地质学体系的形成

　　自18世纪末到19世纪初,地质知识体系初步形成。一方面地层和生物化石的研究使地质年代和地层系统逐步建立,为其后更全面的历史地质学的发展奠定了基础;另一方面,随着当时的新技术被采用,结晶学、矿物岩石学的研究和理论的系统性日臻完善,加深了人们对地壳物质组成的认识。在这个基础上,对山脉构造及形成过程也有了进一步的理解。

　　古生物学和地层学的奠基人是英国的W.史密斯,法国的G.居维叶和J.-B.deM.拉马克。史密斯在土地测量的实际工作中,认识到每一个地层都含有独特的生物化石,发表了《英格兰、威尔士和部分苏格兰地层图》(1815)和《用生物化石鉴定地层》(1816)等著作,提出可以利用化石辨别地层,确立了生物地层研究的原理和方法。居维叶提出器官相关律,即生物体内各个器官共同组成完整的有机体,同时各个部分之间又相互联系的思想,他通过对少数化石骨骼的详细研究,复原和推断已灭绝的巨大四足兽全貌,为准确地鉴定地层提供了科学依据。他与A.龙尼亚合作对巴黎盆地的白垩纪以来的地层和化石进行了系统研究,发表了《巴黎盆地的矿物地理》(1811)、《四足兽化石的研究》(1812)等。拉马克是无脊椎古生物学和进化论思想的奠基人,对巴黎盆地第三纪的瓣腮类进行了深入的研究,著有《无脊椎动物自然史》等。

　　地质时代和地层系统的建立是研究地球历史的前提和依据。在各国地质学家的努力下,从寒武系到第四系的地层层序在这个时期先后被建立起来。

　　关于地壳物质组成的研究,自19世纪以来,矿物学向着结晶矿物学和矿物化学方向发展。法国的R.-J.阿维著《结晶学基础》,提出晶体结构模型,并提出晶体的有理指数定律。1815年C.S.魏斯提出晶体坐标轴,并确立了主要的晶系,再经意大利的F.莫斯,德国的J.F.C.赫塞尔的工作,确立了晶体的分类,表明矿物学研究已深入到矿物结构。

　　矿物化学的研究也有了发展。瑞典的J.J.贝采利乌斯于1814年提出按矿物的化学组成进行分类。德国的E.米切利希在1819、1821年先后发现了矿物的类质同象和同质多象现象。1837年,美国J.D.丹纳的《矿物学系统》出版。该书于1844年再版时,增加了矿物的化学分类。至此,近代矿物学的体系已臻成熟。

　　岩石学方面,已初步划分出沉积岩、火成岩、变质岩 3大类岩石。1829年英国的W.尼科尔发明了偏光显微镜,为岩石学的研究展现了广阔的发展前景。英国的J.霍尔从1790年开始多次进行了熔融体结晶和灰岩转化为大理岩的加热加压实验,开创了岩石学的实验研究。

　　18世纪野外地质考察使人们对地壳运动认识达到新的水平,有关山脉形成的学说陆续被提出。索叙尔在他的《阿尔卑斯旅行》中描述了褶皱构造。赫顿于1787年、1788年先后发现岩层不整合现象,提出这是大陆变动的结果。德国的 L.L.von布赫提出“隆起火山口”学说来解释山脉成因。法国的E.de博蒙1829年提出由于地球冷却收缩,使地壳破裂、挤压、褶皱而形成山脉的收缩说。博蒙这一涉及全球构造的学说是19世纪重要的构造理论之一。