หินประกอบด้วยสารที่เรียกว่า แร่ธาตุ สารที่เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอนเรียกว่าแร่ ตัวอย่างเช่น หินทั่วไปอย่างหินแกรนิตประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิดรวมกัน ได้แก่ ไบโอไทต์ เฟลด์สปาร์ และควอตซ์
หินทั้งหมดก่อตัวขึ้นในธรณีภาคของโลก ซึ่งรวมถึงเปลือกโลกและส่วนบนสุดของเสื้อคลุมของมัน ซึ่งหินหลอมเหลวบางส่วนที่เรียกว่าแมกมาจะไหลช้ามากภายใต้เปลือกโลก
หินอาจแข็งหรืออ่อนและมีหลายสี ตัวอย่างเช่น หินแกรนิตแข็ง หินสบู่อ่อน Gabbro เป็นสีดำและควอตซ์สามารถเป็นสีขาวนวล หินไม่มีองค์ประกอบของแร่ธาตุที่แน่นอน เฟลด์สปาร์และควอตซ์เป็นแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในหิน
เนื่องจากมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างหินกับธรณีสัณฐาน หินและดิน นักภูมิศาสตร์จึงต้องการความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับหิน Petrology เป็นคำที่ใช้เรียกการศึกษาหินทางวิทยาศาสตร์ เป็นส่วนสำคัญของธรณีวิทยา
มนุษย์ใช้หินมาตลอดประวัติศาสตร์ของเขา โลหะหินและแร่ธาตุมีความสำคัญมากในอารยธรรมมนุษย์ พวกเขาช่วยเราพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ และใช้ในชีวิตประจำวันของเรา การใช้หินและแร่ธาตุของเรารวมถึงวัสดุก่อสร้าง เครื่องสำอาง รถยนต์ ถนน และเครื่องใช้ต่างๆ
หินที่ใช้บ่อยที่สุดบางส่วนและการใช้ชีวิตประจำวันของเรา:
เม็ดแร่ประกอบเป็นหิน หินเป็นของแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเกิดจากการจัดเรียงของสารเคมีอย่างเป็นระเบียบ พันธะเคมีมีหน้าที่ยึดมวลรวมที่ก่อรูปหินไว้ด้วยกัน ลักษณะของการก่อตัวของหินเป็นตัวกำหนดชนิดของความอุดมสมบูรณ์ของแร่ในหิน
ซิลิกาเป็นส่วนประกอบหนึ่งในหินจำนวนมาก เป็นสารประกอบออกซิเจนและซิลิกอน 74.3% ของเปลือกโลกเกิดจากสารประกอบนี้ มีการก่อตัวของผลึกจากแร่นี้และสารประกอบหินอื่นๆ การตั้งชื่อหินและการระบุคุณสมบัติของหินนั้นพิจารณาจากสัดส่วนของซิลิกาและแร่ธาตุอื่นๆ
การจำแนกประเภทของหินขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น:
คุณสมบัติทางกายภาพของหินเหล่านี้เป็นผลมาจากกระบวนการสร้างหิน หินสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามเวลา อธิบายได้จากวัฏจักรหินซึ่งเป็นแบบจำลองทางธรณีวิทยา สิ่งนี้นำไปสู่ชั้นหินทั่วไปสามชั้น: แปรสภาพ, ตะกอนและอัคนี
คลาสเหล่านี้ยังแบ่งออกเป็นคลาสย่อยอีกมากมาย การเพิ่มหรือลดสัดส่วนของแร่ธาตุในหินอาจทำให้หินเปลี่ยนจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่งได้
มีหินหลายประเภทที่จัดกลุ่มตามสามตระกูลตามรูปแบบการก่อตัว พวกเขาเป็น:
เนื่องจากหินอัคนีก่อตัวขึ้นจากแมกมาและลาวาจากภายในโลก จึงเรียกว่าหินปฐมภูมิ หินอัคนี (อิกนิส - ในภาษาละตินหมายถึงไฟ) เกิดขึ้นเมื่อแมกมาเย็นตัวและแข็งตัว เมื่อแมกมาเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนเย็นตัวลงและกลายเป็นของแข็ง จะเรียกว่าหินอัคนี กระบวนการทำความเย็นและการแข็งตัวอาจเกิดขึ้นได้ในเปลือกโลกหรือบนพื้นผิวโลก หินอัคนีที่ก่อตัวจากลาวาร้อนแดงเหนือพื้นผิวโลกเรียกว่าหินอัคนี หินอัคนีที่เกิดจากลาวาที่ปะทุจากภูเขาไฟใต้น้ำยังถูกจัดประเภทเป็นหินผาดโผน การปรากฏตัวของหินอัคนีทั้งหมดขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสองประการ - ลาวาหรือแมกมาเย็นตัวเร็วเพียงใดและมีสารอะไรบ้าง
หินอัคนีจำแนกตามพื้นผิว พื้นผิวขึ้นอยู่กับขนาดและการจัดเรียงของเมล็ดพืชหรือสภาพทางกายภาพอื่นๆ ของวัสดุ หากวัสดุหลอมเหลวถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ที่ระดับความลึกมาก เมล็ดแร่อาจมีขนาดใหญ่มาก การระบายความร้อนที่พื้นผิวอย่างกะทันหันส่งผลให้เมล็ดพืชมีขนาดเล็กและเรียบ สภาวะการเย็นตัวในระดับกลางจะส่งผลให้เมล็ดพืชขนาดกลางก่อตัวเป็นหินอัคนี หินแกรนิต แกบโบร หินบะซอลต์เพกมาไทต์ ภูเขาไฟเบรกเซียส และปอย เป็นตัวอย่างบางส่วนของหินอัคนี
หินเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย:
ขนาดของผลึกที่ประกอบเป็นหินอัคนีอัดรีดขึ้นอยู่กับความเร็วที่ลาวาเย็นตัวลง เมื่อเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว จะไม่มีเวลาเพียงพอสำหรับการเกิดผลึกขนาดใหญ่ หินที่เกิดจากลาวาที่เย็นตัวช้ากว่าจะมีผลึกขนาดใหญ่กว่า การปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรงทำให้เกิดลาวาที่เต็มไปด้วยก๊าซ ลาวาเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วในขณะที่ยังอยู่ในอากาศและดักจับก๊าซภายใน หินที่ก่อตัวในลักษณะนี้เต็มไปด้วยรู สองตัวอย่างของหินประเภทนี้คือหินภูเขาไฟและสกอเรีย
คำว่าตะกอนมาจากคำภาษาละตินว่า 'ตะกอน' ซึ่งหมายถึงการตกตะกอน หิน (อัคนี ตะกอน และการแปรสภาพ) ของพื้นผิวโลกถูกสัมผัสกับสาร denudational และแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยขนาดต่างๆ ชิ้นส่วนดังกล่าวถูกขนส่งโดยหน่วยงานภายนอกที่แตกต่างกันและฝากไว้ ตะกอนจากการบดอัดจะกลายเป็นหิน กระบวนการนี้เรียกว่าการทำให้เป็น หิน ในหินตะกอนจำนวนมาก ชั้นของตะกอนยังคงรักษาลักษณะเฉพาะของมันไว้ได้แม้หลังจากการทำให้เป็นหิน ดังนั้นเราจึงเห็นชั้นหินที่มีความหนาต่างกันหลายชั้น เช่น หินทราย หินดินดาน เป็นต้น
ขึ้นอยู่กับรูปแบบการก่อตัว หินตะกอนแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่:
คำว่า metamorphic หมายถึง 'การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบ' หินเหล่านี้ก่อตัวขึ้นภายใต้การกระทำของการเปลี่ยนแปลงความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ (PVT) การแปรสภาพเกิดขึ้นเมื่อหินถูกกดลงไปที่ระดับที่ต่ำกว่าโดยกระบวนการแปรสัณฐานหรือเมื่อหินหนืดที่หลอมละลายพุ่งทะลุเปลือกโลกมาสัมผัสกับหินคริสตัลหรือหินที่อยู่เบื้องล่างนั้นได้รับแรงกดดันมหาศาลจากหินที่วางอยู่ การแปรสภาพเป็นกระบวนการที่หินที่รวมกันแล้วได้รับการตกผลึกใหม่และการจัดโครงสร้างใหม่ของวัสดุภายในหินดั้งเดิม
การหยุดชะงักทางกลและการจัดโครงสร้างใหม่ของแร่ธาตุดั้งเดิมภายในหินเนื่องจากการแตกและบดโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เห็นได้ชัดเจนเรียกว่าการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก
วัสดุของหินเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเกิดผลึกใหม่เนื่องจากการ แปรสภาพด้วยความร้อน การแปรสภาพทางความร้อนมีสองประเภท
ในการสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลง ก้อนหินจะสัมผัสกับแมกมาและลาวาที่ร้อนจัดและวัสดุหินจะตกผลึกอีกครั้งภายใต้อุณหภูมิสูง มักมีการเพิ่มวัสดุใหม่ที่เกิดจากแมกมาหรือลาวาลงในหิน
ในการแปรสภาพในระดับภูมิภาค หินได้รับการตกผลึกใหม่เนื่องจากการเสียรูปที่เกิดจากการตัดเฉือนเปลือกโลกร่วมกับอุณหภูมิหรือความดันสูง หรือทั้งสองอย่าง
ในกระบวนการแปรสภาพในหินเมล็ดพืชหรือแร่ธาตุบางชนิดจะถูกจัดเรียงเป็นชั้นหรือเป็นเส้น การจัดเรียงตัวของแร่ธาตุหรือเมล็ดพืชในหินแปรนี้เรียกว่า foliation หรือ lineation บางครั้ง แร่ธาตุหรือวัสดุของกลุ่มต่าง ๆ จะถูกจัดเรียงเป็นชั้นบาง ๆ ถึงหนา โดยปรากฏเป็นเฉดสีอ่อนและสีเข้ม โครงสร้างดังกล่าวในหินแปรเรียกว่า แถบ และหินที่แสดงแถบเรียกว่า หินแถบ ประเภทของหินแปรขึ้นอยู่กับหินดั้งเดิมที่ถูกแปรสภาพ
หินแปรแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: หิน foliated และ หิน non-foliated
หินเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองส่วนเพิ่มเติมตามโครงสร้างของมัน:
Gneiss, หินแกรนิต, syenite, slate, schist, หินอ่อนและ quartzite เป็นตัวอย่างของหินแปร
หินไม่คงสภาพเดิมไว้นานแต่อาจได้รับการเปลี่ยนแปลง วัฏจักรร็อคเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องซึ่งหินเก่าจะถูกเปลี่ยนเป็นหินใหม่ Rock Cycle เป็นกลุ่มของการเปลี่ยนแปลง หินอัคนีสามารถเปลี่ยนเป็นหินตะกอนหรือหินแปรได้ หินตะกอนสามารถเปลี่ยนเป็นหินแปรหรือหินอัคนี หินแปรสามารถเปลี่ยนเป็นหินอัคนีหรือหินตะกอนได้
หินอัคนีเป็นหินปฐมภูมิและหินอื่นๆ (ตะกอนและหินแปร) จากหินปฐมภูมิเหล่านี้ หินอัคนีก่อตัวขึ้นเมื่อแมกมาเย็นตัวลงและทำให้เกิดผลึก หินหนืดเป็นของเหลวร้อนที่ทำจากแร่ธาตุที่หลอมละลาย แร่ธาตุสามารถสร้างผลึกได้เมื่อเย็นตัวลง หินอัคนีสามารถก่อตัวขึ้นใต้ดินได้ โดยที่แมกมาจะเย็นตัวลงอย่างช้าๆ หรือหินอัคนีสามารถก่อตัวขึ้นเหนือพื้นดินซึ่งแมกมาจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว
เมื่อมันไหลออกมาบนพื้นผิวโลก หินหนืดจะเรียกว่าลาวา เป็นเรื่องของหินเหลวแบบเดียวกับที่เราเห็นออกมาจากภูเขาไฟ บนพื้นผิวโลก ลมและน้ำสามารถแตกหินออกเป็นชิ้นๆ พวกเขายังสามารถขนก้อนหินไปที่อื่นได้ โดยปกติแล้ว เศษหินที่เรียกว่า ตะกอน จะตกจากลมหรือน้ำเพื่อสร้างชั้น ชั้นสามารถฝังอยู่ใต้ชั้นตะกอนอื่นๆ เมื่อเวลาผ่านไปนาน ตะกอนก็สามารถนำมาประสานกันเป็นหินตะกอนได้ ด้วยวิธีนี้ หินอัคนีสามารถกลายเป็นหินตะกอนได้
หินทั้งหมดสามารถทำให้ร้อนได้ แต่ความร้อนมาจากไหน? ภายในโลกมีความร้อนจากแรงกด (ดันมือเข้าหากันอย่างแรงและสัมผัสได้ถึงความร้อน) มีความร้อนจากการเสียดสี (ถูมือเข้าหากันและรู้สึกถึงความร้อน) นอกจากนี้ยังมีความร้อนจากการสลายกัมมันตภาพรังสี (กระบวนการที่ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ผลิตกระแสไฟฟ้าได้)
ความร้อนอบหิน หินสำรองไม่ละลาย แต่เปลี่ยนได้ มันก่อตัวเป็นผลึก ถ้ามีคริสตัลอยู่แล้วก็จะเกิดผลึกที่ใหญ่ขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของหินก้อนนี้จึงเรียกว่าการเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงนั้นเรียกว่าการเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงอาจเกิดขึ้นได้ในหินเมื่อถูกความร้อนถึง 300 ถึง 700 องศาเซลเซียส
เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนไปรอบ ๆ พวกมันจะทำให้เกิดความร้อน เมื่อพวกเขาชนกัน พวกมันจะสร้างภูเขาและแปรสภาพหิน
วัฏจักรหินยังคงดำเนินต่อไป ภูเขาที่สร้างจากหินแปรสามารถหักล้างและถูกกระแสน้ำพัดพาไป ตะกอนใหม่จากภูเขาเหล่านี้สามารถสร้างหินตะกอนใหม่ได้
วัฏจักรหินไม่เคยหยุดนิ่ง
