Kőzet (geológia)
A kőzetek elsősorban ásványszemcsékből állnak, amelyek rendezett módon elrendezett kémiai vegyületből kialakult kristályos szilárd anyagok. A kőzetet alkotó összesített ásványokat kémiai kötések tartják össze. Egyes kőzetek mineraloidokat is tartalmaznak, amelyek merev, ásványszerű anyagok, mint például a vulkáni üveg,:55,79 amelyekből hiányzik a kristályos szerkezet. A kőzetben lévő ásványok típusát és mennyiségét a kőzet kialakulásának módja határozza meg.
A legtöbb kőzet szilikátásványokat tartalmaz, olyan vegyületeket, amelyek kristályrácsában szilícium-oxid tetraédereket tartalmaznak, és amelyek az összes ismert ásványfaj mintegy harmadát és a földkéreg mintegy 95%-át teszik ki. A szilícium-dioxid aránya a kőzetekben és ásványokban jelentős tényező a nevük és tulajdonságaik meghatározásában.
A kőzeteket olyan jellemzők alapján osztályozzák, mint az ásványi és kémiai összetétel, az áteresztőképesség, az alkotó részecskék textúrája és a részecskeméret. Ezek a fizikai tulajdonságok a kőzeteket kialakító folyamatok eredményei. Az idők folyamán a kőzetek egyik típusból a másikba alakulhatnak át, ahogyan azt a kőzetciklusnak nevezett geológiai modell leírja. Ez az átalakulás három általános kőzetosztályt eredményez: a magmás, az üledékes és a metamorf kőzeteket.
Ezt a három osztályt számos csoportra osztják. A rokon kőzetek között azonban nincsenek kemény és szilárd határok. Ásványaik arányának növekedése vagy csökkenése révén fokozatosan lépnek át egyikből a másikba; az egyik kőzetfajta jellegzetes szerkezete így fokozatosan beolvadhat a másikéba. Ezért a kőzetnevekben elfogadott meghatározások egyszerűen egy folyamatosan fokozatos sorozat kiválasztott pontjainak felelnek meg.
Ignes kőzet
A vulkáni kőzet (a latin igneus szóból ered, jelentése tűz, az ignis jelentése tűz) magma vagy láva lehűlése és megszilárdulása során keletkezik. Ez a magma származhat a bolygó köpenyében vagy kérgében már meglévő kőzetek részleges olvadásából. A kőzetek olvadását általában három folyamat közül egy vagy több okozza: a hőmérséklet emelkedése, a nyomás csökkenése vagy az összetétel megváltozása.
A vulkáni kőzetek két fő kategóriába sorolhatók:
- A plutonikus vagy intruzív kőzetek akkor keletkeznek, amikor a magma a földkéregben lassan lehűl és kikristályosodik. Erre a típusra gyakori példa a gránit.
- A vulkanikus vagy extruzív kőzetek úgy keletkeznek, hogy a magma láva vagy töredékes kilövellések formájában a felszínre jut, és olyan ásványokat képez, mint a habkő vagy a bazalt.
A magma kémiai bősége és lehűlési sebessége jellemzően egy Bowen-reakciósorozatként ismert sorozatot alkot. A legtöbb fő vulkáni kőzet e skála mentén található.
A földkéreg mintegy 65%-a térfogat szerint vulkáni kőzetekből áll, így ez a leggazdagabb kategória. Ezek 66%-a bazalt és gabbro, 16%-a gránit, 17%-a pedig granodiorit és diorit. Mindössze 0,6% szienit és 0,3% ultramafikus. Az óceáni kéreg 99%-a bazalt, amely mafikus összetételű vulkáni kőzet. A kontinentális kéregben a gránit és hasonló kőzetek, az úgynevezett granitoidok dominálnak.
Üledékes kőzetek
Az üledékes kőzetek a földfelszínen korábbi kőzetek darabjainak felhalmozódásával és cementálódásával keletkeznek, ásványok és élőlények, vagy kémiai csapadékok és szerves szaporulatok vízben történő kicsapódása (üledékképződés). E folyamat során a klasztikus üledékek (kőzetdarabok) vagy szerves részecskék (detritusz) leülepednek és felhalmozódnak, vagy az ásványok kémiailag kicsapódnak (párologtatnak) az oldatból. A szemcsés anyag ezután mérsékelt hőmérsékleten és nyomáson tömörödésen és cementálódáson megy keresztül (diagenezis).
Az üledékek a lerakódás előtt egy forrásvidéken a korábbi kőzetek erózióval történő időjárásából keletkeznek, majd víz, szél, jég, tömegmozgás vagy gleccserek (a denudáció ágensei) szállítják őket a lerakódás helyére. A földkéreg térfogatának mintegy 7,9%-át üledékes kőzetek alkotják, ezek 82%-a pala, míg a fennmaradó rész mészkőből (6%), homokkőből és arkózokból (12%) áll. Az üledékes kőzetek gyakran tartalmaznak kövületeket. Az üledékes kőzetek a gravitáció hatására alakulnak ki, és jellemzően vízszintes vagy közel vízszintes rétegekben vagy rétegsorokban rakódnak le, ezért rétegzett kőzeteknek is nevezhetjük őket.
Metamorf kőzetek
A metamorf kőzetek bármely kőzettípus – üledékes kőzet – alávetésével keletkeznek, vulkáni kőzet vagy egy másik régebbi metamorf kőzet – az eredeti kőzet keletkezési helyétől eltérő hőmérsékleti és nyomásviszonyoknak. Ezt a folyamatot metamorfózisnak nevezik, ami azt jelenti, hogy “alakváltozás”. Az eredmény a kő fizikai tulajdonságainak és kémiai összetételének mélyreható megváltozása. Az eredeti kőzet, az úgynevezett protolit átkristályosodás révén más ásványtípusokká vagy ugyanazon ásványok más formáivá alakul át. Az ehhez a folyamathoz szükséges hőmérséklet és nyomás mindig magasabb, mint a földfelszínen található: 150-200 °C-nál magasabb hőmérséklet és 1500 bar nyomás. A metamorf kőzetek a földkéreg térfogatának 27,4%-át teszik ki.
A metamorf kőzetek három fő osztálya a keletkezési mechanizmuson alapul. A magma behatolása, amely felmelegíti a környező kőzetet, kontakt metamorfózist okoz – egy hőmérséklet által dominált átalakulást. A nyomásmetamorfózis akkor következik be, amikor az üledékek mélyen a föld alá temetkeznek; a nyomás dominál, és a hőmérséklet kisebb szerepet játszik. Ezt nevezzük temetkezési metamorfózisnak, és olyan kőzeteket eredményezhet, mint a jáde. Ha mind a hő, mind a nyomás szerepet játszik, a mechanizmust regionális metamorfózisnak nevezzük. Ez jellemzően a hegységképző régiókban fordul elő.
A szerkezettől függően a metamorf kőzetek két általános kategóriába sorolhatók. Azokat, amelyek textúrával rendelkeznek, foliáltnak nevezzük; a többit nem foliáltnak. A kőzet nevét ezután a jelen lévő ásványok típusa alapján határozzák meg. A kőzettestek olyan lombos kőzetek, amelyek elsősorban lamellás ásványokból, mint például a csillámokból állnak. A gneisznek különböző világosságú látható sávjai vannak, gyakori példa erre a gránitgneisz. A lombos kőzetek egyéb fajtái közé tartoznak a pala, a filolit és a mikonit. A nem lombos metamorf kőzetek ismert példái közé tartozik a márvány, a szappankő és a szerpentin. Ez az ág tartalmazza a kvarcitot – a homokkő metamorfizált formáját – és a szarukőzetet.