Rots (geologie)
Gesteente bestaat voornamelijk uit korrels van mineralen, dat zijn kristallijne vaste stoffen gevormd uit een chemische verbinding die op een ordelijke manier zijn gerangschikt. De gegroepeerde mineralen die het gesteente vormen, worden bijeengehouden door chemische bindingen. Sommige gesteenten bevatten ook mineraloïden, dat zijn stijve, mineraalachtige substanties, zoals vulkanisch glas,:55,79 die geen kristallijne structuur hebben. De soorten mineralen in een gesteente en hun abundantie worden bepaald door de wijze waarop het gesteente is gevormd.
De meeste gesteenten bevatten silicaatmineralen, verbindingen die tetraëders van siliciumoxide in hun kristalrooster bevatten, en die ongeveer een derde van alle bekende minerale soorten en ongeveer 95% van de aardkorst uitmaken. Het aandeel siliciumdioxide in gesteenten en mineralen is een belangrijke factor bij het bepalen van hun namen en eigenschappen.
Resten worden ingedeeld aan de hand van kenmerken zoals minerale en chemische samenstelling, doorlaatbaarheid, textuur van de samenstellende deeltjes, en de grootte van de deeltjes. Deze fysische eigenschappen zijn het resultaat van de processen die de gesteenten hebben gevormd. In de loop van de tijd kunnen gesteenten van het ene type in het andere overgaan, zoals beschreven door een geologisch model dat de gesteentekringloop wordt genoemd. Deze transformatie levert drie algemene klassen van gesteenten op: stollingsgesteenten, sedimentgesteenten en metamorfe gesteenten
Deze drie klassen zijn onderverdeeld in vele groepen. Er zijn echter geen harde grenzen tussen verwante gesteenten. Door toename of afname van de verhoudingen van hun mineralen gaan zij door gradaties van de ene in de andere over; de kenmerkende structuren van de ene soort gesteente kunnen zo geleidelijk overgaan in die van een andere. Vandaar dat de definities in de namen van gesteenten eenvoudig overeenkomen met geselecteerde punten in een continu gegradueerde reeks.
Igneus gesteente
Igneus gesteente (afgeleid van het Latijnse woord igneus, dat vuur betekent, van ignis dat vuur betekent) wordt gevormd door het afkoelen en stollen van magma of lava. Dit magma kan afkomstig zijn van gedeeltelijke smeltingen van reeds bestaande gesteenten in de mantel of de korst van een planeet. Het smelten van gesteenten wordt meestal veroorzaakt door een of meer van de volgende drie processen: een toename van de temperatuur, een afname van de druk, of een verandering van de samenstelling.
Igneuze gesteenten worden in twee hoofdcategorieën onderverdeeld:
- Plutonische of intrusieve gesteenten ontstaan wanneer magma afkoelt en langzaam kristalliseert binnen de aardkorst. Een veelvoorkomend voorbeeld van dit type is graniet.
- Volkanische of extrusieve gesteenten ontstaan wanneer magma de oppervlakte bereikt in de vorm van lava of fragmentarische ejecta, waarbij mineralen worden gevormd zoals puimsteen of basalt.
De chemische abundantie en de afkoelsnelheid van magma vormen gewoonlijk een reeks die bekend staat als de reactieserie van Bowen. De meeste belangrijke stollingsgesteenten komen op deze schaal voor.
Bijna 65% van het volume van de aardkorst bestaat uit stollingsgesteenten, waarmee het de meest overvloedige categorie is. Hiervan bestaat 66% uit basalt en gabbro, 16% uit graniet, en 17% uit granodioriet en dioriet. Slechts 0,6% bestaat uit syeniet en 0,3% uit ultramafisch. De oceanische korst bestaat voor 99% uit basalt, een stollingsgesteente van mafische samenstelling. Graniet en soortgelijke gesteenten, bekend als granitoïden, domineren de continentale korst.
Sedimentair gesteente
Sedimentaire gesteenten worden aan het aardoppervlak gevormd door de opeenhoping en cementering van fragmenten van vroegere gesteenten, mineralen, en organismen of als chemische neerslag en organische aangroei in water (sedimentatie). Door dit proces bezinken clastische sedimenten (stukken gesteente) of organische deeltjes (detritus) en hopen zich op, of slaan mineralen chemisch neer (evaporiet) uit een oplossing. De deeltjes worden vervolgens bij gematigde temperatuur en druk samengeperst en verhard (diagenese).
Voordat ze worden afgezet, worden sedimenten gevormd door verwering van vroegere gesteenten door erosie in een brongebied en vervolgens naar de plaats van afzetting getransporteerd door water, wind, ijs, massabeweging of gletsjers (denudatiemiddelen). Ongeveer 7,9% van het volume van de korst bestaat uit sedimentgesteenten, waarvan 82% uit leisteen bestaat, terwijl de rest bestaat uit kalksteen (6%), zandsteen en arkose (12%). Sedimentgesteenten bevatten vaak fossielen. Sedimentgesteenten vormen zich onder invloed van de zwaartekracht en worden meestal afgezet in horizontale of bijna horizontale lagen of strata, en kunnen gelaagde gesteenten worden genoemd.
Metamorf gesteente
Metamorf gesteente wordt gevormd door het onderwerpen van elk type gesteente – sedimentgesteente, stollingsgesteente of een ander ouder metamorf gesteente, aan andere temperatuur- en drukvoorwaarden te onderwerpen dan die waarin het oorspronkelijke gesteente is gevormd. Dit proces wordt metamorfisme genoemd, wat “verandering van vorm” betekent. Het resultaat is een ingrijpende verandering van de fysische eigenschappen en de chemische samenstelling van het gesteente. Het oorspronkelijke gesteente, protolith genaamd, verandert in andere minerale soorten of andere vormen van dezelfde mineralen, door herkristallisatie. De voor dit proces vereiste temperaturen en drukken zijn altijd hoger dan die welke aan het aardoppervlak worden aangetroffen: temperaturen van meer dan 150 à 200 °C en drukken van 1500 bar. Metamorfe gesteenten maken 27,4% van het volume van de aardkorst uit.
De drie hoofdklassen van metamorfe gesteenten zijn gebaseerd op het vormingsmechanisme. Een intrusie van magma dat het omringende gesteente verhit, veroorzaakt contactmetamorfisme – een door temperatuur gedomineerde transformatie. Drukmetamorfisme treedt op wanneer sedimenten diep onder de grond begraven zijn; de druk is dominant, en de temperatuur speelt een kleinere rol. Dit wordt begravingsmetamorfisme genoemd, en kan gesteenten zoals jade opleveren. Wanneer zowel warmte als druk een rol spelen, wordt het mechanisme regionaal metamorfisme genoemd.
Afhankelijk van de structuur worden metamorfe gesteenten in twee algemene categorieën verdeeld. De gesteenten die een textuur bezitten, worden aangeduid als gefolieerd; de overige worden niet-gefolieerd genoemd. De naam van het gesteente wordt dan bepaald aan de hand van de aanwezige soorten mineralen. Schisten zijn gefolieerde gesteenten die hoofdzakelijk zijn samengesteld uit lamellaire mineralen zoals mica’s. Een gneis heeft zichtbare banden van verschillende lichtheid; een veel voorkomend voorbeeld is de granietgneis. Andere soorten gefolieerd gesteente zijn leisteen, fylliet en myloniet. Bekende voorbeelden van niet-gebladerde metamorfe gesteenten zijn marmer, speksteen en serpentijn. Deze tak bevat kwartsiet – een gemetamorfoseerde vorm van zandsteen – en hoornsteen.