地质学史上的15大地质理论

地质学史上的15大地质理论！地质学发展至今，产生了一系列假说和理论。

随着技术的发展和实验手段的进步，一些逐渐被验证被广泛接受，一些则被淘汰。

小桔梳理了地质学史上的15大地质理论，欢迎大家留言讨论。

01水成论18世纪到19世纪之交，地学史上爆发了一场水成论与火成论的激烈争论。

水成派认为地质变化的原因是水的作用，所有的岩石都是水成岩。

火成派认为地质变化的原因是火山的作用，所有的岩石都是火成岩。

水成论学派以德国地质学家魏尔纳（A G.Werner，1749一1817）为代表。

魏尔纳认为，所有地层是地球在原始洪水期沉积而成，水是地壳形成与变化的唯一动力，而地下火的作用是次要的、局部的。

纪元前，古罗马人已发现尼罗河两岸周期性地被洪水淹没、尼罗河在三角洲不断增大。

另外，陆地上存在海相介壳动物化石等这些都是证据。

水成岩1787年，魏纳发表著作《岩层的简明分类和描述》，将萨克逊地区地层从老到新划分为：原生岩，含花岗岩、片麻岩、云母板岩、蛇纹岩、玄武岩、斑岩、正长岩。

过渡岩，含硬砂岩、砂质板岩、灰岩。

盖层岩，含砂岩、灰岩、石膏、岩盐、煤。

冲积岩，含现代粉砂、粘土、沙、砾石、泉华、泥炭。

魏尔纳由此推论，这个层序适合于全球，称之为“万有建造”(Universal Fornrations)。

02火成论火成论学派以英国地质学家郝顿(J.Hutton，1726-1797)为代表。

赫顿认为：花岗岩是熔融岩浆冷却的产物，岩浆充满了地球内部，岩桨上涌形成山脉，而流水长期剥蚀又使高山夷为平地，地面下沉到水面以下接受新的沉积。

1795年，赫顿发表了著作《地球的理论，证据和说明》。

他认为被水成论学派列为第一类岩石的花岗岩、片麻岩等不可能在洪水中形成。

火成论并不认为火是地质变化的唯一动力因素，而认为水与火都起作用，这一点与水成论认为水是唯一的动力因素有所不同。

花岗岩样品赫顿还发现了泥盆系红砂岩与其下志留系的不整合接触，从而推论地球历史上曾有多次这种造山-夷平-沉积的旋回。

因此，他提出自然界过程均一不变，自然现象所表现的事件发生过程在历史时期也曾发生，即著名的均变理论。

不整合接触赫顿的朋友霍尔从熔融的玻璃慢慢冷却形成不透明的结晶体而迅速冷却形成透明玻璃的现象中得到启发，他从意大利的维苏威火山取来一些典型的火山岩，将它熔化后慢慢冷却得到了类似于玄武岩的结晶体，证实了玄武岩是岩浆慢慢冷却形成的。

这对火成论学派是极有力的支持，从而也开创了实验岩石学，“岩石火成论”也由此形成。

火成岩结果呢，它们之间的争论持续了约200年，最终以火成论胜利结束，然而人们却逐渐发现“水成岩”和“火成岩”都是存在于自然界中的，并且发现了第三类岩石变质岩的存在。

三大岩循环图03灾变论18世纪晚期到19世纪初，多数科学家都已认识到地壳是逐渐形成的，生物也是不断变化的，但是这种变化是突然发生的，还是逐渐发生的，看法不一，形成灾变论和渐变论两种学派。

需要明确的是：灾变论和渐变论都从属于古生物学领域。

灾变论，是一种与均变论相对的理论。

此理论认为在地球历史上发生过多次巨大的灾变事件，每经一次灾变，原有生物被毁灭，新的则被创造出来（特创论）。

灾变论的代表人物是法国的古生物学家、比较解剖学家居维叶(Cuvier, Gtorge 1769-1832)。

1825年他的《地球表面灾变论》出版，全面地阐述了他的灾变论的观点。

居维叶详细地研究了巴黎盆地沉积层，发现不同地层含有不同的生物化石，地层愈古老，所含生物化石愈简单，与现代生物的差别愈大。

他认为这不是环境的缓慢变化造成的，历史上必定发生过突发的灾变，而且这些灾难还应该是具有很大规模的。

居维叶地层、古生物序列及其灾变示意表其中，通过对古生物化石的研究，提出在地史近期曾经发生过一次突变，使地球上的低洼地区被上涨的海水迅速而长期的淹没了，这一突发事件是造成南美巨兽以及猛犸象突然绝灭的原因。

04渐变论渐变论则认为生物演化是一个长期、平稳而缓慢的渐变过程，漫长的时间足以使微小的渐变逐渐积累，产生惊人的效果，而化石记录中出现的明显变化和突变现象则是由地层缺失造成的。

这里的渐变论就是火成论代表赫顿提出的均变论。

代表人物有两位，分别是查尔斯·莱伊尔和达尔文。

1830年1月，被誉为“现代地质学之父”的英国著名地质学家莱伊尔发表了《地质学原理》第一卷（1831年出版第2卷，1833年5月出版第3卷）。

现在是认识过去的钥匙/莱伊尔他坚持并证明地球表面的所有特征都是由难以觉察的、作用时间较长的自然过程形成的。

他指出地壳岩石记录了亿万年的历史，可以客观地解释出来，而无需求助于灾变论。

莱伊尔强调“现在是认识过去的钥匙”，这一思想被发展为“将今论古”的现实主义原理。

1859年，英国著名生物学家、进化论奠基人达尔文的《物种起源》正式出版，他提出了生物缓慢进化、自然选择、适者生存的生物进化论。

地学思想界和古生物界的强强联合，确立了渐变论的统治地位，灾变理论由此进入低潮期。

但是，渐变论并不是无懈可击，其中有两大疑惑未能成功解决。

疑惑一：“地质记录不完全”的证伪渐变论的基本思想是自然界无跃进，地质记录的不完全现象也只是做了经验性的原因分析，并没有证实。

达尔文“地质记录的不完全”原因分析表随着地层学的兴起，利用化石确定地层年代的理论和方法逐渐明确了地质时期的地层顺序。

于是，地质学家发现在一些地质界限时期存在的生物化石在之后的地质时期消失不见了。

利用化石可以确定和对比地层的先后顺序再到后来的同位素测年技术的发展，经技术测定，白垩纪-古近纪的界限为6500万年，对比地层可以发现，在短时间内灭绝的有孔虫属种以及残留在界限两侧的迥然相异的古生物遗骸，向世界公开质疑了达尔文提出的“地质记录不完全”说法，而且不难想到，地质时期的地壳演化并不是均匀渐变的过程，一定是曾经出现过毁灭性的灾变事件。

疑惑二：物种爆发和集群灭绝之谜进入寒武纪之后，生命进化发生了惊天逆转，地球上的生物在一个短暂的“瞬间”突然在数量、规模、形态和结构上涌现出大量的生命形式，呈现出从单样性到多样性、单细胞到多细胞生物格局的飞跃现象。

奥陶纪-志留纪交界的生物大灭绝，晚泥盆纪的大灭绝，二叠纪-三叠纪交界的生物大灭绝，三叠纪-侏罗纪交界的生物大灭绝等等，这些渐变论都无法解释。

地质史时期的生物科的数目变化05新灾变论1963年，德国古生物学家Schindewolf 提出了新灾变论，认为宇宙和地球演化过程中发生过一系列剧烈而突发性的灾变事件，从地球演化历史来看，这些事件发生的时间是相对短促的，但能量极高，影响面广，同时引起地球上的生物集群绝灭。

发生灾变的原因主要归因于地球外来因素，如超新星爆发、小行星或彗星撞击地球等。

这些灾变事件的地质证据是在上述生物绝灭界线粘土层中发现有铱异常、微球粒和冲击石英等。

铱异常就是小行星撞击地球的有力证据。

“天外横祸”的一些记录新灾变论与旧灾变论的区别在于，一是强调宇宙因素，一是完全抛弃了神创观点。

虽然新灾变论近年进展很快，颇为盛行，得到许多专家支持，但也有不同看法，如对灾变球外成因证据的质疑；处于同一生态系统的不同生物类群有的绝灭，有的却不绝灭；铱异常层位与生物大规模绝灭是否同时等，都有争论。

06固定论大地构造学说的争论焦点之一是地壳运动以垂直运动为主，还是以水平运动为主。

垂直论又称固定论，主张大陆自形成以来，其位置不变，从未经过水平运移。

与其相对立的是水平论，又称活动论，主张在地壳历史演变过程中，大陆在地球表面上的位置发生过比较显著的水平移动。

固定论以地槽-地台说为代表。

1859 年，美国地质学者J.霍尔发现美国东部阿巴拉契亚山脉古生代层厚超过1万米，二美国中部平原地区同时期地层厚度约1千米，二者形成鲜明的对比。

霍尔认为，浅海相沉积的厚度是如此之大，它必然是边沉降边沉积形成的。

因此得出结论：这些褶皱山脉曾经是地壳上巨大的拗陷。

东部阿巴拉契亚山脉与中部平原地区的对比1873 年，J.丹纳把这种拗陷及其产物称为地槽。

地槽是地壳活动强烈的地带，在地表呈长条状分布，升降速度快，幅度大，逐渐接受巨厚的沉积并有复杂的岩相变化，褶皱强烈，岩浆活动频繁。

两种模式对比图1885 年，奥地利的E.修斯提出在地壳上存在一些稳定地区，其上的沉积层十分平缓，地貌也非常平坦，他把这种地壳上稳定的、自形成后不再发生褶皱变形的地区，称为地台。

1900 年，法国E.奥格在其著作《地槽和大陆块》中，明确地把地槽和地台统一起来，作为地壳上的两个基本构造单元。

自此以后，地槽和地台理论就作为相互联系的不可分割的完整学说形成和发展起来，称为地槽地台说。

地槽地台的发展演化示意从19 世纪末至近代，槽台说在大地构造学说中一直占统治地位。

它的形成是以大陆壳的地质构造为基础。

但是，槽台说极少涉及现代海洋的构造和演变，具有一定的局限性。

那么，活动论是怎么回事儿呢？07地壳均衡理论地壳均衡说（Isostasy）是按照阿基米德原理（轻物质漂浮于液态重物质之上，力求达到均衡的现象），用以解释地壳运动原因的一种假说。

地壳均衡的示意图，海拔越高地壳越厚。

1855年，普拉德主张地球的固体地壳漂浮平衡于液态底层之上，认为固体地壳各处密度不同，如隆起的山脉部分密度小、下陷的海盆部分密度大，地形起伏不平，但它和液态底层的界面——均衡补偿面是水平的。

同年，艾里也主张地球的固体地壳漂浮平衡于液态底层之上，但他认为固体地壳各处密度相同，地壳增厚的地区、如山脉与地壳变薄的地区、如海盆，不仅表现于其上界的高低起伏，下界呈镜象反映（山脉越高、山根越深），而且其界面是起伏不平的。

艾里模型（左）和普拉特模型（右）的对比1889年，道顿以某一地区的地壳因剥蚀而负荷减轻，另一地区的地壳因沉积而负荷加重，均衡遭到破坏，使负荷减轻的地区上升，负荷加重的地区下降，以求得到的地壳平衡，以此解释地壳升降运动的原因。

现代重力测量和地震研究资料表明普拉德和艾里的假设各有可取之处，二者结合可对岩石圈的平衡作出解释，而若按本假说来解释地壳运动的起因很难置信，因为它所表述的升降运动的机制是不可逆的，更无法来解释地壳的水平运动，因而未被广泛接受。

08大陆漂移学说1910年，德国著名气象学家、地球物理学家魏格纳发现大西洋两岸形状的互补性产生了大陆漂移思想。

30岁的某一天，他在观察世界地图时，意外的发现……他认为：全球的陆地在2亿年前还是彼此相连的一个整体，后来由于受到力的作用，才不断分离并漂移到现在海陆分布。

为了验证这一想法，他找到了许多证据。

证据一：地形吻合大西洋两岸的大陆轮廓基本拼合，且两岸的岩层和构造很相似。

另外，两岸的古生物群具有亲缘关系，表明当时这些大陆曾相连接。

欧洲、非洲与南、北美洲拼合示意图大西洋两岸的非洲和南美洲的很多动物有亲缘关系。