李四光、冯景兰、孙越崎、翁文灏等地质学家、能源资源学家后来根据张学良的“提点”，成功在黑龙江省安达县附近发现了中国第一座油田，不但彻底打破了中国“贫油国”的历史，并且这座油田还是中国第一、世界罕见的特大型砂岩油田，从而让中国的石油产业陡然间不但是零的突破，还一下子跃居世界产油国行列，这座油田后来被张学良给命名为“大庆油田”。大庆油田预计正式投产后，可年产原油超过1000万吨，并且根据李四光、孙越崎、翁文灏等专家们的科学评估，大庆油田的产油潜力非常巨大，年产油达到5000万吨只是时间问题。拥有了大庆油田，东北步履蹒跚的重工业和化工业的发展刹那间直飙云霄，张学良欣喜若狂，李四光等专家们也喜极而涕。实际上，中国的第一座油田正是孙越崎和翁文灏这两位能源资源学家于1941年在西北地区发现的，就是同样著名的玉门油矿。但无论是规模还是产油量，玉门都是远远不及大庆的。大庆油田被发现后，张学良让众专家低调保密，并命令以后的开采也施行军事化管理，以防敌对势力觊觎或破坏，因此大庆油田发现的消息并没有登上报纸。随后，张学良喜气洋洋地邀请范旭东、侯德榜、吴蕴初等化工实业家们前来大庆，加入东北石油公司，负责开采和炼制石油，继而再发展由油矿而衍生出来的氨厂、硫酸厂、电解碱厂、乙烯厂、塑料加工厂等石油产业化工厂，迅速促进东北化工业的从无到有并展翅飞速崛起。
除了大庆油田外，李四光等专家们随后又发现了辽河油田和松原油田，使得东北的产油量能达到2000万吨以上（1930年初的数字）。张学良对这三座至关重要的油田都派遣农统局的特工和最精锐的军警部队进行严格保护及保密。
军工业稳步且快速发展的同时，自然也带动了东北军工业和兵工厂的发展。
东北军工业总督办杨宇霆一丝不苟且巨细无遗地执行了张学良的重组东北兵工厂和扩大东北军工业命令，在1929年夏季的时候，东北原先的两大兵工厂：奉天兵工厂、奉天迫击炮厂，以及东北境内原先零散的军工业作坊都已经重组完毕。此时的东北共有五大兵工厂，分别是：松原兵工厂（火炮制造厂）、濛江兵工厂（枪械制造厂）、四平兵工厂（战车制造厂）、公主岭兵工厂（飞机制造厂）、长春兵工厂（军需品和军服制造厂），另外在沈阳和哈尔滨各建有一座单独的中型兵工厂和一座军械维修厂，在沈阳北部的虎石台镇拥有一座坦克研制工厂。这七座兵工厂加起来，按照1930年初的数字，共拥有机器设备1.3万部，兵工专家3000余人，工人2.8万余人，是全亚洲规模最大和生产量最大的综合性军工业，每月的军工业总开支达到300多万银圆，每月总计可生产大口径的火炮50多门、中小口径的火炮300多门、各型炮弹6.5万余发、步枪7000多支、子弹2000万发、轻重机枪1200多挺、炸药1.5万吨。
东北军工业和兵工厂的扩大，一靠张学良的重视和投资，二靠杨宇霆的呕心沥血，三靠越来越多的人才。顾维钧带着张学良的给他的任务和巨资前往欧美后，很快就给张学良源源不断地送来的大量的国外人才和中国在海外的人才。对于东北的军工业来说，首推人物就是刘先志和他的弟弟刘来志。刘先志是卓越的力学家、机械学家、工程学家、火炮专家、穿甲弹专家、兵器学家，早年留学德国并担任过德国克虏伯兵工厂的副总工程师，是此时中国极其难得的军工业巨擘，他的弟弟刘来志也是十分出色的军工专家。顾维钧到德国后，没费什么力气和口舌，就把这对张学良求之不得的军工宝贝给送来了。张学良大喜过望，立刻任命刘先志为东北兵工厂的总工程师，协助杨宇霆建设和发展东北的军工业，刘来志也进入松原兵工厂担任火炮设计工程师。另外，顾维钧还给张学良又送来了中国此时最杰出的潜艇学家、船舶工程学家王荣璸、中国在民国时期第一个探索制造直升飞机的航空学翘楚朱家仁、曾制造出中国第一架飞艇的机械学家谢瓒泰等精英专家。张学良顿时乐得几乎走路都不知道先迈哪条腿，立刻重金聘请这些专家进入东北兵工厂工作。除此之外，在东北高等学府里担任教授讲师的靳树梁、宾步程、胡庶华等一批冶金学家、机械工程师、军械专家也兼职在东北的兵工厂内工作。这些人才，使得东北的军工业和兵工厂呈现如火如荼、一日千里的发展势头。
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