中外科学家发明家丛书:莱伊尔-第2部分
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（3）沉积岩层，包括砂岩、煤、石灰石、玄武岩等，这一地层含有大量
化石。
（4）次生岩层，包括沙、粘土、卵石、皂石等。
（5）最新堆积层，它包括火山岩、焦石、碧玉和矿渣等。
在说明这些岩层的成因时，魏尔纳坚持水成论。他认为，原始的地球是
由固体的核和包围着它的洋水组成的。洋水的深度至少有现在的山脉那么
高，它的成分与现在的海洋不同，含有大量岩石物质。这些物质经过化学结
晶从洋水中沉析出来形成原始岩层。由于洋水不适于生物生存，所以这层岩
石完全不含化石。过渡性岩层的一部分是由化学作用形成的，另一部分则是
由机械作用形成的。沉积岩起源于海水的震荡与平静的交替。当海水退去时
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新的陆地出现了，海水上升时又只剩一些岛屿。在这种海退、海进之际露出
水面的岩石被风化、堆积形成了沉积岩和次生岩，并且把大量生物的遗骸埋
在岩层中形成大量化石。魏尔纳认为，火山岩及火山产物 （火山灰、火山渣
等）是堆积在地表的最新岩层。但是他不承认这些岩石是由地下熔岩的喷发
形成的，而认为这是地下的煤层燃烧的结果。对于别人已证明是火山岩的玄
武岩，他也认为是水的沉积作用形成的。这样魏尔纳就把火的作用完全排斥
在岩石的成因之外，把地球上的全部岩石都归因于从原始海洋存在到诺亚洪
水期的水的作用。并且认为所有的地质现象都是在这个时期形成并固定下来
的。
魏尔纳的学说，具有原始地层学的意义，并对沉积成因的岩石划分做出
重要而正确的结论。但魏尔纳认为成层的岩石都是在世界洪水期堆积成的，
而后便是一切地质作用停止的稳定期，这就导致了后来水成论的理论错误。
他认为地球从形成后就未曾有过变化，否定内部在地球发展中的作用，他把
火山活动说成是地下硫磺和煤层燃烧的结果，甚至认为标准的大山岩，如玄
武岩等亦是水成的，完全否认火山的作用，这就有失偏颇。
水成论者不承认地壳运动，他们认为，岩层的倾斜和弯曲是岩层塌陷的
结果；在矿脉成因上，他们认为，在上覆沉积物的不均匀的压力作用下，使
岩石产生裂缝，裂缝中就沉淀着金属和地球溶液。这种用充填方法来解释矿
脉的成因，其结果只能是立论片面，从而对矿产的深入勘探与开采十分不利。
应该肯定，魏尔纳学派曾根据矿物外形形态特征，对矿物做过详细分类，
在矿物学发展上具有重要贡献；对沉积作用以及沉积成因的岩石研究也是卓
有成效的。但是，由于水成论同《圣经》上所说的洪水论十分吻合，因而，
得到神学家们的支持，使魏尔纳的水成论成为18世纪末叶到19世纪初期风
靡一时的学说和学派。
正当魏尔纳学派到处宣扬水成论之际，著名的火成论者郝屯（1726—
1797）则在苏格兰从事地质研究，为建立近代地质学的基本原理而努力。
郝屯被认为是火成论的代表与集大成者。他在考察地质现象时总是力图
找出关于地球的统一原理。1785年，他在英国爱丁堡皇家学院发表了著名演
讲，题目是《地球的理论。对于地球的构造、分解和复原中观察到的规律的
研究》，1795年以《地球的理论》为书名出版。在这次演讲中郝屯提出了考
察地质现象的一个普遍原则，即地球的历史必须以现在在地球上仍然起作用
的、可以观察到的那些因素来解释，而不应该借助于任何超自然的力量。他
指出，“在科学中，一切自然现象必定表现出它是在构成上不受超自然力量
影响的自我控制系统”。他的这一见解是直接针对地质学中用诺亚洪水说明
地壳形成的错误观点的。他的这一见解为地质学的研究指明了方向，郝屯也
因此被誉为“近代地质学之父”。
在地壳形成的问题上，郝屯强调地下热在岩石固化中的作用和火山活动
对地壳隆起的影响，他认为，原始的地球是由一个固体的核和包围着它的洋
水组成的，固体外壳包容着温度很高的熔融状态的岩浆，当地下能量聚集到
一定程度时，熔岩流就冲破地壳通过火山口而喷流出来，形成玄武岩的结晶
构造，因此火山口是地球内部的安全活门。在火山爆发的过程中，海底地壳
隆起，形成陆地和山脉，山脉上的岩石被风化成碎屑，碎屑又被冲入大海，
经过沉积作用和地下热的作用固化成岩石，一层层地覆盖在海底。这些成分
不同但彼此平行的岩层，经过地壳的再隆起变成倾斜状态，所以我们在地面
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上常常看到包围着火山岩核心的倾斜的沉积地层。从这一观点出发，郝屯把
所有的沉积地层都看作是由以前陆地的碎屑形成的，认为从现在的地质构造
可以看见“旧世界的废墟”。但是从旧大陆到新沉积层的形成需要漫长的时
间，这次不是《圣经》上所说的6000年前的一次洪水所能完成的。郝屯认为
地球的历史不能由人类的知识和观测的限度来衡量。由于人类到那时为止还
没有足够大的尺度来测定地球持续存在的时间，所以在现存的地质现象中“看
不到开始的痕迹和结束的前景”。郝屯的这些思想表明，他既承认地球有漫
长的历史，又承认在地壳演化中的火和水的共同作用。他是地质学中进化思
想的先驱，后来他的思想为莱伊尔进一步发展和完善。
掀开地质科学的发展历史，对自然现象的两种不同的论点在形成、发展
中，早就相峙着、对立着、争论着。实际上，无论是水成论，还是火成论，
作为一种学说都有它独立的理论体系，都在地质思想发展中起过进步作用，
但也各有其片面、孤立的一面。他们都只抓住一点观察到的地质现象和事实，
过分强调和夸大，甚至当成地球发展与变化的全貌。譬如，水成论者断言：
地球上万物变化的基础是地球外力 （风、雨、冰、海、……）的活动结果，
在当时宗教盛行的背景下，这种论点受到宗教的利用并与《圣经》联系在一
起，其结论自然会导致外力的原动力就是上帝。水成论的立论认为，所有的
岩石 （花岗石和片麻岩）都是由原始的海水结晶而成，或者作为世界洪水时
的机械沉积物（成层岩）形成后，地壳就再没有发生变化了。
火成论者则相反，他们把地壳变化以及矿产的形成完全归于火山、地震
的作用，过分地强调了“地下火”的动力。他们认为地球的历史是一个无穷
无尽的发展过程，在这一过程中，地面的起伏与破坏，新大陆和地表新形态
的形成，总是周期性地重复发生的。并且提出地表的起伏所以会破坏，是由
于风化作用的关系。而新大陆和地表的新形态所以会形成，则是由于洋底在
地球内部的地下火作用之下上升的结果。他们把花岗岩的形成解释为由于地
球内部熔融体结晶的结果，在这个基础上，提出了岩浆岩、沉积岩和变质岩
的不同类别，在地球历史上的认识具有一定进化论的思想。尽管郝屯及其火
成论也存在某些片面性和局限性，但他们的理论在当时代表了地质学中的进
化论学派。他们论述了地球不断发展的原理，由地下构造力引起地壳运动的
原理，海陆有系统地更替的原理，由深处侵入的岩浆凝固而生成的脉岩充填
裂缝的原理，矿藏生成于岩浆岩和沉积岩接触带的原理，这些理论都为人类
生活与生产实践所证实。这些理论的确立，大大推动了地质科学的进步，因
而火成论获得越来越多的拥护者，并且在这次论战中取得了胜利。
郝屯去世后，他的挚友普雷菲尔于1802年撰写了《关于“郝屯地球论”
的说明》一书，比较系统地介绍了郝屯的观点。由于普雷菲尔对郝屯理论了
解深刻，文章写得生动、流畅，引人入胜，有力地宣传了郝屯的理论，从而
使其闻名于世。
一个学说的形成与发展，都有其历史因素，并为时代背景所制约。水成
论和火成论的论战，主要是在18世纪末到19世纪初开展的，它必然受到当
时对自然现象认识的局限。因此，两种理论各有其片面性，甚至把臆测和推
论当成唯一的真理，各执一端，相互指责、漫骂，一时闹得水火不相容。据
有的资料记载，有一次两派学者相约在英国爱丁堡附近的小山丘下集会，因
为对这里地层结构的成因，各有不同的看法，展开了一次现场学术大辨论。
从争论，发展到相互指责、对骂，最后竟然拳打脚踢，演出了近代科学史上
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别开生面的一场闹剧。
但是，从地质科学的历史来看，18世纪未19世纪初的这次水成论与火
成论的大论战，在推动地质科学理论的完善、系统及迅速发展方面，还是具
有重大意义的。这次论战，显示了地质学中进化论思潮的生命力和地位，对
自然不变论以及被奉若神明的创世论、洪水论、上帝和神学各种概念给予了
有力的冲击。
莱伊尔对水成论和火成论的论战很感兴趣，他详细阅读有关文章，积累
了有关理论、学说以及各自论点的资料，后来他在撰写《地质学原理》时充
分阐述了这次学术论战的情况。
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三、突变与渐进之争
在开发地下矿藏和发展交通的过程中，人们掌握了大量古生物化石的材
料。借助于对化石的分析和比较，人们逐渐认识了地壳运动和变化的历史。
但是在地壳运动变化的方式上，却存在着突变论与渐变论之争。
一些人认为：突变是一种自然现象，是由渐变长期积累而突然爆发造成
的。持这种主张的代表人物是法国著名学者布丰（1707一1788年）。他认
为：地球早期的地质作用比晚期更激烈，虽然古今地质作用不同，但其原因
是类似的。他指出，地质作用有两种。一般原因：如火、空气、水的作用是
连续而缓慢的；而特殊的原因：如地壳的抬升、淹没和下陷是突变的。布丰
的突变论是强调地球起源和地壳运动的突然性，古今地质作用的一致性。这
种观点在理论上反对神学概念的禁铜，在方法论上是现实主义的，在历史上
起过进步作用。
到19世纪初，以法国古生物学家、比较解剖学家居维叶为领袖的非现实
主义灾变论占据了统治地位。
乔治·居维叶（1769—1832）毕业于斯图加特的加罗林研究院。1792年
他写成第一部著作《帽贝属软体动物解剖学》，得到当时著名科学家圣·伊
利的高度评价，并邀请他去巴黎。1795年，他在皇家植物园任比较解剖学教
授，在法兰西学院任博物学教授，同年当选为法国科学院院士。后来，他还
当过路易十八的内务大臣、巴黎大学校长、拿破仑时代以及复辟时代的国会
议员、贵族院成员等要职，是一个身居爵位的科学家。
居维叶的研究范围，主要是比较解剖学、古生物学以及动物分类等，并
成为这些学科的创始人，为地史学以及古脊椎动物学的建立做出了卓越的贡
献。
居维叶同布朗尼亚尔（1770—1847年）合作，对巴黎盆地第三纪沉积岩
层 （主要是覆盖在白垩系之上的一套岩系）进行了长期、详细的研究。他们
取得的成就早已闻名于世。1808年，他们发表了《巴黎盆地附近地质》一文，
1811年，居维叶又和布朗尼亚尔合写了《巴黎附近矿物志》，以及《化石骨
骼论》（1812年），都是深受同行赞扬的优秀作品。
他们在长期的地质研究中，发现了在不同的地层中，含有不同的动植物
化石，并认为地层越深、越古老，所含动植物化石就越和现在生活着的动植
物不相同，有些显然是属于灭绝的种属。这证明生物界是变化着、发展着的，
而绝迹了的动物就是现代动物的祖先。这本来是19世纪上半叶的重大科学论
断，对当时盛行的上帝创世论和物种不变论是个有力的批
