地质学的形成时期为公元1750—1840年。这个时期在英国工业革 命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响下，科学考察和探险旅行在欧洲 兴起。 旅行和探险研究的主要对象是地壳，使得人们对地球的研究从思辨 性猜测，转变为以野外观察为主。 同时，不同观点、不同学派的争论十分活跃，使地层以及岩石成因的 水成论和火成论的争论在18世纪末变得尖锐起来。
水成论的代表是德国的维尔纳，他提出花岗岩和玄武岩都是沉积而 成的，并对岩层作了系统的划分。 在这个时期，英国的赫顿提出要用自然过程来揭示地球的历史，以及 地质过程“即看不到开始的痕迹，也没有结束的前景”的均变论思想。 水成论和火成论的争论促进了地质学作为一门独立的学科被分离 出来。
在中国，出现在17世纪的《徐霞客游记》，也是对自然考察所获得的 超越时代的成果。到1840年，底层划分的原则和方法已经确立，地质时 代和地层系统基本建立起来。 也就是在这一年，矿物学沿着形态矿物学和矿物化学方向不断发展。 美国丹纳的《矿物学系统》标志着经典矿物学的成熟。
法国博蒙于1829年提出地球冷缩造山的收缩说，对近百年来的构造 理论产生重大影响。1829年，英国的尼科尔发明了偏光显微镜，使得显微 岩石学的迅速发展成为可能。 有关地球历史的古生物学、地层学，有关地壳物质组成的岩石学、矿 物学，和有关地壳运动的构造地质理论所组成的地质学体系逐渐形成了。
19世纪上半叶，又出现了有关灾变论和均变论的争论，并对地质学 思想方法产生了历史性的影响。 在争论中，地质均变论逐渐成为百余年来地质学及其研究方法的正 统观点。
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