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着手工工场在 17世纪的进一步发展，社会对于煤和金属矿产的需求逐渐增
加，到了17世纪中后期，采矿业与采煤业迅速发展起来，因此人们的地质知
识也就逐渐丰富起来，特别是由于不同地层中的大量化石的发现，直接推动
了近代地质学的诞生。
17世纪中后期，第一个真正属于近代类型的地质学家，是意大利医学
家、比较解剖学的先驱斯台诺（1638—1687年）。斯台诺原是丹麦人，青年
时期留学于意大利后，即留居意大利任佛罗伦萨宫廷的御医。在行医之余，
他通过解剖学研究走向了对化石的研究。在解剖研究中，他把现代鲨鱼和狗
鱼与当时已经发现的一种化石作了比较，发现它们之间有相似之处。因此他
认为，那种化石是现代鲨鱼和狗鱼的祖先，并由此得出化石是古生物遗迹的
结论。通过对化石的研究，斯台诺不仅奠定了比较解剖学和古生物学的最初
基础，而且还由此走向了地质学的研究。
在地质学中，斯台诺以化石鉴别为基本内容和主要方法，对地层学进行
了初步的研究。他认为，化石是鉴别地层的主要依据，而含化石的地层则是
地层演化史的直接记录。他指出，若某一地区的地层中的化石生物与现代海
洋生物相似，则可以证明该地区的地层为海洋沉积；若某一地区的地层中化
石生物与现代陆地生物相似，则可证明该地区的地层为陆地沉积，这样，斯
台诺就以化石鉴别为实验基础，建立起了地层学的基本原理。而由于实验方
法的初步引入，属于近代科学范畴的近代地质学，也才产生了自己的萌芽。
斯台诺把实验方法初步引入地层学之后，还对地层演变规律进行了初步
探讨。通过对化石的鉴别和佛罗伦萨郊外的考察，他提出了地层演变三定律：
迭加定律、原始连续性定律、原始水平性定律。他在三定律中指出，若地层
未经变动，则下层地层老于上层地层，而上层地层新于下层地层，这是迭加
定律；若地层未经变动，则地层应呈现连续性减薄，这是原始连续性定律；
若地层未经变动，则地层应呈现出水平或接近水平的产状，这是原始水平性
定律。他认为，运用他所提出的地层三定律，就可以从未经变动的地层产状
来鉴别发生过地层变动的地层演变。
在提出地层演变三定律的基础上，斯台诺还对地史学进行了最早的研
究。他通过对佛罗伦萨郊外的托斯卡纳地区的地层考察，把这一地区的地质
史划分为六个演变时期，亦即六个地质幕：第一幕，沉降而接受沉积；第二
幕，抬升为陆；第三幕，发生断裂与岩层倾斜；第四幕，再次沉降接受沉积，
并出现化石生物；第五幕，重新抬升为陆，成为滨海平原；第六幕，在流水
①
和地下火的联合作用下，相继形成河谷和峭壁，构成现今地貌 。可见，斯台
诺所编制的该地区的这个地质史年代表中，已孕育着近代最初的地质演化思
想。
① 孙荣圭：《地质科学史纲》，北京大学出版社1984年版，第8页。
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斯台诺不仅在化石学、地层学和地史学等方面为近代地质学的诞生作了
开拓性的工作，而且开创了近代地质学的一些主要科学方法，如化石比较法、
历史分析方法等。因此，就他的地质学成就与地质学方法而言，他不愧为近
代地质学的伟大先驱。1669年，斯台诺在他的著名论文《天然固体中的坚强
物》以及其他一些论文中，阐述了他的地质学理论。自此以后，早期地质学
开始萌芽，进入最初的生长期。
2。水火之争
（1）早期水火之争
①伍德沃德与早期水成论。当早期地质学最先在意大利萌芽时，它也在
手工工场发展比较迅速的英国产生了萌芽。在英国，由于采煤场与采矿场的
迅速发展，化石的发现也日趋增多，引起人们对地质现象的关注。
在英国，最早对化石进行认真研究的代表人物，是剑桥大学的牧师、著
名的植物学教授约翰·雷伊（1627—1705年）。他早年在剑桥大学进行植物
教学与植物分类学研究，并在 1660年首创植物分类的自然分类法体系。此
后，雷伊又与英国地质学家维路比（1635—1672年）一起进行过广泛的生物
和地质考察，开始致力于动物分类的自然分类法体系的建立，在此过程中，
雷伊研究了动物的比较解剖学，并由此走向了对生物化石的研究。
在对化石的看法上，当时的英国仍普遍受神学自然观的影响，即认为化
石是上帝创世留下的废品，那些在高山上发现的海生生物化石，是由于《圣
经》中所说的摩西洪水的作用，对于这种对化石成因的神学解释，雷伊在1660
年以后发表的一些论文中提出了质疑，雷伊指出，化石并非上帝创世时留下
的废品，而是古生物的遗迹。至于海生生物的化石出现在高山地层之中，他
觉得那是难以用《圣经》中的摩西洪水说解释的。
当时，水成论尚未明显地形成一种学说，只是由于《圣经》中有关于摩
西洪水的传说，而早期地质学先驱斯台诺在论述地质作用时，即提到过“地
下火”的作用，又提到过水成作用，因此早期的水成论似乎既有神学背景，
又有科学依据。因此它比早期的火成论似乎更有影响。反之，当植物学家雷
伊在批驳水成论时，他也尚未形成系统的火成论思想。
雷伊在对早期水成论提出质疑时，虽然尚未形成系统的火成论，但是他
对水成论的质疑却引来了一些对化石与地质持有神学见解的人的不满，并因
此对雷伊的非神学见解提出了反驳。其中，对雷伊反驳得最起劲的人物，要
数格雷山姆学院的医学教授、英国早期地质学的先驱伍德沃德 （1665—1728
年）。
伍德沃德早年学医，后因医学化学的关系，转为研究早期的矿物化学，
并因此进行过一些地质考察。他考察了一些在水成作用下生成的地层及其化
石，形成了较系统的水成论见解。他曾向剑桥大学赠送了一批能证明水成作
用的化石，以示向雷伊证实水成论的正确性。1695年，他出版了他的地质学
著作《地球自然历史试探》，论述了他的水成论思想。
对于地质的变化原因，伍德沃德以《圣经》的摩西洪水为依据，论述了
地质变化中的水成作用。他认为，摩西洪水之大，比雷伊所设想的规模还要
大得多。他说：“那时整个地球被洪水冲得土崩瓦解，而我们现在看见的地
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①
层都是从混杂东西中沉积而成的，就像含土液体中的沉淀一样。”这说明，
伍德沃德是把 《圣经》中的摩西洪水说作为地层变化的主要原因的。
对于地层的变化过程，伍德沃德也阐述了他的一套比较系统的水成论的
见解，他认为，摩西洪水作用于地层变化的过程，基本上可分为两个过程：
破坏过程与沉积过程。在破坏过程中，摩西洪水不但毁灭了地球上大部分生
物，而且粉碎了地表构造，使地表的岩石、土壤、杂物以及各种无机物全部
被冲击起来，整个地球就成了一片包括人体、生物遗体、岩石，以及各种杂
物在内的沉渣泛起的汪洋。他认为，在水成作用下的地层变化的第二个过程
是沉积过程，他认为，在摩西洪水的后期，洪水慢慢澄清。最重要的金属矿
产、骨头化石先沉积到最底层；海生动物的遗骸沉积到白垩层；而最轻的人
体和高等动物的遗骸则沉积古沙土层。由于动植物遗体被卷入了整个沉积过
程，因此在地层最深处也能见到生物化石。至于海生生物中的贝壳化石之所
以在高山地层中出现，那是由于它们比较轻的缘故。
在论述地层变化原因与变化过程的基础上，伍德沃德指出：地层中的所
有生物化石，都是古代曾经有过的生物的遗骸。只不过是由于摩西洪水所造
成的弥天之灾，使其中的某些物种绝迹了。无论是仍然流传下来的生物化石，
还是已经完全绝灭的生物的化石，他认为它们都是《圣经》中所提到的摩西
洪水的见证。
以伍德沃德为代表的早期水成论，虽含有浓厚的神学色彩，但也确实含
有一定的科学成分，因此，英国不少科学家也持有类同于水成论的见解，如
牛顿、哈雷等。
②雷伊与早期火成论。伍德沃德的水成论著作发表之后，雷伊即著文反
驳，并在反驳中较为系统地提出了他的火成论学说。
1693年，雷伊在他的最初的比较解剖学研究的基础上，建立起了动物分
类的自然分类法系统。在建立动物的自然分类系统的过程中，雷伊通过对不
同地层的化石的考察，朦胧地发现了生物化石在地层中的新老迭加现象。他
认为，含有不同化石的地层的一层一层地堆积现象，用水成论的摩西洪水的
一次破坏和一次沉积作用是无法解释的，因此他也根据人们当时所关心的地
质的变化原因和地质的变化过程这两个基本�