岩石（地質学）

火成岩（ラテン語のigneus、火の、ignis 、火に由来）^{[ 9 ]}は、マグマまたは溶岩の冷却と固化によって形成される。このマグマは、惑星のマントルまたは地殻に存在する岩石の部分溶融によって生じる可能性がある。一般的に、岩石の溶融は、温度の上昇、圧力の低下、または組成の変化という3つのプロセスのうち1つ以上によって引き起こされる。^{[ 10 ]： 591-599}

火成岩は大きく2つのカテゴリーに分けられます。

• 深成岩または貫入岩は、マグマが地殻内でゆっくりと冷却・結晶化することによって形成される。このタイプの岩石の代表的な例は花崗岩である。
• 火山岩または噴出岩は、マグマが溶岩または破片状の噴出物として地表に到達し、軽石や玄武岩などの鉱物を形成することによって生じる。^{[ 5 ]}

マグマは地球の表面に向かって上昇するにつれてシリカが豊富になる傾向があり、この過程はマグマ分化と呼ばれます。これは、シリカの少ない鉱物がマグマが冷え始めると結晶化すること（ボ​​ーエンの反応系列）と、マグマが上昇する地殻岩の一部（母岩）を同化すること、そして地殻岩はシリカを多く含む傾向があることの両方によって起こります。したがって、シリカ含有量は火成岩を分類するための最も重要な化学的基準です。^{[ 7 ]}次に重要なのはアルカリ金属酸化物の含有量です。^{[ 11 ]}

地球の地殻の体積の約65%は火成岩で構成されています。そのうち、66%は玄武岩と斑れい岩、16%は花崗岩、17%は花崗閃緑岩と閃緑岩です。閃長岩はわずか0.6% 、超苦鉄質岩は0.3%です。海洋地殻は99%が玄武岩で、苦鉄質組成の火成岩です。花崗岩類として知られる花崗岩や類似の岩石が大陸地殻の大部分を占めています。^{[ 12 ] [ 13 ]}

堆積岩は、地表において、それ以前の岩石、鉱物、生物の破片が集積・膠結することによって形成される^{[ 14 ]。}あるいは、水中での化学的沈殿物や有機物の成長（堆積作用）によって形成される。この過程により、砕屑性堆積物（岩石の破片）や有機粒子（砕屑物）が沈降・集積するか、鉱物が溶液から化学的に沈殿する（蒸発岩）。その後、粒子状物質は中程度の温度と圧力下で圧縮・膠結される（続成作用）。^{[ 5 ]： 265–280 [ 15 ]： 147–154}

堆積物は、堆積する前に、供給源地域で侵食によって以前の岩石が風化して形成され、その後、水、風、氷、地滑り、または氷河（侵食作用の作用者）によって堆積場所に運ばれます。^{[ 5 ]}地殻の体積の約7.9%は堆積岩で構成されており、そのうち82%は頁岩で、残りは6%の石灰岩と12%の砂岩およびアルコースで構成されています。^{[ 13 ]}堆積岩には化石が含まれていることがよくあります。堆積岩は重力の影響下で形成され、通常は水平またはほぼ水平の層または地層に堆積し、層状岩石と呼ばれることがあります。^{[ 16 ]}

堆積物および砕屑性堆積岩の粒子は、粒径によってさらに分類できます。最も小さい堆積物は粘土で、次にシルト、砂、礫が続きます。一部のシステムでは、測定単位として玉石や巨礫が含まれます。^{[ 17 ]}

変成岩は、堆積岩、火成岩、または他のより古い変成岩など、あらゆる種類の岩石を、元の岩石が形成されたときとは異なる温度と圧力条件にさらすことによって形成されます。このプロセスは変成作用と呼ばれ、「形が変わる」という意味です。その結果、岩石の物理的性質と化学組成が大きく変化します。原岩として知られる元の岩石は、再結晶によって他の鉱物タイプまたは同じ鉱物の別の形態に変化します。^{[ 5 ]}このプロセスに必要な温度と圧力は、常に地球の表面で見られるものよりも高く、150～200  ℃を超える温度と1500バールを超える圧力が必要^です 。^{[ 18 ]}これは、たとえば大陸プレートが衝突するときに発生します。^{[ 19 ] : 31–33、134–139}​​ 変成岩は体積で地殻の27.4%を構成しています。^{[ 13 ]}

変成岩の3つの主要な分類は、形成メカニズムに基づいています。マグマの貫入によって周囲の岩石が加熱されると、接触変成作用、つまり温度が支配的な変成作用が起こります。圧力変成作用は、堆積物が地中深くに埋没したときに起こります。圧力が支配的で、温度の役割は小さくなります。これは埋没変成作用と呼ばれ、翡翠などの岩石が生成されることがあります。熱と圧力の両方が関与する場合、そのメカニズムは広域変成作用と呼ばれます。これは通常、造山帯で見られます。^{[ 7 ]}

構造によって、変成岩は大きく 2 つのカテゴリーに分けられます。組織を持つものは葉理岩と呼ばれ、残りは非葉理岩と呼ばれます。岩石の名前は、含まれる鉱物の種類に基づいて決定されます。片岩は、雲母などの層状鉱物を主成分とする葉理岩です。片麻岩は明度の異なる縞模様が目に見える岩石で、花崗岩片麻岩はその代表的な例です。葉理岩の他の種類には、粘板岩、千枚岩、マイロナイトなどがあります。非葉理変成岩のよく知られた例としては、大理石、滑石、蛇紋岩などがあります。この系統には、砂岩の変成形態である珪岩とホルンフェルスが含まれます。^{[ 7 ]}

人為岩とは、人間の活動によって形成された合成岩または再構成岩のことです。コンクリートは、天然岩と加工岩から構成され、古代ローマ時代から開発されてきた人工岩として認識されています。^{[ 23 ]}岩石は、エポキシ花崗岩のように、他の物質で改質して新しい形状を作ることもできます。^{[ 24 ]}コアドストーンなどの人工石も開発されています。^{[ 25 ]}地質学者のジェームズ・R・アンダーウッドは、火成岩、堆積岩、変成岩に加えて、人為岩を第4の岩石の分類として提案しました。^{[ 26 ]}

岩石の強度は大きく異なり、引張強度が300 MPaを超える珪岩^{[ 27 ]}から、素手で砕けるほど柔らかい堆積岩 (つまり、もろい) [ ^{28 ]まで}あります(比較のために、構造用鋼の引張強度は約 350 MPa です。^{[ 29 ]} ) 比較的柔らかく加工しやすい堆積岩は、紀元前 4000 年頃にはエジプトで建設用に採石され^{[ 30 ]} 、石は紀元前 2800 年頃には内モンゴルで要塞の建設に使用されました。^{[ 31 ]}柔らかい岩石である凝灰岩はイタリアで一般的で、ローマ人は多くの建物や橋にこれを使用しました。^{[ 32 ]}石灰岩は中世ヨーロッパで建設に広く使用され^{[ 33 ]}、20 世紀まで人気がありました。^{[ 34 ]}

鉱業とは、鉱床、鉱脈、または鉱脈から、地球から貴重な鉱物やその他の地質学的物質を抽出することです。^{[ 35 ]}この用語には、土壌の除去も含まれます。鉱業によって回収される物質には、卑金属、貴金属、鉄、ウラン、石炭、ダイヤモンド、石灰岩、油頁岩、岩塩、カリウム、建設用骨材、および寸法石が含まれます。農業プロセスで栽培できない、または実験室や工場で人工的に作成できない物質を得るには、鉱業が必要です。より広い意味での鉱業は、地球からあらゆる資源（石油、天然ガス、塩、さらには水など）を抽出することを含みます。 ^{[ 36 ]}

岩石や金属の採掘は先史時代から行われてきました。現代の採掘プロセスには、鉱床の探査、提案された鉱山の収益可能性の分析、目的の材料の抽出、そして採掘が終了した後に他の用途のために土地を準備するための土地の復元が含まれます。^{[ 37 ]}

採掘プロセスは、採掘作業中だけでなく、採掘が停止した後も長年にわたって環境に悪影響を及ぼす可能性があります。こうした潜在的な影響により、世界のほとんどの国が採掘作業の悪影響を管理するための規制を採用しています。^{[ 38 ]}

石器は、人類やそれ以前の人類によって何百万年も使用されてきました。石器時代は、石器が広く使用された時代でした。^{[ 39 ]}初期石器時代の道具は、ハンマーストーンや鋭利な剥片などの単純な道具でした。中期石器時代の道具は、投擲用の先端、錐、またはスクレーパーとして使用するための鋭利な先端が特徴でした。後期石器時代の道具は、職人技と明確な文化的アイデンティティとともに開発されました。 ^{[ 40 ]}冶金技術の発達に伴い、石器は銅や青銅の道具にほぼ取って代わられました。