世界地質「年輪」
地礦科普第84期
世界地質「年輪」
礦業界精編《地質年輪》，向您講訴人類地質歷史的千年歷程，下圖為地質歷史上的五大重要時期：萌芽期、奠基期、形成期、發展期與成熟期。
地質發展簡史
1
萌芽期（遠古-1450）
遠古時代人類通過石器的採集和製作，逐步了解了岩石的某些性質。在經受地震、火山、洪水的災害並與之鬥爭的過程中，逐步認識了大自然中的地質現象和過程。
岩石和礦物知識的積累
最初，古代人類利用岩礦的物理性質，如硬度、解理等製造石器。
石器工具
舊石器晚期，出現於山頂洞文化時的鑽孔石質飾物。人類對岩石、礦物的相對硬度有了一定認識。
石器飾品
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粘土的性質又有了一定認識。
陶器
商、周是中國青銅器鼎盛時期
青銅器
戰國時期，中國步入鐵器時代
鐵器時代
秦漢以來，人們開始開發和利用石油、天然氣、煤炭和鹽。
火井
古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》是最早的有關岩礦的專門著作。亞里士多德在《氣象學》中討論了礦物成因。
亞里士多德
對地質作用的認識
人類在同自然災害的鬥爭中獲得知識。大禹治水的傳說表明人類早就認識到流水具有重要的地質作用。
大禹治水
公元132年,中國的張衡發明製造了世界第一台地震儀──候風地動儀。
地動儀
對火山地質作用的觀察和描述，最初多在活動頻繁的地中海等地區。義大利的普林尼為研究火山而獻身，為世人留下寶貴的文獻。
普林尼式火山
對地球的啟蒙認識
古代學者一般持有整體地球觀，並重視萬物本原的探討。在中國有「陰陽說」和「五行說」。
陰陽
古希臘的原子論學派用原子的旋渦運動來解釋地球的形成。畢達哥拉斯學派認為地球、天體、宇宙都呈球形。古希臘人逐步形成了地球中心思想，成為千年之久的正統學說。
中世紀的地質學
阿拉伯學者阿維森納和比魯尼認識到岩層中的是海陸變遷的證據，化石的形成要經歷很長時間。阿拉伯人對於侵蝕、搬運、堆積等地質作用也多有記述。
阿維什納（左）與比魯尼（右）
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。
顏真卿、沈括
唐代段成式在《酉陽雜俎》論述了金屬礦床的指示植物和某些金屬元素對植物生長的影響。
段成式
2
奠基期（1450-1750年）
15世紀的地理大發現，開拓了人們的視野。人們要重新認識自然，重新研究地球，並給予地球歷史以理性的解釋。這一切都為地質科學的發展奠定了基礎。
地質哲學思想的初步發展
科學地質學的建立，必須衝破神學的束縛。哥白尼的天體運行論(1543)是自然科學脫離神學走上獨立的開端。
哥白尼
法國的R.笛卡爾（1644）提出，地球以及其他天體是由以旋轉運動為固有性質的原始粒子組成，正是原始粒子的這種旋渦運動使太陽系生成。
笛卡爾
1749年，法國的布豐提出地球起源於太陽和彗星碰撞的災變說。
布豐
其後，德國的康德和法國的拉普拉斯先後提出太陽系起源的星雲假說，闡明包括地球在內的整個太陽系是逐漸冷凝生成的。
康德、拉普拉斯
對化石和地層的認識
文藝復興時期的代表人物達·芬奇將貝類化石和現代貝類進行比較，得出化石是過去生物的遺體的正確結論。
達·芬奇
岩石、礦物、礦床學的發展
德國的阿格里科拉於1556年發表《論金屬》一書，敘述了有用礦物、礦脈、礦石的生成過程。
阿格里拉克
明代醫學家李時珍1578年寫成的《本草綱目》，敘及的礦物、岩石、化石有200多種，按水部、土部、金石部分類。
李時珍
3
形成期（1750-1840年）
從18世紀下半葉到19世紀上半葉，工業革命促進了生產的發展和科學技術的進步。地學研究從對地球的思辨性研究轉變為以野外觀察分析為主，地殼成為直接觀察研究的對象。
地質考察旅行的興起
早在16世紀明代地理學家徐霞客，就曾詳細考察中國西南岩溶地區100多個岩溶洞穴，並對鐘乳石、石筍等成因做了較為科學的解釋。
徐霞客
在18世紀下半葉，在啟蒙思想影響下，在歐洲科學考察和旅行探險盛行。地學野外考察始於此。這是地質研究的一大進步。
18世紀下半葉的旅行探險
水成論和火成論
關於岩石以及岩層成因的水成論和火成論的論戰是18世紀後期到19世紀初期的重要事件，在地質學發展史上影響深遠。
地質學體系的形成
自18世紀末到19世紀初，地質知識體系初步形成。拉馬克是無脊椎古生物學奠基人，對巴黎盆地第三紀的瓣腮類進行了深入的研究。
拉馬克
瑞典的貝采利烏斯於1814年提出按礦物的化學組成進行分類。
貝采利烏斯
1829年英國的尼科爾發明了偏光顯微鏡，為岩石學的研究展現了廣闊的發展前景。
顯微鏡
赫頓於1787年、1788年先後發現岩層不整合現象，提出這是大陸變動的結果。
赫頓
德國的布赫提出「隆起火山口」學說來解釋山脈成因。
布赫
災變論和均變論
居維葉是災變論的主要代表。萊伊爾認為在地球的一切變革中，自然法則是始終一致的。同時，提出將今論古的現實主義方法。
萊伊爾、居維葉
總之，到19世紀30年代末，地層學的原理和方法、礦物學的系統分類，以及地質年代和地層系統都已基本建立，特別是作為地質科學的基本思想和方法論──均變論已經確立。
4
發展期（1840-1910年）
19世紀中葉以後，資本主義進入全盛時期。生產的發展和科學技術的進步，推動了地質學各分支學科的全面發展，新的研究領域不斷出現。
地層學和古生物學
19世紀40年代以來，古生物地層研究成果大量湧現，法國的A.C.多比尼關於有孔蟲、H.M.愛德華茲關於珊瑚、英國的T.戴維森關於腕足類、R.歐文關於爬行類、奧地利的E·休斯關於菊石、美國的C.D.沃爾科特關於三葉蟲等研究為古生物學奠定了基礎。
礦物學、岩石學和礦床學
1848年，法國的A.布拉維提出空間點陣理論，成為晶體結構研究的基礎。
布拉維
薄片的製作始於英國。1856年索比對薄片製作技術加以改進，使顯微岩石學得到很大發展。
薄片
1818年，義大利的布賴斯勒克作了岩漿分異說的早期表述。1847年本生和1913年美國的提出氣化熱液礦床理論。埃孟斯於1886年提出接觸變質礦床概念。
槽台學說和全球地質構造的理論綜合
博蒙於1852年發表的《論山系》中，闡述了橫向壓力的重要性，並將其作為地殼收縮的證據來解釋山脈的形成。
博蒙
1990年，奧格把全球劃分為較為活動的地槽系和相對穩定的大陸區，認為全球除狹窄的地槽系外，都是大陸區。
槽台
中國近代地質學的發展
19世紀後半葉至20世紀初，一些西方學者在中國進行了地質調查和探險，出版了關於中國地質的著作。美國龐佩利著有《中國、蒙古與日本之地質研究》；德國的李希霍芬著有《中國》；美國的威利斯著有《中國的研究》。
李希霍芬和他的《中國》
1910年以前，中國學者編寫的地質文獻有虞和欽的《中國地質之構造》（1903）、魯迅的《中國地質略論》（1903）和顧琅的《中國礦產志》(1906)等。
魯迅和他的《中國地質略論》
5
成熟期（1910—現今）
20世紀20年代到60年代，社會生產力和科學技術有了全面穩定的發展。地質學的基礎學科，如地層學、古生物學、岩石學、礦物學和構造地質學都向縱深發展，並開拓許多新的研究領域。新技術的廣泛採用以及數學、物理學、化學等基礎自然科學與地質學的結合，促進了地質研究從定性到定量的過渡，並向微觀和宏觀兩個方向縱深發展。
地層學方面
美國於1913年出版《地層學原理》中，把氣圈、水圈、生物圈、岩石圈等作為地球的整體，討論各圈層之間的相互影響和關係；引入沉積旋迴的概念，強調了岩相橫變在地層對比中的重要性，使地層研究的理論和方法得到重要的發展。
《地層學原理》
1976年，赫德伯格的《國際地層指南》進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《地層規範草案》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。
《國際地層指南》
19世紀末放射性元素被發現之後，英國的盧瑟福、索迪確立了元素放射性蛻變原理。美國的博爾特伍德(1907)、英國的霍姆斯（1911）先後應用含鈾礦物U/Pb比測量礦物的年齡。30-50年代逐步出現了同位素地質測年的鉀－氬法、銣－鍶法、碳－14法等。70年代，出現了釤－釹法。
同位素測年法
中國近代地質工作是從1912年政府部門設立地質科開始的。20～50年代，孫雲鑄、許傑對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、黃汲清對晚古生代地層及腹足類、科、珊瑚等化石，尹贊勛、斯行健、潘鍾祥等對中生代地層及軟體類和植物化石，楊鍾健、裴文中對新生代地層和脊椎動物及人類化石都做了大量的研究工作，取得了顯著成就。
李四光、黃汲清
岩石學方面
關於岩漿岩的研究，美國的鮑溫提出岩漿反應系列，得到廣泛的引用。奧地利的研究岩漿岩岩體構造與顯微鏡下礦物排列方式的聯繫，於1930年發表了《岩組學》一書，標誌著這一岩漿岩分支學科的形成。
《岩石學組》
在變質岩方面，由於羅森布施、瑞士的格魯本曼和尼格里的工作，變質岩被劃分為區域變質、接觸變質、熱變質、動力變質等類型。1920年，芬蘭的埃斯克拉將礦物相概念引入到變質岩分類中，提出重要的變質相概念。
變質作用
葛利普(1913)、(1938)對沉積岩提出了系統的特徵和成因分類。
礦床學方面
礦床學的系統研究開始於20世紀,前蘇聯.畢利賓，50年代提出成礦區和成礦期的概念，還編製了全蘇地槽期內生礦產演化圖。
畢利賓的《砂礦地質學原理》
中國有關岩石礦物和礦床學的研究，早期有所著《石雅》(1921，1927)、所著《中國礦產志略》(1919)。其後有所著《中國的礦床時代與礦產區域》(1937)。
《中國礦產志略》
地質學的新階段
50年代英國的P.M.S.布萊克特和S.K.朗科恩發現了古磁極隨時代發生系統位移的現象，有力地支持了大陸漂移說。40年代貝尼奧夫研究了深源地震分布帶，發現了自洋向陸約45°的貝尼奧夫帶傾斜面。
貝尼奧夫帶
1965年威爾遜提出的概念，並首次使用板塊(plate)一詞,再經摩根和勒皮雄的補充，形成了完整的板塊構造學說。
威爾遜旋迴
在中國70年代尹贊勛和李春昱介紹和引進了板塊構造學說。1986年楊遵儀、程裕淇、王鴻禎合著《中國地質》，在系統論述地層和岩漿活動的基礎上，以活動論板塊觀點和階段論的觀點解釋了中國地質構造發展史。
從70年代以來，中國地質學者積极參加了國際合作對比計劃和岩石圈計劃的學術活動，在青藏地質和前寒武紀地質的研究方面取得了重要成果，推動了中國地質科學與國際地質科學共同前進。
6
未來發展的新趨勢
面臨 21 世紀地球科學發展的新形勢, 地質學將面臨的兩個挑戰,，即社會需求的變化和地球系統科學的發展已越來越顯著。與之相伴，地質學新的發展機遇已初現端倪。
地質新青年
對社會可持續的發展需求, 在全球環境變化、人類與自然協調發展等方面給地質學家們提出了許多前所未有的科學問題。而從整個地球科學領域來看, 國際學術界也正在經歷著一場質的變化：原來分頭描述地球上各種現象的學科，正在系統科學的高度相互結合，成為揭示機理、服務預測的地球系統科學。
薪火相傳，年輪永駐
地球作為一個整體, 牽一髮足以動全身。地球科學一場新的革命性突破正在來臨。如同在板塊理論的建立過程中一樣，地質學必將在這場地球科學的革命中扮演重要角色。地質學自身的發展，也將進入一個新時期......
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