Stijene se sastoje od tvari koje se nazivaju minerali . Svaka prirodna čvrsta tvar s određenim kemijskim sastavom naziva se mineral. Na primjer, obična stijena poput granita sastoji se od nekoliko minerala zajedno, a to su biotit, feldspat i kvarc.
Sve stijene nastaju u Zemljinoj litosferi, koja uključuje Zemljinu koru i gornji dio njezina plašta, gdje djelomično otopljena stijena nazvana magma teče vrlo sporo ispod kore.
Stijena može biti tvrda ili meka i u različitim bojama. Na primjer, granit je tvrd, sapun je mekan. Gabro je crne boje, a kvarcit može biti mliječnobijel. Stijene nemaju određen sastav mineralnih sastojaka. Feldspat i kvarc najčešći su minerali koji se nalaze u stijenama.
Budući da postoji bliska veza između stijena i reljefa, stijena i tla, geografu je potrebno osnovno znanje o stijenama. Petrologija je izraz koji se koristi za znanstveno proučavanje stijena. To je vrlo bitan dio geologije.
Čovjek se kroz svoju povijest koristio kamenjem. Kameni metali i minerali bili su vrlo važni u ljudskoj civilizaciji. Pomažu nam u razvoju novih tehnologija i koriste se u našem svakodnevnom životu. Naša upotreba stijena i minerala uključuje građevinski materijal, kozmetiku, automobile, ceste i uređaje.
Neke od najčešće korištenih stijena i njihova upotreba iz našeg svakodnevnog života:
Mineralna zrna čine stijene. Stijene su homogene čvrste tvari koje proizlaze iz urednog rasporeda kemijskih spojeva. Kemijske veze su odgovorne za držanje agregata koji stvaraju stijene zajedno. Način nastajanja stijene određuje vrstu mineralnog bogatstva u stijeni.
Silicij je jedna od komponenti sadržanih u velikom broju stijena. To je spoj kisika i silicija. 74,3% zemljine kore čini ovaj spoj. Dolazi do stvaranja kristala iz ovog minerala i drugih spojeva stijena. Imenovanje stijena kao i navođenje njihovih svojstava određuju se udjelom silicija i drugih minerala.
Klasifikacija stijena temelji se na čimbenicima kao što su:
Ova fizička svojstva stijena proizlaze iz procesa stvaranja stijena. Stijene se s vremenom mogu mijenjati. To se objašnjava ciklusom stijena koji je geološki model. To dovodi do tri opće klase stijena: metamorfne, sedimentne i magmatske.
Ove se klase dalje dijele na mnoge podklase. Povećanje ili smanjenje udjela minerala u stijeni može dovesti do promjene stijene iz jedne klase u drugu.
Postoji mnogo različitih vrsta stijena koje su grupirane u tri obitelji na temelju njihovog načina formiranja. Oni su:
Kako se magmatske stijene formiraju od magme i lave iz unutrašnjosti zemlje, poznate su kao primarne stijene. Magmatske stijene (Ignis – na latinskom znači Vatra) nastaju kada se magma ohladi i skrutne. Kada se magma u svom uzlaznom kretanju ohladi i pretvori u čvrsti oblik naziva se magmatske stijene. Proces hlađenja i skrućivanja može se dogoditi u zemljinoj kori ili na površini zemlje. Magmatske stijene koje nastaju iz užarene lave iznad površine Zemlje nazivaju se ekstruzivne stijene. Magmatske stijene koje nastaju iz izlijevanja lave iz podvodnih vulkana također se klasificiraju kao ekstruzivne stijene. Izgled svih ekstruzivnih magmatskih stijena ovisi o dva glavna čimbenika - o tome koliko se brzo lava ili magma ohladila i koje tvari sadrži.
Magmatske stijene se klasificiraju na temelju teksture. Tekstura ovisi o veličini i rasporedu zrna ili drugim fizičkim uvjetima materijala. Ako se rastaljeni materijal polako hladi na velikim dubinama, mineralna zrna mogu biti vrlo velika. Naglo hlađenje na površini rezultira malim i glatkim zrnima. Međuuvjeti hlađenja rezultirali bi srednjim veličinama zrna koja čine magmatske stijene. Granit, gabro, pegmatit bazalt, vulkanske breče i tuf neki su od primjera magmatskih stijena.
Ove stijene su podijeljene u dvije podskupine:
Veličina kristala koji čine ekstruzivne magmatske stijene ovisi o tome koliko se brzo lava ohladila. Kad se brzo ohladi, nema dovoljno vremena za stvaranje velikih kristala. Stijene nastale od lave koja se sporije hladi imaju veće kristale. Neke nasilne vulkanske erupcije izbijaju lavu ispunjenu plinovima. Lava se brzo hladi, dok je još u zraku, i zadržava plinove unutra. Stijene koje nastaju na ovaj način pune su rupa. Dva primjera ove vrste stijena su plovućac i šljunak.
Riječ sedimentni potječe od latinske riječi 'sedimentum' što znači taloženje. Stijene (magmatske, sedimentne i metamorfne) zemljine površine izložene su denudacijskim agensima i razbijene su u fragmente različitih veličina. Takve fragmente transportiraju različite egzogene agencije i deponiraju. Ove naslage se zbijanjem pretvaraju u stijene. Taj se proces naziva litifikacija . U mnogim sedimentnim stijenama slojevi naslaga zadržavaju svoje karakteristike i nakon litifikacije. Stoga vidimo niz slojeva različite debljine u sedimentnim stijenama poput pješčenjaka, škriljevca itd.
Ovisno o načinu nastanka, sedimentne stijene dijele se u tri velike skupine:
Riječ metamorfna znači 'promjena oblika'. Ove stijene nastaju pod djelovanjem promjene tlaka, volumena i temperature (PVT). Metamorfizam se događa kada su stijene spuštene na niže razine tektonskim procesima ili kada otopljena magma koja se diže kroz koru dođe u kontakt s kristalnim stijenama ili su stijene ispod njih podvrgnute velikom pritisku stijena iznad njih. Metamorfizam je proces kojim se već konsolidirane stijene podvrgavaju prekristalizaciji i reorganizaciji materijala unutar izvornih stijena.
Mehanički poremećaj i reorganizacija izvornih minerala unutar stijena uslijed lomljenja i drobljenja bez ikakvih značajnih kemijskih promjena naziva se dinamički metamorfizam.
Materijali stijena kemijski se mijenjaju i rekristaliziraju zbog toplinskog metamorfizma . Postoje dvije vrste termičkog metamorfizma
U kontaktnom metamorfizmu, stijene dolaze u dodir s vrućom magmom i lavom koja prodire, a materijal stijena se rekristalizira pod visokim temperaturama. Vrlo često se u stijene dodaju novi materijali koji nastaju iz magme ili lave.
U regionalnom metamorfizmu, stijene prolaze kroz rekristalizaciju zbog deformacije uzrokovane tektonskim smicanjem zajedno s visokom temperaturom ili pritiskom ili oboje.
U procesu metamorfizma u nekim stijenama zrna ili minerali se slažu u slojeve ili linije. Takav raspored minerala ili zrna u metamorfnim stijenama naziva se folijacija ili lineacija . Ponekad su minerali ili materijali različitih skupina raspoređeni u naizmjenične tanke do debele slojeve koji se pojavljuju u svijetlim i tamnim nijansama. Takva struktura u metamorfnim stijenama naziva se trakastim , a stijene koje pokazuju trakaste stijene nazivaju se trakastim stijenama. Vrste metamorfnih stijena ovise o izvornim stijenama koje su bile podvrgnute metamorfizmu.
Metamorfne stijene dijele se u dvije velike skupine: lisnatog i nelisnatog kamenja .
Ove stijene se dalje dijele na dvije u odnosu na njihovu strukturu:
Gnajs, granit, sienit, škriljac, škriljac, mramor i kvarcit neki su primjeri metamorfnih stijena.
Stijene ne ostaju dugo u svom izvornom obliku, ali mogu doživjeti transformaciju. Rock ciklus je kontinuirani proces kroz koji se stare stijene pretvaraju u nove. Rock ciklus je skupina promjena. Magmatska stijena se može promijeniti u sedimentnu stijenu ili u metamorfnu stijenu. Sedimentna stijena se može promijeniti u metamorfnu stijenu ili u magmatsku stijenu. Metamorfna stijena se može promijeniti u magmatsku ili sedimentnu stijenu.
Magmatske stijene su primarne stijene i druge stijene (sedimentne i metamorfne) nastaju iz tih primarnih stijena. Magmatska stijena nastaje kada se magma hladi i stvara kristale. Magma je vruća tekućina napravljena od rastopljenih minerala. Minerali mogu formirati kristale kada se ohlade. Magmatska stijena može nastati pod zemljom, gdje se magma polako hladi. Ili se magmatska stijena može formirati iznad zemlje, gdje se magma brzo hladi.
Kada se izlije na Zemljinu površinu, magma se naziva lava. To je ista tekuća kamena tvar koju vidimo kako izlazi iz vulkana. Na Zemljinoj površini vjetar i voda mogu razbiti stijenu na komadiće. Također mogu nositi komade stijena na drugo mjesto. Obično, komadi stijena koji se nazivaju sedimenti, ispadaju iz vjetra ili vode kako bi napravili sloj. Sloj se može zatrpati ispod drugih slojeva sedimenata. Nakon dugo vremena, sedimenti se mogu cementirati kako bi se napravila sedimentna stijena. Na taj način magmatska stijena može postati sedimentna stijena.
Sve stijene se mogu zagrijati. Ali odakle dolazi toplina? Unutar Zemlje postoji toplina od pritiska (jako gurnite ruke zajedno i osjetite toplinu). Postoji toplina od trenja (protrljajte ruke i osjetite toplinu). Tu je i toplina od radioaktivnog raspada (proces koji nam daje nuklearne elektrane koje proizvode električnu energiju).
Toplina peče kamen. Podložena stijena se ne topi, ali se mijenja. Formira kristale. Ako već ima kristale, formira veće kristale. Zbog tih promjena stijena naziva se metamorfnim. Ta se promjena naziva metamorfoza. Metamorfoza se može dogoditi u stijenama kada se zagrije na 300 do 700 stupnjeva Celzija.
Kada se Zemljine tektonske ploče kreću, proizvode toplinu. Kada se sudare, grade planine i metamorfiziraju stijenu.
Rock ciklus se nastavlja. Planine napravljene od metamorfnih stijena mogu se razbiti i isprati potocima. Novi sedimenti s ovih planina mogu stvoriti novu sedimentnu stijenu.
Rock ciklus nikada ne prestaje.
