地史学

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第562页（3707字）

传统地史学往往侧重研究地层学和地质年代学，现代地史学包括研究地球从形成到现在的演化、地球上的生物及其居住环境、各区域地质构造及古地理变化和地球磁极位置的漂移等。

概括起来地史学着重研究地球表面的沉积发展史、生物进化史和地球构造运动史。

早在中国战国时期和欧洲希腊时代就曾有个别学者提出地壳变动和海陆变迁的思想。唐朝的颜真卿在《麻姑山仙坛记》(公元1086年前后)提出“高山中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变。”11～12世纪中国北宋的沈括在《梦溪笔谈》和南宋的朱熹在《朱子全集》中对化石的形成和海陆变迁均有精辟的论述。

这些思想要比西欧的达芬奇(L．da vinci)类似的认识早三四百年。西方直到工业革命才逐渐形成地质学和地史学的系统知识。

18世纪后期德国的沃纳(A．Werner)提出德国南部地层层序划分，他认为地球上的多数岩石都是在泛海洋中沉淀形成，称为水成学派；而苏格兰的赫顿(Jame Hutton)称为火成学派，他第一个指明岩脉对被侵入岩石的烘烤作用，他认为一个岩体切穿另一岩体，一定比被切穿岩层年青，也是他第一个指出地层的不整合关系和提出以现代地质作用解释古代地质产物，这就是着名的现实主义原理。他相信过去所有的地质作用现有仍然正在进行。对这种地质作用恒定性的信念称为均变论(Uniformitarism)，并受到火成学派的支持和均变论相对立的是法国居维叶(B．G．Cuvier，1769～1832)为首提出的灾变论(Catastrophism)，认为地球的历史为一系列灾变(或突变)形成的，每次灾变之后许多生物灭绝，又重新创造一批或迁来一批新生物。多数灾变论者的假说尽管来自于自然事件的观察，但总的来说由于过分夸张而被歪曲。

因此当时均变论得到普遍承认，灾变论逐渐被抛弃。到1830年莱伊尔(C．Lyell)出版着名的《地质学原理》第1册，是用均变论作为统一指导思想编写的。

对于地层学的建立，丹麦的斯丹诺(N．Steno)1669年曾提出地层的叠复(Superposition)定律、原始侧向延续(Original lateral continuiity)定律和原始水平(Original horizontality)定律。他指出任何岩层原始沉积未经变动前应为水平，这些岩层，应形成于其下面岩层之后，而早于其上面的岩层，沉积时形成一个连续层位，或因变薄而消失，或者逐渐变为不同成分的岩层。

这些思想对后来建立地层系统都有重要影响。

19世纪初至70年代可称为地质时代系统建立的阶段。

英国的史密斯(W．Smith)1793年在英格兰南部采集化石注意到不同层位的岩层含有不同的化石，根据化石可以确定和对比地层，这种方法称为化石层序律(Principle of faunal Succession)，这种层序律可以建立严格的相对年代顺序，使后来的地质年表和地壳的历史建立在科学的基础之上。19世纪50年代德国的奥佩尔(A．Oppel)提出了化石带的概念，开创了划分生物地层学的途径，后来又经过许多地质学家的研究，到19世纪70年代已全部建立了现代使用的系一级的地质年代单位。

19世纪70年代至20世纪50年代可称为近代地史学发展阶段。从欧洲建立的较完整的地层系统扩展至世界广大地区，地层对比出现困难，促使格雷斯利(A．Gressley)于1838年提出相的概念，他发现岩层追索到一定距离岩性改变，化石也就不同。

他认为同时代不同岩相(facies)是由不同环境的沉积物和生物群组成。

19世纪末，德国沃尔特(J．Walther，1894)提出岩相对比的理论，他用许多现代环境解释古代沉积，使人们把地层研究深入到沉积、生物特征和沉积条件的内在联系之中，由于认识到沉积环境条件的时空分布规律，为岩相古地理学和生物地理的发展奠定了基础，20世纪初许多地质学家，如卡宾斯基(A．P．Karpinsky)、舒克特(C．Schuchert)和葛利普(A．W．Graban)等对各主要大陆及全球进行了古地理研究。

在这一时期内出现另一个重要的地质理论即地槽概念，在19世纪60～70年代美国的丹纳(J．Dana)和霍尔(J．Hall)已用地槽一名代表美国中东部突然增厚的地层。豪格(E．Haug)发展了地槽理论；卡宾斯基(A．P．Karpinsky)把平缓褶皱相对稳定的地块称为地台；20世纪20～40年代，西欧的斯蒂尔(H．Stille)、前苏联的阿尔汉盖斯基(А．Д．Аpxaнгелъcкий)、沙特斯基(H．C．щatсkиn)以及中国的李四光都创建了不同的大地构造学派。

在这个基础上有条件提出地球表面海陆形成及其演变的假说。一方面是以大陆漂移为中心的“活动论”，主张大陆和海洋曾有大规模的位移；另一方面仍然有些学者主张大陆和海洋自生成起位置基本未变称为“固定论”者。在20世纪初，“活动论”者同“固定论”者争论不断；促进了地质学和地史学的发展。

从20世纪50年代开始，地史学发展进入新时期，由于新方法、新技术和新资料的出现，使原有的概念和体系受到巨大的冲击。

特别是对大陆斜坡和深海钻探的研究，同位素年龄测定技术的发展，地球物理和古地磁学的发展使大陆漂移、地极迁移和海底扩张等“活动论”学说得到证实，引起了一场地学上的巨大变革。

大陆漂移和洋底扩张学说的发展，围绕着大规模大陆位移这个概念，地质学家已经探讨了很长时间，早在1858年斯奈德(A．Snider)提出大西洋两岸海岸线的相似是由于大陆灾难性的裂开而造成的。

19世纪末澳大利亚徐士(E．Suess)设想曾有过一个拼合的统一的岗瓦纳大陆，就是所说的南方大陆，但他并没有提出大陆曾经漂移。德国魏格纳(A．Wegener)于1915年在《大陆与海洋的起源》一书中进一步引证大西洋两岸的岩石，地质构造和化石明显相似的证据，证明大陆漂移，他设想今天分散的大陆曾经是拼合在一起的联合古陆或称泛古大陆，约在22亿年前联合古陆破裂，大陆间宽阔的空隙就为海洋占据。关于大陆漂移的根本原因在以后几年内还缺乏有力的证据。

直到1928年英国霍姆斯(A．Holmes)写了一篇文章引进了地幔中的热对流机制，解释大陆漂移的原因。他提出地壳下的热对流拖带被分成两半的原始大陆分离，在对流下降的前缘发生造山作用，在对流上升的裂开处发育海底，他设想在地壳下的玄武岩层起着传送带的作用。霍姆斯的思想差不多已经接近现代用分离和俯冲说明现代板块构造的概念了。

60年代早期赫斯(H．Hess)提出海底沿大洋中脊裂谷张开，地幔物质沿裂谷中裂缝上涌产生新的海底，然后新海底往侧向扩张，海底扩张的新理论就这样问世了。在以后几年内根据全球的磁异常调查、地震机制解释、热流测量、海底沉积物的厚度与年龄提供的证据，证实了海底扩张学说。今天大多数地质学家认为地球的岩石圈破裂成约12个岩石圈板块，板块沿大洋中脊的脊峰诞生，在海沟附近又被推回到地幔中，嵌在岩石圈板块上的大陆板块一起漂移。板块构造学说赋于古老的大陆漂移以新的生命力，地球上的造山带、火山带和地震带都与板块边缘有关。

海底扩张和大陆漂移的概念引起地质学家们正在重新考虑地球的历史，按照板块构造体制重新解释造山作用、火山作用、大陆演化和地史格局。

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【参考文献】：

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(中国地质大学杨式溥教授撰)