Skały składają się z substancji zwanych minerałami . Każda naturalnie występująca substancja stała o określonym składzie chemicznym nazywana jest minerałem. Na przykład zwykła skała, taka jak granit, składa się z kilku połączonych ze sobą minerałów, którymi są biotyt, skaleń i kwarc.
Wszystkie skały powstają w ziemskiej litosferze, która obejmuje skorupę ziemską i górną część jej płaszcza, gdzie częściowo stopiona skała zwana magma przepływa bardzo powoli pod skorupą.
Skała może być twarda lub miękka iw różnych kolorach. Na przykład granit jest twardy, steatyt miękki. Gabbro jest czarny, a kwarcyt może być mlecznobiały. Skały nie mają określonego składu składników mineralnych. Skaleń i kwarc to najpowszechniejsze minerały występujące w skałach.
Ponieważ istnieje ścisły związek między skałami a ukształtowaniem terenu, skałami a gruntami, geograf potrzebuje podstawowej wiedzy o skałach. Petrologia to termin używany w odniesieniu do naukowego badania skał. Jest to bardzo istotna część geologii.
Człowiek od zawsze używał skał. Metale skalne i minerały były bardzo ważne w cywilizacji ludzkiej. Pomagają nam rozwijać nowe technologie i są wykorzystywane w naszym codziennym życiu. Nasze wykorzystanie skał i minerałów obejmuje materiały budowlane, kosmetyki, samochody, drogi i urządzenia.
Niektóre z najczęściej używanych skał i ich zastosowań w naszym codziennym życiu:
Ziarna mineralne tworzą skały. Skały są jednorodnymi ciałami stałymi powstałymi w wyniku uporządkowanego ułożenia związków chemicznych. Wiązania chemiczne są odpowiedzialne za utrzymywanie razem agregatów skałotwórczych. Sposób formowania się skały determinuje typ obfitości minerałów w skale.
Krzemionka jest jednym ze składników zawartych w bardzo wielu skałach. Jest związkiem tlenu i krzemu. Ten związek tworzy 74,3% skorupy ziemskiej. Z tego minerału i innych związków skalnych powstają kryształy. Nazewnictwo skał oraz określanie ich właściwości określa proporcja krzemionki i innych minerałów.
Klasyfikacja skał opiera się na takich czynnikach jak:
Te właściwości fizyczne skał wynikają z procesów formowania się skał. Z czasem skały mogą zmieniać swój typ. Wyjaśnia to cykl skalny, który jest modelem geologicznym. Prowadzi to do trzech ogólnych klas skał: metamorficznych, osadowych i magmowych.
Klasy te są dalej podzielone na wiele podklas. Zwiększenie lub zmniejszenie proporcji minerałów w skale może spowodować zmianę skały z jednej klasy do drugiej.
Istnieje wiele różnych rodzajów skał, które są pogrupowane w trzy rodziny na podstawie sposobu ich powstawania. Oni są:
Ponieważ skały magmowe powstają z magmy i lawy z wnętrza ziemi, są znane jako skały pierwotne. Skały magmowe (Ignis – po łacinie oznacza Ogień) powstają, gdy magma ochładza się i krzepnie. Kiedy magma w swoim ruchu ku górze stygnie i zamienia się w stałą formę, nazywana jest skałą magmową. Proces ochładzania i krzepnięcia może zachodzić w skorupie ziemskiej lub na powierzchni ziemi. Skały magmowe, które powstają z rozpalonej do czerwoności lawy nad powierzchnią Ziemi, nazywane są skałami ekstruzyjnymi. Skały magmowe, które powstają z lawy wylewającej się z podwodnych wulkanów, są również klasyfikowane jako skały ekstruzyjne. Wygląd wszystkich wylewnych skał magmowych zależy od dwóch głównych czynników - jak szybko lawa lub magma ostygła i jakie substancje zawiera.
Skały magmowe są klasyfikowane na podstawie tekstury. Tekstura zależy od wielkości i ułożenia ziaren lub innych warunków fizycznych materiałów. Jeśli stopiony materiał jest chłodzony powoli na dużych głębokościach, ziarna minerałów mogą być bardzo duże. Nagłe ochłodzenie na powierzchni skutkuje drobnymi i gładkimi ziarnami. Pośrednie warunki chłodzenia skutkowałyby pośrednimi rozmiarami ziaren tworzących skały magmowe. Granit, gabro, bazalt pegmatytowy, brekcje wulkaniczne i tuf to tylko niektóre przykłady skał magmowych.
Skały te dzielą się na dwie podgrupy:
Wielkość kryształów tworzących wylewne skały magmowe zależy od tego, jak szybko lawa ostygła. Kiedy szybko się ochładza, nie ma wystarczająco dużo czasu na utworzenie się dużych kryształów. Skały utworzone z lawy, która stygnie wolniej, mają większe kryształy. Niektóre gwałtowne erupcje wulkanów wyrzucają lawę wypełnioną gazami. Lawa szybko się ochładza, gdy jest jeszcze w powietrzu i zatrzymuje gazy w środku. Tworzące się w ten sposób skały są pełne dziur. Dwa przykłady tego typu skał to pumeks i scoria.
Słowo sedymentacja pochodzi od łacińskiego słowa sedimentum, które oznacza osiadanie. Skały (magmowe, osadowe i metamorficzne) powierzchni ziemi narażone są na działanie czynników denudacyjnych i ulegają rozbiciu na różnej wielkości fragmenty. Takie fragmenty są transportowane przez różne agencje egzogenne i zdeponowane. Osady te poprzez zagęszczanie zamieniają się w skały. Proces ten nazywa się litowaniem . W wielu skałach osadowych warstwy osadów zachowują swoje właściwości nawet po lityfikacji. Dlatego widzimy wiele warstw o różnej grubości w skałach osadowych, takich jak piaskowiec, łupek itp.
W zależności od sposobu powstania skały osadowe dzielą się na trzy główne grupy:
Słowo metamorficzny oznacza „zmianę formy”. Skały te powstają pod wpływem zmian ciśnienia, objętości i temperatury (PVT). Metamorfizm występuje, gdy skały są spychane na niższe poziomy przez procesy tektoniczne lub gdy stopiona magma unosząca się przez skorupę styka się z kryształowymi skałami lub leżące pod spodem skały są poddawane dużemu ciśnieniu przez leżące nad nimi skały. Metamorfizm to proces, w którym już skonsolidowane skały przechodzą rekrystalizację i reorganizację materiałów w pierwotnych skałach.
Mechaniczne rozerwanie i reorganizacja pierwotnych minerałów w skałach w wyniku pękania i kruszenia bez zauważalnych zmian chemicznych nazywa się dynamicznym metamorfizmem.
Materiały skał zmieniają się chemicznie i rekrystalizują w wyniku metamorfizmu termicznego . Istnieją dwa rodzaje metamorfizmu termicznego
W metamorfizmie kontaktowym skały stykają się z gorącą magmą i lawą, a materiał skalny rekrystalizuje w wysokich temperaturach. Dość często do skał dodaje się nowe materiały powstałe z magmy lub lawy.
W metamorfizmie regionalnym skały ulegają rekrystalizacji w wyniku deformacji spowodowanej ścinaniem tektonicznym wraz z wysoką temperaturą lub ciśnieniem lub jednym i drugim.
W procesie metamorfizmu w niektórych skałach ziarna lub minerały układają się w warstwy lub linie. Taki układ minerałów lub ziaren w skałach metamorficznych nazywa się foliacją lub lineacją . Czasami minerały lub materiały z różnych grup układają się w naprzemienne cienkie i grube warstwy, pojawiające się w jasnych i ciemnych odcieniach. Taka struktura w skałach metamorficznych nazywana jest prążkami , a skały wykazujące prążki nazywane są skałami pręgowanymi. Rodzaje skał metamorficznych zależą od pierwotnych skał, które zostały poddane metamorfizmowi.
Skały metamorficzne dzielą się na dwie główne grupy: skały foliowane i skały niefoliowane .
Skały te są dalej podzielone na dwie części w zależności od ich struktury:
Gnejs, granit, sjenit, łupek, łupek, marmur i kwarcyt to tylko niektóre przykłady skał metamorficznych.
Skały nie pozostają długo w swojej pierwotnej formie, ale mogą ulegać przemianom. Cykl skalny to ciągły proces, w wyniku którego stare skały przekształcają się w nowe. Rock Cycle to grupa zmian. Skała magmowa może zmienić się w skałę osadową lub w skałę metamorficzną. Skała osadowa może zmienić się w skałę metamorficzną lub w skałę magmową. Skała metamorficzna może zmienić się w skałę magmową lub osadową.
Skały magmowe to skały pierwotne, a inne skały (osadowe i metamorficzne) powstają z tych skał pierwotnych. Skały magmowe tworzą się, gdy magma ochładza się i tworzy kryształy. Magma to gorący płyn powstały ze stopionych minerałów. Minerały mogą tworzyć kryształy, gdy ostygną. Skały magmowe mogą tworzyć się pod ziemią, gdzie magma stygnie powoli. Albo skała magmowa może tworzyć się nad ziemią, gdzie magma szybko się ochładza.
Kiedy magma wylewa się na powierzchnię Ziemi, nazywana jest lawą. To ta sama płynna materia skalna, którą widzimy wychodzącą z wulkanów. Na powierzchni Ziemi wiatr i woda mogą rozbić skałę na kawałki. Mogą również przenosić kawałki skał w inne miejsce. Zwykle kawałki skał, zwane osadami, spadają z wiatru lub wody, tworząc warstwę. Warstwa może być zakopana pod innymi warstwami osadów. Po długim czasie osady można scementować, tworząc skałę osadową. W ten sposób skała magmowa może stać się skałą osadową.
Wszystkie skały można ogrzać. Ale skąd bierze się ciepło? Wewnątrz Ziemi jest ciepło z ciśnienia (bardzo mocno ściśnij ręce i poczuj ciepło). Ciepło powstaje w wyniku tarcia (potrzyj dłonie o siebie i poczuj ciepło). Istnieje również ciepło z rozpadu radioaktywnego (proces, który daje nam elektrownie jądrowe, które wytwarzają energię elektryczną).
Ciepło wypala skałę. Podparta skała nie topi się, ale się zmienia. Tworzy kryształy. Jeśli ma już kryształy, tworzy większe kryształy. Z powodu tych zmian skała nazywana jest metamorficzną. Ta zmiana nazywa się metamorfozą. Metamorfoza może wystąpić w skałach, gdy zostaną podgrzane do temperatury od 300 do 700 stopni Celsjusza.
Kiedy płyty tektoniczne Ziemi poruszają się, wytwarzają ciepło. Kiedy się zderzają, budują góry i przekształcają skałę.
Rockowy cykl trwa. Góry zbudowane ze skał metamorficznych mogą być rozbijane i zmywane przez strumienie. Nowe osady z tych gór mogą tworzyć nową skałę osadową.
Cykl skalny nigdy się nie zatrzymuje.
