延宗任江西省地質調查所技正,1941年兼任中央研究院地質研究所研究員。在此期間,他連續勘探贛南一帶的鎢、錫、鉬等礦均獲有豐碩成果。1942年,中國地質學會授予他“趙亞曾先生紀念獎金”,酬答他對中國地質礦產研究的重大貢獻。
值得一書的是,1943年,延宗在廣西鐘山黃羌坪發現鈾礦,這是我國最初發現。他的論文發表後,引起全國有關人士的極大關注。
1945年出國深造,在赴印度的輪船上不慎失足,跌斷腸部,在印度醫治半年余才返回。返國之後,擔任礦產測勘處工程師兼礦床地質課長,協助處長謝家榮主持全國礦產勘探工作。1946年起兼任重慶大學地質系教授,出其積學,獎掖後進,不遺餘力,深得學生的尊敬。
1948年,因不滿當時黑暗統治的社會現狀,更兼多年積勞,體力不支,攜家眷返里休養,旋即被溫州中學聘為教師。中華人民共和國成立後,浙江地質調查所成立,多次聘請他,他亦感於新中國出現的新氣象,應聘擔任浙江地質調查所研究員。他在浙南地區調查地質礦藏,不到一年時間,發現了青田、永嘉等地的鉬礦,和義烏、諸暨的鈰釔礦。1951年2月23日在工作之際,突患急性腸炎,送杭州中山醫院診治,經中外名醫會診,認為舊創新疾並發,病入膏肓,無術挽救,於3月7日與世長辭,年僅45歲。遺體安葬於杭州靈隱石人山麓。
南延宗畢生致力於地質研究,著作甚多。先後在《中國地質學會志》、《地質論評》、《中國建設》、《礦測近訊》、《浙江地質》等專業雜誌上發表論文60餘篇。
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