岩石

岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的，具有稳定外形的固态集合体。由一种矿物组成的岩石称作单矿岩，如大理岩由方解石组成，石英岩由石英组成等；有数种矿物组成的岩石称作复矿岩，如花岗岩由石英、1111长石和云母等矿物组成，辉长岩由基性斜长石和辉石组成等等。没有一定外形的液体如石油、气体如天然气以及松散的沙、泥等，都不是岩石。岩石是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。其中，长石是地壳中最重要的造岩成分，比例达到60%，石英则是数量第二多的矿石。岩石根据其成因、构造和化学成分分类，大多数岩石含有二氧化硅（SiO2），而74.3%的地壳成分都是后者。岩石中硅的含量是决定岩石属性的重要因素之一。岩石是人类早期工具的重要来源，在人类进化中具有重要意义。因此，人类的第一个文明时期被称为石器时代。岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。 岩石种类主要能分为沉积岩、火成岩及变质岩。岩石按其成因主要分为火成岩（岩浆岩）、沉积岩和变质岩三大类。在不同的圈层，三种岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉积岩，火成岩只有25%.这三种岩石之间的区别不是绝对的。随着构成矿物的变化，它们的性质也会发生变化。随着时间和环境的变迁，它们会转变为另外一种性质的岩石。因而有人认为这种分类法较为武断。火成岩是由熔岩或岩浆冷却后凝固而成的岩石。火成岩按成因分为两类：一类是岩浆出露地表凝却而形成的火山岩（喷出岩）；另一类是岩浆侵入地壳内部，在地表以下缓慢凝却而形成的侵入岩。喷出岩形成过程中，由于温度和压力迅速降低，可能来不及结晶或结晶较差，代表有浮岩和玄武岩；浅成岩是岩浆侵入到距离地表3千米之内，结晶较细小；而深成岩则是岩浆侵入到距离地表大于3千米的地壳深处，由于温度、压力高，结晶良好。典型的侵入岩如脉岩、花岗岩等。目前已发现约700种的火成岩，大部分都在地壳表面以下形成，依其化学成分，形成时的温度及压力，其性质也有所不同。鲍氏反应系列描述了不同化学成分的火成岩在不同的温度及压力下结晶的情形。火成岩是一种硅酸盐岩石，依二氧化硅比例，分为酸性岩、中性岩、基性岩及超基性岩。若中性岩的氧化钠及氧化钾成分偏高，称为碱性岩。地壳体积的64.7%都是火成岩，可分为橄榄岩、玄武岩、安山岩、花岗岩、粗面岩、响岩、脉岩及火山碎屑岩八大类。其中16%为花岗岩、17%为花岗闪长岩及闪长岩，只有0.6%是正长岩，0.3%是橄榄岩及纯橄榄岩（英语：dunite）。海底的地壳99%是玄武岩，是铁镁质的火成岩。花岗岩和类似的岩石（称为元花岗岩）形成许多大陆的地壳。沉积岩是由外力作用下形成的，其中一部分又叫“水成岩”，是由水将风化或水侵蚀的物质搬运沉积，经过压密和胶结作用形成的；沉积岩是在地表因水中固体物质沉积及胶结（英语：Cementation (geology)）而成，固体物质可能是旧有岩石或矿物的碎片、有机体、或是水中生物成长或是化学沉淀而成。过程中会使碎屑岩沉积物或是有机物质碎屑开始累积，或是溶液中的物质沉淀形成（即蒸发岩（英语：evaporite））。而沉积物质在相当的温度及压力下压缩并且胶结（英语：Cementation (geology)）（成岩作用），形成沉积岩。沉积物可能是由风化作用形成，或是其他岩石因侵蚀作用形成，之后由水、风、冰、冰川或是崩坏作用运输到后来的位置。其中mud rock（泥岩、页岩及粉砂岩（英语：siltstone））占65%，砂岩占20到25%，而碳酸盐岩（石灰岩及白云岩）占10到15%。地表约7.9%的岩石是由沉积岩组成，其中82%是页岩，其他的包括石灰岩（6%），砂岩及长石沙岩（英语：arkose）（12%）。沉积岩中常会有化石。沉积岩是在重力的影响下形成，一般会是以平行地面（或地层）或是接近平行的方式分布，也称为地层岩。沉积岩中一小部分沉积在陡峭的山坡上，其中一层岩石在在界面上突然停止，而另一层岩石覆盖了原来的岩石，会看出交错的纹理。沉积岩按沉积结构和组成可分为：砾岩 - 页岩 – 砂岩 – 石灰岩 – 生物岩 – 化学岩， 主要分布在地表浅层。变质岩是由于地球内力的高温高压造成岩石中的化学成分改变或重结晶形成的。变质岩是沉积岩、火成岩或是其他较早期的变质岩，在不同的温度及压力下所产生的，此过程称为变质作用（英语：metamorphism），会让岩石的物理性质及化学性质有显著的改变，变质作用前的岩石称为原岩（英语：protolith），在变质作用后变质成其他的矿物，或是产生再结晶作用（英语：Recrystallization (geology)），变质成同一矿物的不同形式。变质岩可以依原岩分为两大类：“正变质岩”和“副变质岩”，正变质岩是火成岩经变质作用形成的，副变质岩是沉积岩经变质作用形成的。变质作用的温度需高于150 to 200 °C，压力需大于1500 bars，都是比地表的温度及压力要高的条件，变质岩约占地壳体积的27.4%。许多主要的经济矿物都是在变质岩中生成的。变质岩可以依变质的机制分为三类：因为岩浆的侵入，加热附近的岩石，会产生接触变质（contact metamorphism），是以温度为主的变质。当沉积物埋在地下深处，会产生压力变质（pressure metamorphism），也称为埋藏变质（burial metamorphism），以压力为主，温度的影响不大，这类变质会产生类似玉之类的矿物。若热及压力都有相关影响，这称为区域变质（regional metamorphism），一般会出现在造山区。依结构的不同，变质岩可以分为二类，一类有纤维状平面组织的称为有叶理，另一类则是无叶理的。岩石的名称会依其中有的矿物而定，片岩是有叶理的变质岩，主要含有像云母等薄纹性矿物，片麻岩有不同亮度的可见带，最常见的是花岗片麻岩，其他有叶理的变质岩有板岩、千枚岩及糜棱岩。常见的无叶理变质岩有大理石、滑石及蛇纹石，无叶理变质岩也包括由砂岩变质而成的石英岩，以及角页岩（英语：hornfels）。在人类发展中，岩石的应用涉关社会、科技等许多层面。人类和其他人科的岩石使用记录可以追溯到250万年前的旧石器时代。利用岩屑技术（英语：Lithic technology）可以找到一些最古老，而仍在继续使用的技术。有关金属矿石的开采也是人类进步的几个重要因素之一，依不同地区可以取得金属的不同，其文明进步速度也有所影响。采矿是由将有价值的矿物或其他地质材料，由矿石、矿脉（英语：vein (geology)）等来源取出，和土壤分离的过程。采矿可采集的原料包括碱金属、贵金属、铁、钨、煤、钻石、石灰岩、油页岩及岩盐等。若一种材料无法用农业方式产生，也无法在实验室或工厂用合成的方式取得，就需要以采矿的方式取得。广义的开采是指从地球中取得任何自然资源（如石油、天然气、盐其至是水）。岩石及金属的开采早在史前时代就已经开始，现代的开采程序会先期矿体的探戡（英语：Prospecting）、分析矿石的潜在利益、开采需要的原料、若开采结束，将土地复原，可以供其他的使用。开采程序的特性，会对环境带来潜在的负面冲击，不论是在开采过程中，甚至是在开采结束后都有影响。因此世界上大多数国家都用法律管理开采程序的负面影响。