地質(zhì)學(xué)發(fā)展史是人類在生產(chǎn)和探索地球奧秘的過程中，逐步認(rèn)識(shí)地球的組成和結(jié)構(gòu)，地球及其生物界演變的規(guī)律，特別是地殼和巖石圈運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并為人類合理開發(fā)、利用和保護(hù)礦產(chǎn)資源保護(hù)環(huán)境服務(wù)的歷史。

人們對(duì)地球的認(rèn)識(shí)源遠(yuǎn)流長。在曲折的歷史發(fā)展過程中，原始樸素的地質(zhì)知識(shí)逐漸形成了地質(zhì)科學(xué)的知識(shí)體系。根據(jù)地質(zhì)知識(shí)發(fā)展的程度，并參照其社會(huì)文化背景，可將地質(zhì)學(xué)發(fā)展史劃分為5個(gè)時(shí)期。①地質(zhì)知識(shí)積累和地質(zhì)學(xué)萌芽時(shí)期（遠(yuǎn)古～1450），以認(rèn)識(shí)的直觀和解釋的猜測性為主要特征。②地質(zhì)學(xué)奠基時(shí)期（1450～1750），其特征是隨著自然科學(xué)的誕生，地質(zhì)知識(shí)趨向系統(tǒng)化。對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象試作理性解釋，并逐步建立了觀察和推理方法。③地質(zhì)學(xué)形成時(shí)期（1750～1840），一方面地質(zhì)知識(shí)得到較全面的概括和總結(jié)，另一方面，人們將地質(zhì)作用、過程和結(jié)果聯(lián)系起來加以思考，給予解釋。地質(zhì)思想、理論和學(xué)說十分活躍，由此初步形成了地質(zhì)學(xué)體系。④地質(zhì)學(xué)發(fā)展時(shí)期（1840～1910），其特征是地質(zhì)知識(shí)和理論的發(fā)展，逐步形成了綜合分析方法，初步提出了全球性地質(zhì)發(fā)展史的認(rèn)識(shí)。⑤20世紀(jì)的地質(zhì)學(xué)（1910～），這一時(shí)期特點(diǎn)是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使新的地質(zhì)學(xué)說、地質(zhì)學(xué)理論不斷涌現(xiàn)，地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科之間日益相互滲透，地質(zhì)學(xué)與地球科學(xué)的其他學(xué)科相互溝通，形成了全球性地質(zhì)學(xué)體系。

地質(zhì)知識(shí)積累和地質(zhì)學(xué)的萌芽時(shí)期

（遠(yuǎn)古～1450）

遠(yuǎn)古時(shí)代人類通過石器的采集和制作，逐步了解了巖石、礦物的某些性質(zhì)。在經(jīng)受地震、火山、洪水的災(zāi)害并與之斗爭的過程中，逐步認(rèn)識(shí)了大自然中的地質(zhì)現(xiàn)象和過程。這一時(shí)期，人們對(duì)地球和地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是直觀的，解釋是猜測的、思辨的，體現(xiàn)了樸素的唯物主義自然觀。

巖石和礦物知識(shí)的積累

最初，古代人類利用巖礦的物理性質(zhì)，如硬度、解理等制造石器。中國的藍(lán)田人、北京人所用石器大都由硬度較大的石英質(zhì)礦物和巖石制成。舊石器晚期，出現(xiàn)于山頂洞文化時(shí)的鉆孔石質(zhì)飾物，表明人類對(duì)巖石、礦物的相對(duì)硬度有了一定認(rèn)識(shí)。新石器時(shí)期，人類已利用天然寶石類礦物，如瑪瑙，葉蠟石等作飾品。陶器的燒制，如仰韶期的彩陶，龍山期的黑陶，說明幾千年前人類對(duì)粘土的性質(zhì)又有了一定認(rèn)識(shí)。商、周是中國青銅器鼎盛時(shí)期，那時(shí)所用的銅礦石主要是自然銅和孔雀石。中國古代用鐵的歷史可追溯到商代，戰(zhàn)國時(shí)期，中國步入鐵器時(shí)代。

中國早期地學(xué)典籍記載了許多巖石和礦物知識(shí)。《山海經(jīng)》將礦物分為金、玉、石、土4類，并記述了各自的色澤、特征、產(chǎn)地。約于戰(zhàn)國成書的《禹貢》記述了多種金屬礦物和非金屬礦物?！豆茏印さ?cái)?shù)》篇中的“山上有赭者，其下有鐵；上有鉛者，其下有銀”，論述了金屬礦產(chǎn)的共生關(guān)系。

秦漢以來，人們開始開發(fā)和利用石油、天然氣、煤和鹽。東漢班固（公元32～92）在《漢書·地理志》提到上郡高奴縣“有洧水，可?”。?，即燃字。這是中國最早關(guān)于石油的記載。中國石油開發(fā)最早的是延長油田?！笆汀币辉~首見于北宋沈括所著《夢溪筆談》。天然氣井在古代稱為火井。首見于《漢書》的鴻門火井位于現(xiàn)在陜西神木縣。張華的《博物志》以及西晉常璩的《華陽國志·蜀志》中都記載了有關(guān)四川天然氣的資料。

世界其他民族在早期也積累了豐富的巖礦知識(shí)。古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》是最早的有關(guān)巖礦的專門著作。他描述了70多種礦物，將巖石分為石質(zhì)和粘土兩大類，論述了顏色、硬度、結(jié)構(gòu)，可燃性、可溶性等物理性質(zhì)。古希臘的亞里士多德在《氣象學(xué)》中討論了礦物成因。他認(rèn)為地球內(nèi)部的干、熱的煙氣和濕冷的水氣相互作用產(chǎn)生各種各樣的礦物。

對(duì)地質(zhì)作用的認(rèn)識(shí)

人類在同自然災(zāi)害的斗爭中獲得地質(zhì)作用知識(shí)。印度的吠陀經(jīng)、希臘的奧非厄斯圣詩、中國的大禹治水傳說都表明人類早就認(rèn)識(shí)到流水具有重要的地質(zhì)作用。中國古代有豐富的地震記錄?！吨駮o(jì)年》記載的3800多年前的地震是現(xiàn)知世界最早的地震記錄。公元132年，中國的張衡發(fā)明制造了世界第一臺(tái)地震儀──候風(fēng)地動(dòng)儀。對(duì)火山地質(zhì)作用的觀察和描述，最初多在火山活動(dòng)頻繁的地中海等地區(qū)。古羅馬的斯特拉波提出火山是地球內(nèi)部爆發(fā)力施放的安全閥。意大利的普林尼為研究火山而獻(xiàn)身，為世人留下寶貴的文獻(xiàn)。

中國古代有關(guān)海陸變遷的描述最早見于晉代葛洪所著《神仙傳》，其中載有“東海三為桑田”?！对娊?jīng)·小雅·十月之交》描述了“高岸為谷、深谷為陵”的地殼變動(dòng)的現(xiàn)象。

古希臘人從遠(yuǎn)離海洋的高山發(fā)現(xiàn)海生貝殼等現(xiàn)象，提出了海陸變遷的觀點(diǎn)。色諾芬尼提出，化石是海生動(dòng)物被大水挾加泥沙沖到陸地而形成。亞里士多德認(rèn)為“陸地和海洋的分布不是永恒的”，海陸變遷是“按一定規(guī)律在一定時(shí)期發(fā)生的”。

對(duì)地球的啟蒙認(rèn)識(shí)

古代學(xué)者一般持有整體地球觀，并重視萬物本原的探討。在中國有“陰陽說”和“五行說”。“陰陽說”源于公元前11世紀(jì)的《周易》?！拔逍姓f”最早見于文字的是《尚書·洪范》。五行中的“金”是概括了金、銀、銅、鐵等金屬的共同性質(zhì)而抽象出來的。古希臘的泰勒斯認(rèn)為自然界的根本元素是水。阿那克西曼德提出水、氣、土、火四種元素是組成萬物之本。古希臘的原子論學(xué)派用原子的旋渦運(yùn)動(dòng)來解釋地球的形成。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為地球、天體、宇宙都呈球形。亞里士多德則從對(duì)月食的觀察，以及星辰高度向北增加的現(xiàn)象，給予球形大地觀以經(jīng)驗(yàn)證明。古希臘人逐步形成了地球中心思想，盡管阿利斯塔克提出地球每年沿圓周軌道繞日一周的日心說，但由于歐多索克斯、亞里士多德和C.托勒密等人的影響，地心說成為千年之久的正統(tǒng)學(xué)說。中國古代有蓋天說、渾天說、宣夜說3種對(duì)地球觀有影響的假說。渾天說在漢代得到很大發(fā)展。東漢張衡制造了渾天儀，所著《渾天儀圖注》是渾天說的代表作。

中世紀(jì)的地質(zhì)學(xué)

歐洲在漫長的中世紀(jì)時(shí)期，由于宗教的禁錮，科學(xué)發(fā)展緩慢。但在東方的中國和阿拉伯則有較大的進(jìn)步。阿拉伯學(xué)者阿維森納和比魯尼認(rèn)識(shí)到巖層中的化石是海陸變遷的證據(jù)，化石的形成要經(jīng)歷很長時(shí)間。阿拉伯人對(duì)于侵蝕、搬運(yùn)、堆積等地質(zhì)作用也多有記述。

這一時(shí)期，中國對(duì)于化石和地層的形成有許多科學(xué)的認(rèn)識(shí)。唐代顏真卿，宋代沈括都把山崖中的螺蚌殼視為滄海桑田變化的見證。沈括在《夢溪筆談》中，對(duì)“蛇蜃”、“石筍”、“螺蚌殼”等動(dòng)、植物化石作了較為正確的解釋。宋代朱熹明確指出，巖石“即舊日之土”，化石螺蚌殼“即水中之物”，他認(rèn)為由于地殼變動(dòng)“下者變而為高，柔者變而為剛”，對(duì)地層和化石形成給予了科學(xué)的解釋。在杜綰所著的《云林石譜》中，除記述了魚化石、石燕外，還提出化石是“歲久土凝”而成的論斷。他還用“寒熱相激”巖爆石飛的道理，科學(xué)地解釋了“石燕遇雨則飛”的風(fēng)化剝落現(xiàn)象。

在礦冶事業(yè)發(fā)展中，人們積累了豐富的找礦經(jīng)驗(yàn)。南朝梁成書的《地鏡圖》中記載了“草莖赤秀，下有鉛”、“草莖黃秀，下有銅”、“山有蔥，下有銀”。唐代段成式在《酉陽雜俎》也有類似記載，如“山上有蔥，下有銀；山上有薤，下有金”等，論述了金屬礦床的指示植物和某些金屬元素對(duì)植物生長的影響。杜綰在《云林石譜》中記載116種巖石礦物，及其產(chǎn)地、采法、產(chǎn)狀、品位和物理性質(zhì)，是當(dāng)時(shí)中國礦物學(xué)的代表作。

地質(zhì)學(xué)的奠基時(shí)期

（1450～1750）

歐洲的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)是一場思想解放運(yùn)動(dòng)，它使近代自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來。哥白尼的《天體運(yùn)行論》（1543）是自然科學(xué)脫離神學(xué)走上獨(dú)立的開端。15世紀(jì)的地理大發(fā)現(xiàn)，開拓了人們的視野。人們要重新認(rèn)識(shí)自然，重新研究地球，并給予地球歷史以理性的解釋。這一切都為地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

地質(zhì)哲學(xué)思想的初步發(fā)展

科學(xué)地質(zhì)學(xué)的建立，必須沖破神學(xué)的束縛。地球不是上帝創(chuàng)造的，而是物質(zhì)世界自然發(fā)展的結(jié)果。法國的R.笛卡爾（1644）曾提出，地球以及其他天體是由以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為固有性質(zhì)的原始粒子組成，正是原始粒子的這種旋渦運(yùn)動(dòng)使太陽系生成。1749年，法國的G.-L.L.C.de布豐提出地球起源于太陽和彗星碰撞的災(zāi)變說。1779年布豐用冷卻灼熱鐵球所需時(shí)間來推算地球的年齡，這個(gè)年齡的比圣經(jīng)上所提的大10倍。布豐還明確地將上帝創(chuàng)世的7日改為地球史上的7個(gè)“紀(jì)”，全面地描述了地球自然發(fā)展歷史。其后，德國的I.康德和法國的P.S.H.de拉普拉斯先后提出太陽系起源的星云假說，闡明包括地球在內(nèi)的整個(gè)太陽系是逐漸冷凝生成的。

對(duì)化石和地層的認(rèn)識(shí)

文藝復(fù)興時(shí)期的代表人物達(dá)·芬奇將貝類化石和現(xiàn)代貝類進(jìn)行比較，得出化石是過去生物的遺體的正確結(jié)論。在其《筆記》一書的地球和海一章中，反復(fù)論述了是地殼運(yùn)動(dòng)把含有生物化石的巖層抬升到高處。持有類似觀點(diǎn)的還有弗拉卡斯托羅。F.科隆納區(qū)分了化石的保存類型，并將化石分為陸生、海生兩大類。在持化石生物成因觀點(diǎn)的學(xué)者中，不少人將化石與諾亞洪水聯(lián)系起來。英國的J.伍德沃德在《地球自然歷史初探》（1695），提出全球性洪水造成大部分生物死亡，化石就是它們的遺體。18世紀(jì)人們普遍接受伍德沃德的洪積說觀點(diǎn)。

對(duì)地球自然歷史，特別是對(duì)地層研究做出重要貢獻(xiàn)的另一位學(xué)者是丹麥的N.斯泰諾。在《天然固體中的堅(jiān)質(zhì)體》（1669）一文中，他論述了地層、山脈的形成過程，并提出了地層學(xué)的重要原理：①疊置律，地層未經(jīng)變動(dòng)時(shí)則上新下老；②原始連續(xù)律，地層未經(jīng)變動(dòng)時(shí)則呈橫向連續(xù)延伸并逐漸尖滅；③原始水平律，地層未經(jīng)變動(dòng)時(shí)則呈水平產(chǎn)狀。英國學(xué)者R.胡克提出用化石來記述自然史。通過對(duì)龜、菊石等化石的研究，他論證了這種化石產(chǎn)地曾處于溫暖氣候條件下，從而推斷英國曾位于赤道地帶附近，提出地軸位置可能曾經(jīng)發(fā)生過變動(dòng)的科學(xué)假設(shè)。

巖石學(xué)、礦物學(xué)和礦床學(xué)的發(fā)展

社會(huì)的發(fā)展，增加了對(duì)地下資源的需求，也促使人們更加深入地研究和掌握巖礦知識(shí)。16世紀(jì)初，萊奧納爾都斯的《石志》論述了礦物200多種。德國的G.阿格里科拉于1556年發(fā)表《論金屬》一書，敘述了有用礦物、礦脈、礦石的生成過程。1546年，在討論礦床成因理論中，他闡述了側(cè)分泌成礦思想。在礦物學(xué)方面，他以物理性質(zhì)為根據(jù)，對(duì)礦物進(jìn)行了分類，較為完整地記載了當(dāng)時(shí)已知的礦物。阿格里科拉的礦物學(xué)和礦床學(xué)理論，在歐洲產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

中國北宋唐慎的《經(jīng)史證類備急本草》記載許多可作藥物的礦物。明代醫(yī)學(xué)家李時(shí)珍1578年寫成的《本草綱目》，記載的礦物種類較前增加很多，并且更加系統(tǒng)、精確。在《本草綱目》中敘及的礦物、巖石、化石有200多種，按水部、土部、金石部分類，又將金石部細(xì)分為金類、玉類、石類、鹵石類等。

地質(zhì)學(xué)的形成時(shí)期

（1750～1840）

從18世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)上半葉，工業(yè)革命促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。法國大革命以啟蒙運(yùn)動(dòng)為先導(dǎo)，把矛頭指向封建主義。在啟蒙思想影響下，在歐洲科學(xué)考察和旅行探險(xiǎn)盛行。地學(xué)研究從對(duì)地球的思辨性研究轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^察分析為主，地殼成為直接觀察研究的對(duì)象。具有近代意義的geology（地質(zhì)學(xué)）一詞是由瑞士學(xué)者J.A.德呂克于1793年提出的。他認(rèn)為，首要的是把地質(zhì)學(xué)從博物學(xué)中分出來，地質(zhì)學(xué)要把地球所呈現(xiàn)的現(xiàn)象與其原因結(jié)合起來研究。

地質(zhì)考察旅行的興起

人們對(duì)自然界的探索，需要進(jìn)行實(shí)地考察。在中國首開先河的是16世紀(jì)明代地理學(xué)家徐霞客。他詳細(xì)考察了中國西南廣大巖溶地區(qū)的100多個(gè)巖溶洞穴，并對(duì)鐘乳石、石筍等成因做了較為科學(xué)的解釋。歐洲的地學(xué)野外考察開始于18世紀(jì)下半葉。這是地質(zhì)研究方法的一大進(jìn)步。野外的研究使人們注意到廣大地區(qū)地形與構(gòu)造的關(guān)系，真正開始解釋區(qū)域地質(zhì)的歷史。這一時(shí)期，著名的地質(zhì)旅行家有法國的J.蓋塔爾和N.德馬雷、英國的R.J.米切爾、瑞士的H.B.de索敘爾、德國的J.G.萊曼和P.S.帕拉斯等。蓋塔爾對(duì)火山地質(zhì)、礦物分布以及化石、地形的研究做出了重要貢獻(xiàn)。他繪制的法國巖礦圖是世界第一幅表示礦產(chǎn)資源、巖石組成的地圖，因而被譽(yù)為“地質(zhì)調(diào)查之父”。米切爾對(duì)地表巖層帶狀分布的原因作了合理的說明，指出是原始水平巖層褶皺后，頂部遭受剝蝕夷平的結(jié)果。德馬雷對(duì)法國、意大利火山地質(zhì)作了長期考察，發(fā)表了許多有關(guān)火山地質(zhì)的專著，并得出玄武巖是火成巖的結(jié)論。索敘爾是系統(tǒng)考察阿爾卑斯山脈的第一位地質(zhì)學(xué)家。他對(duì)巖層的構(gòu)造、巖石成因和化石做了多方面的觀察，發(fā)表了《阿爾卑斯旅行》（1779～1796），為后來阿爾卑斯構(gòu)造研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。帕拉斯曾率隊(duì)到俄國東部地區(qū)進(jìn)行為期6年的考察探險(xiǎn)，又對(duì)俄國南部、烏拉爾以及中亞阿爾泰山地區(qū)進(jìn)行了考察。他在《山脈構(gòu)造的討論》（1777）一書中，將山脈構(gòu)造劃分為山脈的原生帶、山脈的鈣質(zhì)帶和山脈的堆積帶3部分，并指出從山脈的中央到外側(cè)，巖層年代逐漸變新，傾角愈來愈緩。

水成論和火成論

關(guān)于巖石以及巖層成因的水成論和火成論的論戰(zhàn)是18世紀(jì)后期到19世紀(jì)初期的重要事件，在地質(zhì)學(xué)發(fā)展史上影響深遠(yuǎn)。德國的A.G.維爾納是水成論的主要代表。他長期任教于弗萊堡礦業(yè)學(xué)院，建立了水成學(xué)派。他的《巖層的簡明分類和描述》（1787）是水成論觀點(diǎn)的代表作。他將薩克遜地區(qū)地層分為原生巖、過渡巖、層狀巖、沖積巖和火山巖，并相信這一層序在全球普遍適用。他提出結(jié)晶巖，如花崗巖，是原始大洋化學(xué)沉淀結(jié)晶產(chǎn)物，玄武巖也是沉積形成的。原始大洋退卻后，即形成灰?guī)r，同時(shí)生物開始出現(xiàn)?；鹕絿姲l(fā)是地下煤層燃燒所致。水成論所論述的不只是巖石成因，更重要的是對(duì)地層層序和地質(zhì)歷史所作的解釋。

英國的J.赫頓1795年發(fā)表了他的經(jīng)典著作《地球的理論，證據(jù)和說明》。赫頓認(rèn)為結(jié)晶巖是地下深處熔融物質(zhì)上升到地表結(jié)晶后形成的。層狀巖石是海底沉積物受上部壓力和地心熱力作用，固結(jié)成巖后抬升，形成陸地。赫頓還發(fā)現(xiàn)了泥盆系老紅砂巖與其下志留系的不整合接觸，從而推論地球歷史上曾有多次這種造山-夷平-沉積的旋回。因此，他提出自然界過程均一不變，自然現(xiàn)象所表現(xiàn)的事件發(fā)生過程在歷史時(shí)期也曾發(fā)生，即著名的均變理論。1802年，赫頓的朋友J.普萊費(fèi)爾著《赫頓學(xué)說的解釋》，有力推動(dòng)了赫頓學(xué)說和現(xiàn)實(shí)主義思想的傳播。

地質(zhì)學(xué)體系的形成

自18世紀(jì)末到19世紀(jì)初，地質(zhì)知識(shí)體系初步形成。一方面地層和生物化石的研究使地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)逐步建立，為其后更全面的歷史地質(zhì)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；另一方面，隨著當(dāng)時(shí)的新技術(shù)被采用，結(jié)晶學(xué)、礦物巖石學(xué)的研究和理論的系統(tǒng)性日臻完善，加深了人們對(duì)地殼物質(zhì)組成的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)山脈構(gòu)造及形成過程也有了進(jìn)一步的理解。

古生物學(xué)和地層學(xué)的奠基人是英國的W.史密斯，法國的G.居維葉和J.-B.deM.拉馬克。史密斯在土地測量的實(shí)際工作中，認(rèn)識(shí)到每一個(gè)地層都含有獨(dú)特的生物化石，發(fā)表了《英格蘭、威爾士和部分蘇格蘭地層圖》（1815）和《用生物化石鑒定地層》（1816）等著作，提出可以利用化石辨別地層，確立了生物地層研究的原理和方法。居維葉提出器官相關(guān)律，即生物體內(nèi)各個(gè)器官共同組成完整的有機(jī)體，同時(shí)各個(gè)部分之間又相互聯(lián)系的思想，他通過對(duì)少數(shù)化石骨骼的詳細(xì)研究，復(fù)原和推斷已滅絕的巨大四足獸全貌，為準(zhǔn)確地鑒定地層提供了科學(xué)依據(jù)。他與A.龍尼亞合作對(duì)巴黎盆地的白堊紀(jì)以來的地層和化石進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)表了《巴黎盆地的礦物地理》（1811）、《四足獸化石的研究》（1812）等。拉馬克是無脊椎古生物學(xué)和進(jìn)化論思想的奠基人，對(duì)巴黎盆地第三紀(jì)的瓣腮類進(jìn)行了深入的研究，著有《無脊椎動(dòng)物自然史》等。

地質(zhì)時(shí)代和地層系統(tǒng)的建立是研究地球歷史的前提和依據(jù)。在各國地質(zhì)學(xué)家的努力下，從寒武系到第四系的地層層序在這個(gè)時(shí)期先后被建立起來。

關(guān)于地殼物質(zhì)組成的研究，自19世紀(jì)以來，礦物學(xué)向著結(jié)晶礦物學(xué)和礦物化學(xué)方向發(fā)展。法國的R.-J.阿維著《結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)》，提出晶體結(jié)構(gòu)模型，并提出晶體的有理指數(shù)定律。1815年C.S.魏斯提出晶體坐標(biāo)軸，并確立了主要的晶系，再經(jīng)意大利的F.莫斯，德國的J.F.C.赫塞爾的工作，確立了晶體的分類，表明礦物學(xué)研究已深入到礦物結(jié)構(gòu)。

礦物化學(xué)的研究也有了發(fā)展。瑞典的J.J.貝采利烏斯于1814年提出按礦物的化學(xué)組成進(jìn)行分類。德國的E.米切利希在1819、1821年先后發(fā)現(xiàn)了礦物的類質(zhì)同象和同質(zhì)多象現(xiàn)象。1837年，美國J.D.丹納的《礦物學(xué)系統(tǒng)》出版。該書于1844年再版時(shí)，增加了礦物的化學(xué)分類。至此，近代礦物學(xué)的體系已臻成熟。

巖石學(xué)方面，已初步劃分出沉積巖、火成巖、變質(zhì)巖3大類巖石。1829年英國的W.尼科爾發(fā)明了偏光顯微鏡，為巖石學(xué)的研究展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展前景。英國的J.霍爾從1790年開始多次進(jìn)行了熔融體結(jié)晶和灰?guī)r轉(zhuǎn)化為大理巖的加熱加壓實(shí)驗(yàn)，開創(chuàng)了巖石學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究。

18世紀(jì)野外地質(zhì)考察使人們對(duì)地殼運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)達(dá)到新的水平，有關(guān)山脈形成的學(xué)說陸續(xù)被提出。索敘爾在他的《阿爾卑斯旅行》中描述了褶皺構(gòu)造。赫頓于1787年、1788年先后發(fā)現(xiàn)巖層不整合現(xiàn)象，提出這是大陸變動(dòng)的結(jié)果。德國的L.L.von布赫提出“隆起火山口”學(xué)說來解釋山脈成因。法國的E.de博蒙1829年提出由于地球冷卻收縮，使地殼破裂、擠壓、褶皺而形成山脈的收縮說。博蒙這一涉及全球構(gòu)造的學(xué)說是19世紀(jì)重要的構(gòu)造理論之一。

災(zāi)變論和均變論

居維葉是災(zāi)變論的主要代表。他在《論地球表面的革命》一書中根據(jù)巖層不整合面上、下生物群的不同，提出海盆一定經(jīng)歷過革命，并認(rèn)為自然的進(jìn)程改變了，沒有一種現(xiàn)在還在起作用的因素足以產(chǎn)生古代地質(zhì)作用的結(jié)果。赫頓最早對(duì)均變論作了較全面的闡述。英國的C.萊伊爾在《地質(zhì)學(xué)原理》中系統(tǒng)地論證了這一思想。通過對(duì)歐美的廣泛考察和對(duì)陸地升降、河谷形成等地質(zhì)現(xiàn)象的研究，萊伊爾認(rèn)為在地球的一切變革中，自然法則是始終一致的。同時(shí)，提出用現(xiàn)在仍在起作用的原因來解釋地球表面過去的變化的將今論古的現(xiàn)實(shí)主義方法。盡管萊伊爾過分強(qiáng)調(diào)地質(zhì)作用古今一致的一面，而忽視發(fā)生全球性激變（災(zāi)變）的可能性，他的思想方法在地質(zhì)學(xué)理論方面仍占有重要地位，并成為百余年地質(zhì)學(xué)及其研究方法的正統(tǒng)觀點(diǎn)。

總之，到19世紀(jì)30年代末，地層學(xué)的原理和方法、礦物學(xué)的系統(tǒng)分類，以及地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)都已基本建立，特別是作為地質(zhì)科學(xué)的基本思想和方法論──均變論已經(jīng)確立。因此，可以認(rèn)為到1840年地質(zhì)學(xué)建立的工作已經(jīng)完成。

地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時(shí)期

（1840～1910）

19世紀(jì)中葉以后，資本主義進(jìn)入全盛時(shí)期。生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的全面發(fā)展，新的研究領(lǐng)域不斷出現(xiàn)。許多國家成立了地質(zhì)學(xué)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和調(diào)查機(jī)構(gòu)。19世紀(jì)后期，歐洲一些資本主義強(qiáng)國除在本國開展地質(zhì)調(diào)查外，還普遍在亞、非、拉美等地區(qū)進(jìn)行礦資資源和地質(zhì)的調(diào)查。大規(guī)模的區(qū)域調(diào)查所取得的豐富資料，使得全面的歷史地質(zhì)學(xué)及全球地質(zhì)史的綜合研究成為可能，也為全球構(gòu)造理論的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。

地層學(xué)和古生物學(xué)

19世紀(jì)30年代末期，地層系統(tǒng)表已經(jīng)基本建立。但是，由于英國的R.I.默企遜和A.塞奇威克（1873）有關(guān)寒武系、志留系的長期爭論，早古生界地層系統(tǒng)直到1879年才得以確認(rèn)。最早研究前寒武系的是加拿大的W.E.洛根，太古界、元古界兩名詞分別于1874年和1893年提出，正式使用則更晚。

19世紀(jì)40年代以來，古生物、地層研究成果大量涌現(xiàn)，法國的A.C.多比尼關(guān)于有孔蟲、H.M.愛德華茲關(guān)于珊瑚、英國的T.戴維森關(guān)于腕足類、R.歐文關(guān)于爬行類、奧地利的E.修斯關(guān)于菊石、美國的C.D.沃爾科特關(guān)于三葉蟲等研究為古生物學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在C.達(dá)爾文的《物種起源》和E.H.?？藸柕摹镀胀ㄐ螒B(tài)學(xué)》發(fā)表以后，古生物學(xué)研究在進(jìn)化論思想指導(dǎo)下，進(jìn)入了新的階段。同時(shí)，在地層系統(tǒng)表建立之后，各地區(qū)的地層系統(tǒng)陸續(xù)確立。其中有洛根和C.R.范海斯關(guān)于北美前寒武系的研究，J.霍爾、C.D.沃爾科特等關(guān)于北美古生界的研究和J.巴朗德關(guān)于中歐古生界研究。在地層對(duì)比中最早使用階（stage）和帶（zone）的是法國的A.C.多比尼和德國的A.奧佩爾。地層的精確對(duì)比導(dǎo)出了沉積相和相變的概念。德國學(xué)者J.瓦爾特于1894年在《歷中性科學(xué)──地質(zhì)學(xué)導(dǎo)論》一書中提出著名的相對(duì)比定律，說明了沉積環(huán)境隨時(shí)間的推移在空間上的變化。

巖石學(xué)、礦物學(xué)和礦床學(xué)

1848年，法國的A.布拉維提出空間點(diǎn)陣?yán)碚摚蔀榫w結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)。光性礦物學(xué)也有了新發(fā)現(xiàn)。1877年，法國的F.E.馬拉德提出測量礦物光軸角的方法。奧地利的F.J.K.貝克發(fā)明了油浸法。1891年，俄國的Е.С.費(fèi)多羅夫發(fā)明了“費(fèi)氏旋轉(zhuǎn)臺(tái)”，為鑒定復(fù)雜的硅酸鹽造巖礦物提供了有效手段。Н.И.柯克沙羅夫等人編撰的《俄國礦物學(xué)資料》（11卷，1853～1891）記載礦物400多種。

巖石薄片的制作始于英國。1856年H.C.索比對(duì)制作技術(shù)加以改進(jìn)，使顯微巖石學(xué)得到很大發(fā)展。1867年德國的H.P.J.福格爾桑，1873年F.齊克爾和1873年K.H.F.羅森布施分別發(fā)表的有關(guān)顯微鏡下巖石礦物學(xué)的著作，奠定了顯微巖石學(xué)的基礎(chǔ)。

與此同時(shí)，對(duì)巖石的化學(xué)成分和性質(zhì)也進(jìn)行了研究。德國的R.本生于1851年提出酸性巖漿和基性巖漿混合，會(huì)產(chǎn)生各種噴發(fā)巖，隨之出現(xiàn)了有關(guān)巖石的酸性、中性、基性的概念和飽和度的概念。德國的C.G.C.比肖夫提出含氧系數(shù)，俄國的Ф.Ю.列文生-列星格提出酸性系數(shù)。這些概念的提出有助于對(duì)巖石的化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，并使火成巖的分類有了更為可靠的依據(jù)。

16世紀(jì)，阿格里科拉就提出了有關(guān)礦床成因的觀點(diǎn)。1791年，A.G.維爾納在《礦脈成因的新理論》中，主張礦脈的水成論。赫頓則認(rèn)為是由于地殼下熔融物質(zhì)上升到裂隙中形成了礦脈。1835年，丹麥的J.G.福爾卡默提出水溶液將礦物質(zhì)充填到裂隙中形成礦脈。比肖夫重視地表水的成礦作用，進(jìn)而發(fā)展成側(cè)分泌說。支持側(cè)分泌觀點(diǎn)的還有美國的T.S.亨特、C.R.范海斯等。德國的G.桑德伯格爾的《礦脈研究》為側(cè)分泌理論確立了重要地位。

1818年，意大利的S.布賴斯勒克認(rèn)為地殼下熔融物質(zhì)中的某些金屬元素會(huì)由于物理、化學(xué)性質(zhì)、比重、親和力等因素的不同而相對(duì)聚集或者相互分離。這是巖漿分異說的早期表述。1847年本生和1913年美國的W.林格倫提出氣化熱液礦床理論。美國的J.D.惠特尼于1854年，以后S.F.埃蒙斯都著文討論了礦床次生富集作用。埃孟斯于1886年還提出接觸變質(zhì)礦床概念。

關(guān)于石油礦藏的研究，在19世紀(jì)下半葉進(jìn)展迅速。1859年，美國E.L.德雷克在賓夕法尼亞州打了第一口有經(jīng)濟(jì)意義的石油鉆井。I.C.懷特提出有利于油藏的構(gòu)造“背斜說”（1885）。英國的T.T.奧爾德姆于1885年、俄國的Т.В.阿比赫于1863年都提出了類似的觀點(diǎn)。1873年，美國的J.S.紐伯里提出生油層、儲(chǔ)油層和蓋層是石油構(gòu)造的3個(gè)基本要素。

動(dòng)力地質(zhì)學(xué)

關(guān)于地質(zhì)作用，萊伊爾曾提出無機(jī)界兩大重要地質(zhì)營力即火成作用和水成作用。英國的A.蓋基在1882年代之以內(nèi)生作用和外生作用。19世紀(jì)后期，動(dòng)力地質(zhì)學(xué)逐漸形成一系列分支學(xué)科，如地貌學(xué)、冰川學(xué)、地震地質(zhì)學(xué)等。

瑞士地質(zhì)學(xué)家L.盧提麥耶首先對(duì)地貌成因作科學(xué)分析。美國的J.W.鮑威爾提出侵蝕基準(zhǔn)面的概念（1857）。1884年，W.M.戴維斯提出“侵蝕循環(huán)”思想，他將河谷發(fā)育劃分為幼年期、壯年期和老年期3個(gè)階段，最后達(dá)到準(zhǔn)平原化。這是河流侵蝕與地貌發(fā)育關(guān)系的總結(jié)性表述。德國的A.彭克對(duì)各種地形地貌做了大量的分析，并探討了它們的成因。在W.彭克的著作《地貌形態(tài)分析》（1924）中，強(qiáng)調(diào)了地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和侵蝕作用對(duì)地貌發(fā)育的重要影響。

有關(guān)地殼運(yùn)動(dòng)原因的地殼均衡說主要是根據(jù)大地測量資料提出的。1837年，英國的J.赫塞爾從侵蝕－沉積循環(huán)角度探討了地殼的動(dòng)力均衡問題。19世紀(jì)中葉，在印度北部進(jìn)行重力測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些點(diǎn)上的實(shí)測值比預(yù)計(jì)喜馬拉雅山引起的偏差值為小。英國的J.H.普拉特由此得出喜馬拉雅山密度可能較小的結(jié)論，并認(rèn)為在地下160多公里深處，質(zhì)量不均得到補(bǔ)償，稱之為均衡補(bǔ)償面。G.B.艾里于1855年根據(jù)浮力原理，認(rèn)為地勢愈高，下部陷入就愈深，陷入深部的部分稱為“山根”。美國的C.E.達(dá)頓于1889年提出“地殼均衡”一詞，作為地殼升降運(yùn)動(dòng)的普遍原因。

對(duì)歷史上的冰川作用的研究始于歐洲。瑞士的I.維內(nèi)茨、J.de沙彭吉耶都曾根據(jù)北歐廣泛分布的異地花崗巖塊推測歷史上曾經(jīng)有過冰川。冰川學(xué)的奠基者瑞士的J.L.R.阿加西先后發(fā)表《冰川研究》（1840）、《冰川體系》（1847），論述冰川作用，指出北歐在挽近的地質(zhì)時(shí)期處于冰期。A.彭克和德國的E.布呂克納將阿爾卑斯冰期劃分為貢茲、民德、里斯、玉木冰期。英國的J.克勞爾從天文因素討論冰期成因，萊伊爾則認(rèn)為冰期是由于海陸分布變化和陸地抬升造成的。

近代地震的研究從18世紀(jì)下半葉開始。英國的米切爾提出地震是由于彈性波在地殼中的傳播造成的。德國的K.von澤巴赫提出震源、震中、等震線概念。關(guān)于地震成因主要有以A.von洪堡為代表的火山成因說和以修斯為代表的構(gòu)造成因說。英國的J.米爾恩等研制出近代地震儀。1900年，英國的R.D.奧爾德姆首次用地震儀記錄了初至波（P）、次波（S）以及表面波（L）3種地震波。1909年，南斯拉夫的A.莫霍洛維奇從地震波速的變化發(fā)現(xiàn)了地下30公里處存在將地殼和地幔分開的界面──莫霍面。其后，奧地利的V.康拉德發(fā)現(xiàn)了地殼內(nèi)硅鋁層與硅鎂層的界面──康拉德面。1912年，美國B.古登堡發(fā)現(xiàn)地幔與地核的界面──古登堡面。1935年，丹麥的I.萊曼確定了液態(tài)地核與固態(tài)地核的界面。1914年，美國J.巴雷爾將地球外部劃分為巖石圈和軟流圈。地震波的研究揭示了固體地球所具有的圈層構(gòu)造。19世紀(jì)末，地震分布的研究揭示了環(huán)太平洋帶和歐亞帶兩大全球性地震帶。

地槽地臺(tái)學(xué)說和全球地質(zhì)構(gòu)造的理論綜合

山脈的形成是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與全球構(gòu)造研究中的中心課題。博蒙于1852年發(fā)表的《論山系》中，闡述了橫向壓力的重要性，并將其作為地殼收縮的證據(jù)來解釋山脈的形成。美國的H.D.羅杰斯和W.B.羅杰斯兄弟先后發(fā)表了《論阿巴拉契亞山系的物理構(gòu)造》（1843）、《論地殼擾動(dòng)帶的構(gòu)造規(guī)律》（1856），闡明了地殼內(nèi)部物質(zhì)的活動(dòng)與山脈形成的關(guān)系。美國的J.霍爾在研究紐約州的古生物地層時(shí)，發(fā)現(xiàn)阿巴拉契亞山帶地層的厚度遠(yuǎn)大于其西部地區(qū)，認(rèn)為這些線性巨厚沉積帶是海底邊沉降邊接受沉積的結(jié)果。其后線性沉積帶隆起成山。丹納于1873年在《論地球收縮的某些效果，兼論山脈的起源和地球內(nèi)部的性質(zhì)》一文中，用冷縮說解釋山脈的成因。他認(rèn)為，由于洋殼和陸殼收縮速度不同，所產(chǎn)生的張力差異在大陸邊緣最強(qiáng)，因而發(fā)育了地殼活動(dòng)帶──地槽。奧地利修斯于1885年提出“陸臺(tái)”一詞，即地臺(tái)，意指地殼上穩(wěn)定的、形成后不再遭受重大構(gòu)造變動(dòng)的部分。俄國的?。保栙e斯基于1880年明確提出地臺(tái)是由結(jié)晶基底和沉積蓋層組成，并以升降的振蕩運(yùn)動(dòng)為主。А.Л.巴甫洛夫于1888年提出地臺(tái)中次一級(jí)構(gòu)造單位──陸向斜。

在歐洲地質(zhì)構(gòu)造研究中，突出的成果是發(fā)現(xiàn)了阿爾卑斯山脈中的大規(guī)模逆掩構(gòu)造。瑞士的A.von埃希爾于1841年首次發(fā)現(xiàn)了較老巖層逆掩到年輕的巖層之上。法國的P.泰爾米埃1891年發(fā)現(xiàn)了法國阿爾卑斯山的推覆構(gòu)造。法國的M.呂容、瑞典的A.E.特內(nèi)博恩等都對(duì)表征地殼水平運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造作了重要的研究。修斯的《阿爾卑斯山脈的成因》（1875）中，論述了阿爾卑斯及其東側(cè)的分支山系，指出巨大逆掩構(gòu)造是整個(gè)山系側(cè)向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，與侏羅山、亞平寧山和喀爾巴阡山存在著歷史上的聯(lián)系。19世紀(jì)末，G.G.辛普隆隧道的開鑿，提供了基底巖石卷入大規(guī)模側(cè)向運(yùn)動(dòng)的直接證據(jù)。

19世紀(jì)末期到20世紀(jì)初期，由山脈構(gòu)造的廣泛研究發(fā)展為全球構(gòu)造的探討。1887年，法國的M.A.貝特朗在《阿爾卑斯山系和歐洲大陸的形成》一文中提出造山旋回的概念，并劃分了加里東、海西、阿爾卑斯3個(gè)造山旋回。造山旋回的劃分具有普遍意義。1990年，G.-é.奧格在《地槽系和大陸區(qū)：對(duì)海水進(jìn)退的研究》一文中，把全球劃分為較為活動(dòng)的地槽系和相對(duì)穩(wěn)定的大陸區(qū)，認(rèn)為全球除狹窄的地槽系外，都是大陸區(qū)。修斯的《地球的全貌》（1883～1909）巨著是19世紀(jì)地質(zhì)研究的總結(jié)。修斯論證了水平運(yùn)動(dòng)的重要性，指出倒轉(zhuǎn)褶皺山帶是地殼水平運(yùn)動(dòng)的證據(jù)。他用前陸－褶皺帶－后陸模式分析了歐洲構(gòu)造和火山活動(dòng)。修斯的另一重要貢獻(xiàn)是從全球的角度考慮地殼運(yùn)動(dòng)在時(shí)間和空間上的聯(lián)系。根據(jù)大陸南端常呈楔狀以及山脈均成弧形的現(xiàn)象，他提出，北美、歐洲、北非山系受力來自南方，所以山系弧形向北凸出；亞洲山系受力來自北方，所以山系弧形向南凸出。他還提出古地中海和岡瓦納古陸的概念。修斯對(duì)地殼綜合研究的方法以及對(duì)全球構(gòu)造所作的概括，預(yù)示著20世紀(jì)全球構(gòu)造研究新時(shí)期的到來。

19世紀(jì)后半葉至20世紀(jì)初，中國正處在從閉關(guān)自守到被迫向西方開放的時(shí)期，當(dāng)時(shí)出版少量地質(zhì)文獻(xiàn)都是西方地學(xué)教材的譯本。一些西方學(xué)者在中國進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查和探險(xiǎn)，出版了關(guān)于中國地質(zhì)的著作。如美國R.龐佩利著有《中國、蒙古與日本之地質(zhì)研究》（1866）；德國的F.von李希霍芬著有《中國》，這是第一部較為系統(tǒng)的有關(guān)中國地質(zhì)的著作；美國的B.威利斯著有《中國的研究》。李希霍芬和威利斯的工作為以后中國地質(zhì)的研究奠定了初步基礎(chǔ)。此外，還有匈牙利L.von洛茨、瑞典的斯文·海定、俄國的В.А.奧布魯切夫都曾考察研究過中國一些區(qū)域的地質(zhì)情況。在1910年以前，中國學(xué)者編寫的地質(zhì)文獻(xiàn)有虞和欽的《中國地質(zhì)之構(gòu)造》（1903）、魯迅的《中國地質(zhì)略論》（1903）和顧瑯的《中國礦產(chǎn)志》（1906）等。

20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展

（1910～）

從20世紀(jì)20年代到60年代，社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)有了全面穩(wěn)定的發(fā)展。地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，如地層學(xué)、古生物學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)都向縱深發(fā)展，并開拓許多新的研究領(lǐng)域。社會(huì)和工業(yè)的發(fā)展使得石油地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)都形成獨(dú)立的分支學(xué)科。地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科間的相互滲透和新技術(shù)方法的應(yīng)用導(dǎo)致了新的邊緣學(xué)科出現(xiàn)，如地球化學(xué)、古地磁學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)年代學(xué)等。多學(xué)科的綜合研究和新領(lǐng)域的研究成果使得全面的地球史的總結(jié)成為可能。特別是60年代發(fā)生的科學(xué)技術(shù)革命、國際間大規(guī)模的考察和探測，導(dǎo)致了以地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合為特征的地學(xué)革命。新技術(shù)的廣泛采用以及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)自然科學(xué)與地質(zhì)學(xué)的結(jié)合，促進(jìn)了地質(zhì)研究從定性到定量的過渡，并向微觀和宏觀兩個(gè)方向縱深發(fā)展。板塊構(gòu)造學(xué)的出現(xiàn)，新地球觀的形成，使得地質(zhì)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展

在古生物學(xué)和地層學(xué)方面，這一階段的特征是古生物學(xué)為新興的石油地質(zhì)研究服務(wù)，發(fā)展了微體古生物學(xué)。同時(shí)，它與生物史，地球史的研究相結(jié)合，發(fā)展了理論古生物學(xué)、古生態(tài)學(xué)。古生物學(xué)在50年代不斷有一些大型系統(tǒng)專著問世，如R.C.莫雷主編的多卷集《古無脊椎動(dòng)物》（1952～1962）等，說明古生物學(xué)各門類的不斷豐富和普遍提高。早在1911年，J.A.阿登開始用微體化石進(jìn)行地層對(duì)比，隨著石油地質(zhì)研究的發(fā)展，微體古生物學(xué)日益受到重視。美國的J.A.庫什曼的《有孔蟲》（1928）專著可視為先導(dǎo)。其他如牙形石，孢子花粉等的研究也有重要進(jìn)展。中國李四光對(duì)?科殼部構(gòu)造研究之詳（1928）居于當(dāng)時(shí)的前列。1947年F.格萊斯納出版了微體古生物總結(jié)性專著。前寒武紀(jì)的生物化石報(bào)道很早，常見的疊層石的性質(zhì)卻一直難以確定。1933年，英國的M.布萊克認(rèn)為它是潮間帶藍(lán)綠藻類形成的紋層，幾十年后得到證實(shí)。格萊斯納于1948年報(bào)道了澳大利亞前寒武紀(jì)末期的伊底卡拉裸露動(dòng)物，證實(shí)了高級(jí)動(dòng)物在前寒武紀(jì)的存在。在理論古生物學(xué)方面，美國的G.G.辛普森在《進(jìn)化的主要特征》（1913）專著中總結(jié)了生物演化的系譜和方式。N.D.紐厄爾則研究、統(tǒng)計(jì)了古生物門類在地史中大規(guī)模的滅絕和新生，回顧了歷史上生物演化的過程。蘇聯(lián)學(xué)者在古生態(tài)學(xué)方面做出了重要貢獻(xiàn)。Н.Н.雅科夫列夫最早研究珊瑚類和腕足類的古生態(tài)，其后，Р.Ф．蓋克爾對(duì)俄羅斯地臺(tái)泥盆紀(jì)古生態(tài)的系統(tǒng)研究，提出了地層同時(shí)異向?qū)Ρ仍瓌t。

在地層學(xué)方面，美國A.W.葛利普于1913年出版的《地層學(xué)原理》中，把地球的氣圈、水圈、生物圈、巖石圈等作為地球的整體，討論各圈層之間的相互影響和關(guān)系;并引入沉積旋回的概念，強(qiáng)調(diào)了巖相橫變?cè)诘貙訉?duì)比中的重要性，使地層研究的理論和方法得到重要的發(fā)展。C.舒克特于1910年發(fā)表了《北美古地理》，總結(jié)了顯生宙以來北美海陸分布的重要變化。他們的工作推動(dòng)了地層學(xué)和古地理學(xué)的發(fā)展。

地層學(xué)研究還表現(xiàn)在地層工作規(guī)范的制訂和地質(zhì)年表的完善。30年代的美國地層規(guī)范（1933）不承認(rèn)巖相橫變與地層時(shí)代界限的關(guān)系，主張單一地層劃分的原則。H.D.赫德伯格等對(duì)此提出批評(píng)。到40年代末，地層的巖性與時(shí)代雙重劃分概念才得以建立。1976年，赫德伯格的《國際地層指南》進(jìn)一步提出多重地層劃分的概念，得到普遍的支持。中國1961年公布的《地層規(guī)范草案》主張單一地層劃分，1980年公布的《中國地層指南》接受了地層多重劃分的概念。

地質(zhì)年代學(xué)一詞是美國H.S.威廉斯于1893年提出的。19世紀(jì)末放射性元素被發(fā)現(xiàn)之后，英國的E.盧瑟福、F.索迪確立了元素放射性蛻變?cè)?。美國的B.B.博爾特伍德（1907）、英國的A.霍姆斯（1911）先后應(yīng)用含鈾礦物U/Pb比測量礦物的年齡，1913年，霍姆斯發(fā)表了專著《地球的年齡》。30～50年代，逐步出現(xiàn)了同位素地質(zhì)測年的鉀－氬法、銣－鍶法、碳－14法等。70年代，出現(xiàn)了釤－釹法。1947年，霍姆斯首先建立顯生宙地質(zhì)時(shí)代表，其后幾經(jīng)修正，補(bǔ)充了前寒武紀(jì)部分，最后形成1989年的國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)頒布的全球地層表。

中國近代地質(zhì)工作是從1912年政府部門設(shè)立地質(zhì)科開始的。早期以鑒定化石、建立各區(qū)地層系統(tǒng)和開展區(qū)域填圖為首要任務(wù)。從20～50年代，孫云鑄、許杰對(duì)早古生代地層及三葉蟲、筆石等化石，李四光、趙亞曾、田奇?、俞建章、黃汲清對(duì)晚古生代地層及腹足類、珊瑚等化石，尹贊勛、斯行健、潘鐘祥等對(duì)中生代地層及軟體類和植物化石，楊鐘健、裴文中對(duì)新生代地層和脊椎動(dòng)物及人類化石都做了大量的研究工作，取得了顯著成就。其他國家外籍學(xué)者中，美國的葛利普、法國的德日進(jìn)、瑞典的安特生在中國地層、古生物和區(qū)域地質(zhì)研究中也作出了重要貢獻(xiàn)。

在地殼物質(zhì)組成研究方面，礦物學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)都有了前所未有的發(fā)展。自從1895年德國的倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，人們開始用它研究晶體結(jié)構(gòu)。英國的W.H.布喇格和W.L.布喇格父子的工作奠定了X射線結(jié)晶學(xué)的基礎(chǔ)。挪威的V.M.戈?duì)柕率┟芴赜肵射線分析研究出75種元素200種化合物的晶體結(jié)構(gòu)，將結(jié)晶學(xué)推向新階段。

在巖石學(xué)方面，20世紀(jì)初，美國的C.W.克羅斯、J.P.伊丁斯、L.V.皮爾森和H.S.華盛頓提出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)礦物的重量百分比對(duì)火成巖進(jìn)行分類的CIPW法。瑞士的P.尼格里結(jié)合化學(xué)分析，將重量百分比換算為原子百分?jǐn)?shù)，提出標(biāo)準(zhǔn)分子值法。

關(guān)于巖漿巖的研究，美國的N.L.鮑溫提出巖漿反應(yīng)系列，得到廣泛的引用。奧地利的B.桑德爾研究巖漿巖巖體構(gòu)造與顯微鏡下礦物排列方式的聯(lián)系，于1930年發(fā)表了《巖組學(xué)》一書，標(biāo)志著巖組學(xué)這一巖石學(xué)分支學(xué)科的形成。

花崗巖的成因是20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)界爭論問題之一。芬蘭的J.J.塞德霍姆用“混合巖”命名介于花崗巖與片麻巖之間的巖石，并于1934年發(fā)表專著論述芬蘭的古老混合巖。英國的H.H.里德在40～50年代陸續(xù)著文討論花崗巖的成因，使花崗巖變質(zhì)成因說得到愈來愈多的支持。

在變質(zhì)巖方面，由于K.H.F.羅森布施、瑞士的J.U.格魯本曼和P.尼格里的工作，變質(zhì)巖被劃分為區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)、熱變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)等類型。1920年，芬蘭的P.F.埃斯克拉將礦物相概念引入到變質(zhì)巖分類中，提出重要的變質(zhì)相概念。

葛利普（1913）、F.J.裴蒂莊（1938）對(duì)沉積巖提出了系統(tǒng)的特征和成因分類。

20世紀(jì)以來，化學(xué)的理論和方法被系統(tǒng)地引入到地質(zhì)學(xué)中，并逐漸形成地球化學(xué)這門學(xué)科。美國的F.W.克拉克收集了巖石圈、水圈、氣圈的化學(xué)分析值，出版了《地球化學(xué)數(shù)據(jù)》（1908）、《地球化學(xué)新數(shù)據(jù)》（1924）等專著，對(duì)地殼成分的研究有廣泛的影響。戈?duì)柕率┟芴貜?929年起對(duì)地球化學(xué)元素的分布、分類及其遷移進(jìn)行了研究，區(qū)分了親鐵元素、親石元素、親氣元素、親生物元素等。在蘇聯(lián)，А.Е.費(fèi)爾斯曼在30年代對(duì)偉晶巖進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了地球化學(xué)元素遷移過程的循環(huán)概念。В.И.維爾納茨基將地球化學(xué)定義為研究地球元素歷史的科學(xué)，強(qiáng)調(diào)對(duì)地球化學(xué)元素遷移研究的重要性。

礦床學(xué)的系統(tǒng)研究開始于20世紀(jì)。前蘇聯(lián)Ю.А.畢利賓，50年代提出成礦區(qū)和成礦期的概念，還編制了全蘇地槽期內(nèi)生礦產(chǎn)演化圖。美國的W.林格倫于1913年提出著名的礦床分類系統(tǒng)，長期以來受到重視并廣泛引用。德國H.施奈德勛對(duì)礦床的次生富集作用做了大量研究，《早期結(jié)晶金屬礦床》（1958）是這方面的系統(tǒng)論著。

中國有關(guān)巖石礦物和礦床學(xué)的研究，早期有章鴻釗所著《石雅》（1921，1927）、翁文灝所著《中國礦產(chǎn)志略》（1919）。其后有謝家榮所著《中國的礦床時(shí)代與礦產(chǎn)區(qū)域》（1937）。

應(yīng)用地質(zhì)學(xué)科在20世紀(jì)也有了很大發(fā)展。在水文地質(zhì)學(xué)方面，水在巖層孔隙中的滲流規(guī)律在19世紀(jì)中葉即已發(fā)現(xiàn)。美國的O.E.邁因策爾對(duì)地下水的開采補(bǔ)給作了廣泛的理論研究，著有《美國地下水的賦存及其成因研究》（1923）。他是水文地質(zhì)學(xué)奠基人之一。蘇聯(lián)的Г.Н.卡明斯基在30年代研究地下水動(dòng)力學(xué)，涉及區(qū)域水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，他的地下動(dòng)態(tài)分析和滲漏計(jì)算方法有重要的實(shí)用意義。

在石油地質(zhì)學(xué)方面，前蘇聯(lián)的И.М.古勃金提出石油生成、儲(chǔ)集、運(yùn)移和油田形成等一系列觀點(diǎn)，著有《石油學(xué)》。美國的A.I.萊復(fù)生于1954年出版的《石油地質(zhì)》，加拿大的K.K.蘭德斯于1959年發(fā)表的《石油地質(zhì)》，使石油地質(zhì)研究日臻完善。

中國的石油地質(zhì)學(xué)研究開始于30年代。潘鐘祥最早提出陸相生油的觀點(diǎn)（1941）。50年代李四光、黃汲清、謝家榮先后根據(jù)構(gòu)造和沉積理論，提出中國成油條件和油田分布規(guī)律，為油田的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)。

煤地質(zhì)學(xué)沿著兩個(gè)方向發(fā)展，一是與沉積和地層有關(guān)的煤盆地質(zhì)學(xué)；一是煤巖學(xué)研究。英國的M.C.斯托普絲在30年代將煤的顯微組分與共生巖石組合聯(lián)系起來，在煤巖學(xué)方面做了開拓性工作。中國謝家榮在30年代提出了中國特有煤巖類型。

在構(gòu)造地質(zhì)和大地構(gòu)造，特別是涉及全球構(gòu)造研究方面，19世紀(jì)霍爾、丹納提出地槽學(xué)說，經(jīng)C.舒克特、德國的W.H.施蒂勒（1936、1940）、美國的G.M.凱依進(jìn)一步研究，區(qū)分出地槽的不同類型，并討論了其發(fā)育歷史。施蒂勒提出的優(yōu)地槽和冒地槽類型、沉積的和巖漿活動(dòng)的序列特征，以及造山帶的概念，在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中有著重要影響。20世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)的B.B.別洛烏索夫和Н.С.沙茨基分別提出了“地槽回返”的概念。60年代，J.奧布萬對(duì)地槽學(xué)說進(jìn)行了回顧和總結(jié)。

在20世紀(jì)20～30年代，中國地質(zhì)學(xué)家，如翁文灝、丁文江、李四光都對(duì)造山運(yùn)動(dòng)作了研究。李四光用地球自轉(zhuǎn)速度變化解釋地表大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的成因，這是中國學(xué)者首次對(duì)全球構(gòu)造作出自己的解釋。李四光概括分析了東亞不同的構(gòu)造型式和構(gòu)造體系。在《中國地質(zhì)學(xué)》專著中，進(jìn)一步厘定了不同的構(gòu)造體系及其形成機(jī)制，在40年代正式提出地質(zhì)力學(xué)的學(xué)科體系及學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。50年代以后，地質(zhì)力學(xué)在構(gòu)造理論和礦山、油田構(gòu)造應(yīng)用方面都取得了重要的成果。40年代，黃汲清發(fā)表了關(guān)于中國主要構(gòu)造單位的專著（1945），全面論述了中國的大地構(gòu)造分區(qū)和構(gòu)造發(fā)展史，提出多旋回造山觀點(diǎn)，具有廣泛的影響。張文佑50年代以斷裂構(gòu)造體系為指導(dǎo)，編制了第一幅1:400萬中國大地構(gòu)造圖，其理論體系在80年代發(fā)展成為斷塊學(xué)說。

大陸漂移說

對(duì)地球構(gòu)造史的研究必然會(huì)同全球構(gòu)造和大陸的歷史演變聯(lián)系起來。修斯和奧格都對(duì)全球構(gòu)造作過概括和總結(jié)。20世紀(jì)初，地球冷縮說仍占統(tǒng)治地位，海陸固定論是正統(tǒng)的觀點(diǎn)。但活動(dòng)論已經(jīng)開始興起。固定論同活動(dòng)論的爭論成為20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)界重要事件之一。

美國的F.B.泰勒根據(jù)歐亞大陸第三紀(jì)山脈多呈弧形向南彎曲的現(xiàn)象，于1910年提出地球旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離極力導(dǎo)致大陸向南擠壓和運(yùn)移的思想?；顒?dòng)論的主要代表是德國的A.L.魏格納。魏格納發(fā)表了《大陸的起源》（1912）和《海陸的起源》（1915），系統(tǒng)、全面地闡述了大陸漂移思想。他指出，地球冷縮說不能解釋山脈分布格局，均衡學(xué)說又否定了大陸原地沉入海洋的可能性。他用大量的古生物證據(jù)，特別是中龍（Mesosaurus）和舌羊齒（Glossopteris）的分布，以及古氣候的證據(jù)等，論證了古生代末聯(lián)合古陸的存在及其在中新生代的解體和漂移，用以解釋大西洋兩岸的輪廓、地形、地層、地質(zhì)、構(gòu)造、古生物群的相似性。但他未能提出令人信服的大陸漂移力源和機(jī)制，引起了強(qiáng)烈反對(duì)。大陸漂移說在20～40年代進(jìn)入低潮。但活動(dòng)論的支持者仍在探討研究大陸漂移理論。英國的J.喬利在1925年提出“放射性熱循環(huán)說”、霍姆斯于1928年提出“地幔對(duì)流說”，南非的A.L.杜多瓦于1937年提出“大陸船說”。瑞士的E.阿爾岡、美國的R.A.戴利等也表達(dá)了活動(dòng)論的觀點(diǎn)。所有這些，都為60年代活動(dòng)論的再次興起準(zhǔn)備了條件。

地質(zhì)學(xué)的新階段及板塊構(gòu)造學(xué)說

20世紀(jì)60年代發(fā)生的地學(xué)革命，特別是板塊構(gòu)造學(xué)說的興起及其對(duì)一系列地質(zhì)分支學(xué)科的影響，使整個(gè)地質(zhì)學(xué)和地球觀發(fā)生了深刻的變化，這個(gè)變化在繼續(xù)發(fā)展。60年代以來，出現(xiàn)了地質(zhì)學(xué)發(fā)展的新階段。

以板塊構(gòu)造學(xué)說為中心的地學(xué)革命引發(fā)和推動(dòng)了許多地質(zhì)學(xué)科的革新。20世紀(jì)60年代以前是板塊學(xué)說的準(zhǔn)備時(shí)期。板塊學(xué)說是以活動(dòng)論和大陸漂移說為前提，以海底地質(zhì)和古地磁的發(fā)現(xiàn)為前導(dǎo)的。20世紀(jì)初，英國J.默里等已做出了大西洋洋底地貌圖。美國R.A.戴利和荷蘭的P.H.奎年先后發(fā)現(xiàn)和研究了深海濁流沉積。F.P.謝潑德（1948，1962）總結(jié)了海底地質(zhì)和地貌。50年代美國B.C.希曾出版了《海底》一書，提出洋脊和全球裂谷系的觀念。50年代英國的P.M.S.布萊克特和S.K.朗科恩發(fā)現(xiàn)了古磁極隨時(shí)代發(fā)生系統(tǒng)位移的現(xiàn)象，有力地支持了大陸漂移說。40年代H.貝尼奧夫研究了深源地震分布帶，發(fā)現(xiàn)了自洋向陸約45°的貝尼奧夫帶傾斜面。1964年E.C.布拉德用計(jì)算機(jī)拼合出聯(lián)合大陸圖。所有這些都為板塊學(xué)說的提出準(zhǔn)備了條件。

60年代是板塊學(xué)說的建立期。60年代初，美國的H.H.赫斯根據(jù)洋底磁條帶、環(huán)太平洋島弧，海溝及其與火山、地震活動(dòng)的關(guān)系以及洋脊系統(tǒng)及其裂谷的屬性，提出了海底擴(kuò)張理論。1965年英國的E.J.瓦因等對(duì)海底磁異常條帶成因作出了合理的解釋。1965年J.T.威爾遜提出轉(zhuǎn)換斷層的概念，并首次使用板塊（plate）一詞，再經(jīng)W.J.摩根和X.勒皮雄的補(bǔ)充，形成了完整的板塊構(gòu)造學(xué)說。它將地球表面分為若干個(gè)大小不等的板塊，其邊界或?yàn)樾碌貧ば纬傻难蟮茁∑?，或?yàn)榈貧は鳒p的海溝，或?yàn)榈貧げ辉霾粶p的轉(zhuǎn)換斷層，板塊下界大致為約100公里深的地幔低速層，構(gòu)成軟流圈的頂界，其上則稱巖石圈。

板塊學(xué)說提出后，70年代掀起對(duì)許多主要地質(zhì)問題重新評(píng)價(jià)和解釋的高潮，大陸上的盆地沉積、巖漿活動(dòng)、造山帶以及古生物地理等，特別是古板塊的邊界和古大陸再造等方面，成為地質(zhì)學(xué)重要的研究內(nèi)容。美國C.L.德雷克首先注意到大陸邊緣地質(zhì)。英國J.F.杜威注意把地槽造山帶與板塊學(xué)說的結(jié)合，研究了歐美各大造山帶。日本上田誠也提出了太平洋型的造山帶，都城秋穗研究了日本板塊，提出島弧火山巖序列。英國A.海勒姆把古生物地理同板塊構(gòu)造聯(lián)系起來。最后，美國的A.M.齊格勒和C.R.斯科泰塞根據(jù)古地磁、古氣候等資料做出了古大陸系列再造圖。K.C.康迪以板塊觀點(diǎn)對(duì)全球構(gòu)造作了綜合論述。在80年代，他根據(jù)北美西部大陸邊緣構(gòu)造的研究，提出了地體概念，以原本不相連接的地體拼合增生，解釋復(fù)雜的造山帶，使板塊構(gòu)造取得進(jìn)一步的發(fā)展。

地學(xué)革命和新概念的建立還表現(xiàn)在生物史和地球史的認(rèn)識(shí)方面。60年代紐厄爾分析了生物界在地質(zhì)時(shí)期的大量絕滅問題。在生物演化方面，漸變與突變的關(guān)系及其相對(duì)重要性一直存在爭論。70年代美國的N.埃爾德雷奇和S.J.古爾德提出了間斷平衡論，以突變和漸變的相互交替說明生物演化的總過程。德國的O.H.申德沃爾夫于1963年提出新災(zāi)變論，用地球以外的因素解釋生物大量絕滅事件。地球以外因素的周期性規(guī)律也被用以解釋地史發(fā)展中的旋回和階段劃分現(xiàn)象。

80年代同位素測年技術(shù)不斷取得古老的巖礦年齡值，將地質(zhì)史的研究推向遠(yuǎn)古，引發(fā)了人們研究地球早期歷史的興趣?；幚砑夹g(shù)、地球物理探測和巖礦實(shí)驗(yàn)技術(shù)的提高，開拓了深部地質(zhì)的研究領(lǐng)域，也為探討地球早期生物界及環(huán)境條件提供了手段。美國的J.W.肖普夫?qū)η昂浼o(jì)的生物界進(jìn)行了總結(jié)，英國的B.F.溫德利和加拿大的A.M.古德溫對(duì)早期大陸地殼的發(fā)展作了綜合的探討，特別對(duì)高級(jí)變質(zhì)區(qū)和花崗巖-綠巖帶作了研究。德國的A.羅呂納著重討論了板塊機(jī)制應(yīng)用于早期地質(zhì)的問題，認(rèn)為與現(xiàn)代可相類比的板塊運(yùn)動(dòng)大約開始于晚元古代。

在中國70年代尹贊勛和李春昱介紹和引進(jìn)了板塊構(gòu)造學(xué)說。在黃汲清的指導(dǎo)下，任紀(jì)舜等結(jié)合板塊構(gòu)造觀點(diǎn)編制了1:400萬中國大地構(gòu)造圖。李春昱等以板塊理論為指導(dǎo)，編制了1:800萬亞洲大地構(gòu)造圖。80年代，張文佑以斷塊學(xué)說為主，吸收板塊思想，編制了1:500萬中國海陸大地構(gòu)造圖。1986年楊遵儀、程裕淇、王鴻禎合著《中國地質(zhì)》，在系統(tǒng)論述地層和巖漿活動(dòng)的基礎(chǔ)上，以活動(dòng)論板塊觀點(diǎn)和階段論的觀點(diǎn)解釋了中國地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展史。

從70年代以來，中國地質(zhì)學(xué)者積極參加了國際合作對(duì)比計(jì)劃和巖石圈計(jì)劃的學(xué)術(shù)活動(dòng)，在青藏地質(zhì)和前寒武紀(jì)地質(zhì)的研究方面取得了重要成果，推動(dòng)了中國地質(zhì)科學(xué)與國際地質(zhì)科學(xué)共同前進(jìn)。

參考書目

孫榮圭：《地質(zhì)科學(xué)史綱》，北京大學(xué)出版社，北京，1984。

王子賢、王恒禮編著：《簡明地質(zhì)學(xué)史》，河南科學(xué)技術(shù)出版社，鄭州，1983。

黃汲清：略論60年來中國地質(zhì)科學(xué)的主要成就及今后努力方向，《地質(zhì)論評(píng)》，38卷6期，1982。

F.D.Adams，TheBirthandDevelopmentoftheGeologicalSciences，DoverPub.Inc.，London，1954.

R.Laudan，F(xiàn)romMineralogytoGeology，Univ.ofChicagoPress，ChicagoandLondon，1987.

M.T.Greene，GeologyintheNinteenthCentury，CornellUniv.Press，IthacaandLondon，1982.

R.F.MatherandS.L.Mason，ASourceBookinGeology，HafnerPub.Co.，NewYork，1964.

WangHongzhen，XiaXiangrong，TaoShilong，ABriefHistoryofGeologyinChina，Comm.HistGeol.Soc.，China，1989.

YangZunyi，ChengYuqi，WangHongzhen，TheGeologyofChina，ClarendonPress，Oxford，1986.

E.Marcorinied.，TheHistoryofScienceandTechnology，F(xiàn)actsonFile，Inc.，NewYork，1988.

來源：簡書（版權(quán)歸原作者及刊載媒體所有）

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編輯 /劉雪 審核 /裴家珍 付航