眾所周知，自然界中千姿百態(tài)、色彩斑斕的巖石大致分為巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖三大類。它們?nèi)咧g有著錯綜復雜的關(guān)系，可究竟是哪類巖石最先形成的呢?它們又是怎樣形成的呢?這些謎團困擾了一代代的科學家，為此，科學界還曾展開過一場場曠日持久的激烈爭論。

“水成說”與“火成說”

18世紀中期，隨著資本主義經(jīng)濟的迅速發(fā)展和工業(yè)革命的興起，開礦山、挖運河“運動”搞得如火如荼，在此過程中獲得的巖石和化石資料越來越多，為地質(zhì)學提供了大量可觀察證據(jù)，地質(zhì)學開始由思辨走向訴諸經(jīng)驗與觀察。英國地質(zhì)學會甚至將“收集實證材料而不急于構(gòu)建理論”作為學會的宗旨，在這種注重實證的學術(shù)背景下，出現(xiàn)了以德國地質(zhì)學家A.G.維爾納為代表的水成說學派，和以英國地質(zhì)學家J.赫頓為代表的火成說學派。

在對礦物的形態(tài)、成份、分類和用途作了大量的考察和研究之后，A.G.維爾納于1791年系統(tǒng)地闡述了水成說理論。他認為，在地球生成的初期，表面被原始海洋所掩蓋，溶解在其中的礦物質(zhì)通過結(jié)晶，逐漸形成了巖層。維爾納并不否定熱力的作用，但他認為地下的熱，如火山是煤的燃燒引起的，只是一種較晚的、輔助性的地質(zhì)力量。他堅信所有巖石都是由原始的海水或洪水中的沉積物形成的。也就是說，天下的巖石都是水成巖，人們稱他的觀點為“水成派”。

以英國地質(zhì)學家J.赫頓為代表的一些科學家們提出與“水成派”針鋒相對的觀點，即用自然過程來解釋地球的歷史，并在1795年系統(tǒng)論述了火成說理論。他們認為花崗巖等巖石不可能是在水里產(chǎn)生的，而是與地下的巖漿作用有關(guān)，是由高溫的巖漿冷卻結(jié)晶而成。赫頓并不完全否定水的作用，但他認為河水只是把風化了的巖石碎屑沖到海里才逐漸積累，形成石礫、砂土和泥土。赫頓認為地球既沒有開始，也沒有結(jié)束；同時他也認為維爾納的原始海洋的觀點沒有根據(jù)。

“水火之爭”

由于赫頓的地球永恒性觀點違反了傳統(tǒng)宗教觀念，開始并未得到人們的認同，甚至受到一些人的攻詰。水成說在初始時占據(jù)上風，英國地質(zhì)學會的大部分會員也贊成維爾納的觀點。但由于火成說不斷得到觀察和實驗的證實、補充，人們開始轉(zhuǎn)而支持火成說。在爭論過程中，各學派傾向于用各自觀察到的經(jīng)驗證據(jù)來支持自己的地質(zhì)理論。由于受到觀察范圍的限制，各學派難免局限于區(qū)域性或地方性的證據(jù)。大凡居住在沉積巖地區(qū)或?qū)ｉT從事沉積巖研究的人傾向于水成說；而居住在火山地區(qū)和專門研究火山的人則傾向于火成說。因此，在英國愛丁堡召開的一次國際學術(shù)會議中，這兩個學派在附近的火山腳下，對那里的地層結(jié)構(gòu)成因展開了激烈的現(xiàn)場辯論。由于兩派都以偏概全，只相信自己，導致了雙方互相攻擊和謾罵，最后竟然拳打腳踢，演出了科學史上少有的科學家用武力解決學術(shù)問題的鬧劇?！八膳伞迸c“火成派”一直爭論了幾十年，史稱“水火之爭”。

多成因巖石分類觀點

后來的科學研究證明，巖石的成因是多元的：不僅有水成巖、火成巖，還有些是由天外來的隕石生成的。1830年，英國自然科學家C.萊伊爾提出巖石的成因分類，將巖石分為水成巖類、火山巖類、深成巖類和變質(zhì)巖類，深成巖類包括花崗巖和片麻巖類。他認為三大類巖石具有不同的形成條件和環(huán)境，而巖石形成所需的環(huán)境條件又會隨著地質(zhì)作用的進行不斷地發(fā)生變化。沉積巖和巖漿巖可以通過變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。在地表常溫、常壓條件下，巖漿巖和變質(zhì)巖又可以通過一系列的沉積作用而形成沉積巖。當變質(zhì)巖和沉積巖進入地下深處后，在高溫高壓條件下又會發(fā)生熔融形成巖漿，經(jīng)結(jié)晶作用而變成巖漿巖。因此，在地球的巖石圈內(nèi)，三大巖類處于不斷演化過程之中。萊伊爾以多種成因觀點代替巖石的單一成因觀點。至此，“水火之爭”才告一段落。

19世紀中期至20世紀40年代末，科學研究確定了各類巖石組合與其形成地質(zhì)環(huán)境的聯(lián)系，加深了對巖石成因的了解，顯微巖石學、巖石化學以及變質(zhì)巖巖石學等學科理論相繼提出。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，如X光及電子顯微技術(shù)、光譜、質(zhì)譜等新技術(shù)、新方法的應(yīng)用為地殼早期巖石、洋底和深部地幔巖石的研究積累了大量的資料，進一步推動了現(xiàn)代巖石學理論的完善。

責任編輯 李 軍