地质学是一部研究地球的科学。地球的历史有几十亿年，而人类有文字记载的历史只不过几千年，对于几十亿年来地壳的运动和变化，人们只能根据一些间接材料进行推测，很难进行有关地质变化的精确的科学实验。
十七世纪以前，地质学只有采矿方面的零散知识，还没有形成一门独立的学科。随着工业生产的迅速发展，对矿物原料的需要急剧增加，工业界和科学界日益加强了对地质学的研究。初期的研究主要课题是地球上的矿产、岩石、山脉是怎样形成的。
一六九五年，伦敦的格雷山姆学院的教授沃德伍德（1665～1728）在《地球自然历史试探》一文中提出水成说。
十八世纪，德国地质学家维尔纳（1750～1817）发展了水成说，建立了水成说学派。
十八世纪下半叶开始，欧洲主要资本主义国家探矿采矿、开凿运河、修建铁路等也迅速发展起来，这就大大地促进了地质学的发展。一八一般说来五年，英国史密斯（1769～1839）绘制了《英国地质图》，这是最早的地层学的地质图。
水成说没有解释地球初期的原始海洋是怎样形成和消失的。同水成说相对立的是火成说。火成说和对地球起源的推测直接相关。
一七四九年。法国的巴黎植物学家布丰（1707～1788）提出了关于地球演代的理论。火成说的核心是，地壳内部的熔融状岩浆通过火山爆发喷出地面，冷却后形成地表岩石。
一七八五年，英国地质学家赫顿（1726～1797）在爱丁堡皇家学会上宣读了论文《地球论》。一七九五年，出版了他的主要著作《地质学理论》。赫顿认为，地质结构是地球上各种作用力长期缓慢活动的结果，也就是说地球是在逐渐演化中形成的。
有人认为，赫顿奠定了近代地质学的基础。普遍的看法是，在十八世纪地质学已经有了能够说明大量地质现象的系统理论，逐渐形成了一门独立的学科。
在十八世纪末和十九世纪初，地质学的研究更加深人、更具体，出现了地层学。
英国地质学家史密斯用化石当作打开地层学大门的钥匙，他认为具有同样化石的岩层应该是在同一时代形成的。他根据化石的种类，对岩层形成的年代进行分类。一七九九年，史密斯发表了他的岩石分类法。一八一五年，他又绘制了英国岩层地质图。研究岩层的年代、成分、构造、分布等规律的地层学成为寻找矿产的指南。
地层学的研究也给法国生物学家居维叶（1769～1832）的灾变论（也称激变论）提供了根据。一八一二年，居维叶在《化石骨骼的研究》一书中，表达了他关于地球发展变化的观点。居维叶反对赫顿的地质演化论，他认为岩层变化之间的不连续性说明，地球的历史上多发生过巨大的灾变。
地球历史上确实发生过比较激烈的变化，所以，这种观点曾经得到广泛的承认。但是，如果从这种激烈的变化中引伸出有超自热的力量，那就陷入了唯心主义的泥坑，实际上是承认上帝的力量。
居维叶的灾变论实际上是维尔纳水成论的发展。水成论和灾变论同生物学上的物种不变论是一致的，同上帝创造万物论是不矛盾的。
同水成论和灾变论相对立的是均变论，英国地质学家赖尔（Charles Lyell，1798~1875）发展了赫顿的火成论，提出了均变论。一七九七年十月十四日，赖尔（亦译莱尔）生于英国的福法尔郡的金策迪。童年时代，他最大的兴趣是捕捉昆虫，尤其喜爱蝴蝶，就是这个小赖尔最后成了英国的地质学家和牛物学家。
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