Rock (Geologie)

Das Grand Canyon ist ein Schnitt durch Schichten von Sedimentgesteinen.

Im Geologie, Felsen (oder Stein) ist eine natürlich vorkommende feste Masse oder ein Aggregat von Mineralien oder Mineraloid Angelegenheit. Es wird durch die enthaltenen Mineralien kategorisiert, es chemische Zusammensetzung, und die Art und Weise, wie es gebildet wird. Gesteine ​​bilden die äußere feste Schicht der Erde, die Krusteund den größten Teil seines Innenraums außer der Flüssigkeit äußerer Kern und Taschen von Magma in dem Asthenosphäre.

Gesteine ​​sind normalerweise in drei Hauptgruppen eingeteilt: Magmatische Gesteine, Sedimentgestein und Metaphorische Felsen. Magmatische Gesteine ​​werden gebildet, wenn Magma kühlt in der Erdkruste ab oder Lava Kühlt auf der Erdoberfläche oder dem Meeresboden ab. Sedimentgesteine ​​werden von gebildet von Diagenese und Lithifizierung von Sedimente, was wiederum von der gebildet wird Verwitterung, Transport und Ablage von vorhandenen Felsen. Es werden metamorphe Gesteine ​​gebildet, wenn vorhandene Gesteine ​​solchen hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind, die sie ohne signifikantes Schmelzen transformieren. Dies geschieht zum Beispiel, wenn Kontinentalplatten kollidieren.[1]: 31–33, 134–139

Die wissenschaftliche Untersuchung des Charakters und des Ursprungs von Gesteinen heißt Gesteins Petrologie, was eine wesentliche Subdisziplin der Geologie ist.[2]

Einstufung

A Rock ausbalancieren genannt Kummakivi (buchstäblich "Stranger Stein")[3]

Gesteine ​​bestehen hauptsächlich aus Mineralienkörnern, die sind kristalline Festkörper aus Atomen gebildet chemisch gebunden in eine geordnete Struktur.[4]: 3 Einige Steine ​​enthalten auch Mineraloide, die starre, mineralähnliche Substanzen sind, wie z. Vulkanglas,[5]: 55, 79 Das fehlt die kristalline Struktur. Die Arten und die Fülle von Mineralien in einem Gestein werden durch die Art und Weise bestimmt, in der es gebildet wurde.

Die meisten Steine ​​enthalten Silikatmineralien, Verbindungen, die Silica Tetraeder in ihren enthalten Kristallgitterund verantwortlich für etwa ein Drittel aller bekannten Mineralarten und etwa 95% der Erdkruste.[6] Der Anteil von Kieselsäure In Felsen und Mineralien ist ein wesentlicher Faktor für die Bestimmung ihrer Namen und Eigenschaften.[7]

Felsen Aufschluss entlang eines Mountain Creek in der Nähe Orosí, Costa Rica.

Gesteine ​​werden nach Merkmalen wie Mineral- und chemischer Zusammensetzung klassifiziert, Permeabilität, Textur der Bestandteile und Partikelgröße. Diese physikalischen Eigenschaften sind das Ergebnis der Prozesse, die die Gesteine ​​bildeten.[5] Im Laufe der Zeit können Gesteine ​​von einem Typ in einen anderen verwandelt werden, wie durch ein geologisches Modell genannt Gesteinskreislauf. Diese Transformation erzeugt drei allgemeine Gesteinsklassen: magmatisch, sedimentär und metamorph.

Diese drei Klassen sind in viele Gruppen unterteilt. Es gibt jedoch keine harten und schnellen Grenzen zwischen den alliierten Gesteinen. Durch Erhöhung oder Abnahme der Proportionen ihrer Mineralien durchlaufen sie die Abstufungen von einem zum anderen; Die charakteristischen Strukturen einer Art von Gestein können somit verfolgt werden, die allmählich zu denen eines anderen verschmelzen. Daher entsprechen die in Gesteinsnamen angewandten Definitionen einfach ausgewählte Punkte in einer kontinuierlich abgeschlossenen Serie.[8]

Eruptivgestein

Probe von magmatisch Gabbro

Ignesous Rock (abgeleitet von der Latein Wort Igneus, Bedeutung aus Feuer, aus Ignis Bedeutung Feuer)[9] wird durch die Kühlung gebildet und Erstarrung von Magma oder Lava. Dieses Magma kann aus teilweisen Schmelzen von bereits bestehenden Gesteinen in beiden a abgeleitet werden Planet's Mantel oder Kruste. Typischerweise wird das Schmelzen von Gesteinen durch ein oder mehrere von drei Prozessen verursacht: eine Temperaturanstieg, eine Abnahme des Drucks oder eine Änderung der Zusammensetzung.[10]: 591–599

Ignesous -Gesteine ​​sind in zwei Hauptkategorien unterteilt:

Magmas werden in Kieselsäure tendenziell reicher, wenn sie in Richtung der Erdoberfläche aufsteigen, ein Prozess heißt Magma -Differenzierung. Dies tritt beides auf, weil Mineralien in Siliciumdioxid niedrig aus dem Magma kristallisieren, wenn es zu abkühlen beginnt (Bowens Reaktionserie) und weil das Magma einen Teil des Krustengesteins aufsteigt, durch den es aufsteigt (Country Rock) und Krustengestein tendieren in Kieselsäure. Der Kieselsäuregehalt ist daher das wichtigste chemische Kriterium zur Klassifizierung von magmatischem Gestein.[7] Der Inhalt von Alkali -Metalloxide ist als nächstes von Bedeutung.[11]

Etwa 65% der Erdkruste nach Volumen besteht aus magmatischen Gesteinen. Von diesen sind 66% Basalt und Gabbro, 16% sind Granit und 17% Granodiorit und Diorit. Nur 0,6% sind Syenit und 0,3% sind Ultramaf. Das Ozeanische Kruste ist 99% Basalt, ein magmatischer Stein von Mafic Komposition. Granit und ähnliche Felsen, bekannt als Granitoide, dominieren Sie die Kontinentalkruste.[12][13]

Sedimentgestein

Sedimentär Sandstein mit Eisenoxid Bands

Sedimentäre Gesteine ​​werden an der Erdoberfläche durch die Akkumulation und Zementierung von Fragmenten früherer Gesteine, Mineralien und Organismen gebildet[14] oder als chemische Ausfälle und organische Wachstum im Wasser (Wasserwachstum (Sedimentation). Dieser Prozess verursacht klastisch Sedimente (Stücke von Fels) oder organisch Partikel (Detritus) sich niederlassen und sich ansammeln oder für Mineralien chemisch zu Präzipitat (Verdampfung) von einem Lösung. Die Partikel unterzogen dann die Verdichtung und Zementierung bei mäßigen Temperaturen und Drücken (Diagenese).[5]: 265–280[15]: 147–154

Vor der Ablagerung werden Sedimente gebildet von Verwitterung von früheren Felsen von Erosion in einem Quellbereich und dann zum Ablagerungsort durchtransportiert durch Wasser, Wind, Eis, Massenbewegung oder Gletscher (Agenten von Entspannung).[5] Etwa 7,9% der Kruste nach Volumen bestehen aus Sedimentgesteinen, wobei 82% der Schiefer, während der Rest aus 6% Kalkstein und 12% Sandstein und besteht Arkoses.[13] Sedimentgesteine ​​enthalten oft Fossilien. Sedimentgestütze bilden sich unter dem Einfluss der Schwerkraft und werden typischerweise in horizontalen oder nahe horizontalen Schichten abgelagert oder Schichtund kann als geschichtete Gesteine ​​bezeichnet werden.[16]

Metamorphes Gestein

Metamorphes Banded Gneis

Metamorphe Gesteine ​​werden gebildet, indem jeder Steintyp - SEDIMENTARY ROCK, INGENOUS ROCK oder einen anderen älteren metamorphen Gestein - unterschiedlich unterzogen wird Temperatur und Druck Bedingungen als diejenigen, bei denen der ursprüngliche Gestein gebildet wurde. Dieser Prozess wird genannt Metamorphismus, Bedeutung für "Form in Form". Das Ergebnis ist eine tiefgreifende Veränderung der physikalischen Eigenschaften und der Chemie des Steins. Der Originalgestein, bekannt als der Protolithverwandelt sich in andere Mineralarten oder andere Formen derselben Mineralien, von Rekristallisation.[5] Die für diesen Prozess erforderlichen Temperaturen und Drücke sind immer höher als die an der Erdoberfläche gefunden: Temperaturen von mehr als 150 bis 200 ° C und Drücke von mehr als 1500 bar.[17] Metamorphe Gesteine ​​machen 27,4% der Kruste nach Volumen aus.[13]

Die drei Hauptklassen von metamorphem Gestein basieren auf dem Formationsmechanismus. Ein Eindringen von Magma, das das umgebende Gestein erhitzt, verursacht Kontaktmetamorphismus-eine temperaturdominierte Transformation. Druckmetamorphismus tritt auf, wenn Sedimente tief unter dem Boden begraben werden; Druck ist dominant und die Temperatur spielt eine geringere Rolle. Dies wird als Grabmetamorphismus bezeichnet und kann zu Felsen führen, die Jade. Wenn sowohl Wärme als auch Druck eine Rolle spielen, wird der Mechanismus als regionale Metamorphismus bezeichnet. Dies ist typischerweise in Bergaufbauregionen zu finden.[7]

Abhängig von der Struktur werden metamorphe Gesteine ​​in zwei allgemeine Kategorien unterteilt. Diejenigen, die eine Textur besitzen foliiert; Die Reste werden als nicht gefärbt bezeichnet. Der Name des Gesteins wird dann anhand der vorhandenen Mineralienarten bestimmt. Schiefer sind Blättergesteine, die hauptsächlich bestehen lamellare Mineralien wie zum Beispiel Glimmer. EIN Gneis hat sichtbare Bänder von unterschiedlich Leichtigkeitmit einem gemeinsamen Beispiel ist der Granit -Gneis. Andere Sorten von Foliating Rock umfassen Schiefer, Phyllites, und Mylonit. Zu den bekannten Beispielen für nicht gefärbte metamorphe Gesteine ​​gehören Marmor, Seifenstein, und Serpentin. Dieser Zweig enthält Quarzit- eine metamorphosierte Form von Sandstein-und Hornfels.[7]

Menschlicher Gebrauch

Zeremoniell Cairn von Felsen, und ovoo, aus Mongolei

Der Einsatz von Rock hatte einen großen Einfluss auf die kulturelle und technologische Entwicklung der Menschheit. Rock wurde von Menschen und anderen benutzt Hominiden für mindestens 2,5 Millionen Jahre.[18] Lithische Technologie markiert einige der ältesten und kontinuierlich verwendeten Technologien. Das Bergbau von Rock für seine Metall Der Inhalt war einer der wichtigsten Faktoren des menschlichen Fortschritts und hat sich an verschiedenen Orten unterschiedlich fortgesetzt, teilweise aufgrund der Art von Metallen, die aus dem Felsen einer Region verfügbar sind.

Gebäude

Ein Stonehouse auf dem Hügel in Sastamala, Finnland
Erhöhter Gartenbett mit natürlichen Steinen

Rock variiert stark in Stärke, von Quarzite ein ... haben Zugfestigkeit mehr als 300 MPA[19] Sedimentary Felsen so weich, dass es mit nackten Fingern zerbröckelt werden kann (das heißt, es ist, ist es bröckelig).[20] (Zum Vergleich, Baustahl hat eine Zugfestigkeit von rund 350 MPa.[21]) Relativ weiche, leicht bearbeitete Sedimentgestein wurde bereits 4000 v. Chr. In Ägypten für den Bau abgebaut,[22] und Stein wurde verwendet, um Befestigungen aufzubauen in Innere Mongolei Bereits 2800 v. Chr.[23] Der weiche Gestein, Tuff, ist in Italien häufig und die Römer benutzte es für viele Gebäude und Brücken.[24] Kalkstein wurde im Mittelalter in Europa häufig im Bauwesen eingesetzt [25] und blieb im 20. Jahrhundert beliebt.[26]

Bergbau

Bergbau ist die Extraktion von wertvoll Mineralien oder andere geologisch Materialien von der Erde, von einem Erz Karosserie, Vene oder Naht.[27] Der Begriff umfasst auch die Entfernung von Boden. Materialien, die durch Bergbau gewonnen wurden Grundmetalle, Edelmetalle, Eisen, Uran, Kohle, Diamanten, Kalkstein, Ölschiefer, Steinsalz, Pottasche, Bauaggregat und Dimensionsstein. Der Bergbau ist erforderlich, um ein Material zu erhalten, das nicht durchwachsen werden kann landwirtschaftlich Prozesse oder erstellt künstlich in einem Labor oder Fabrik. Der Bergbau im weiteren Sinne umfasst die Extraktion von allen Ressource (z.B. Petroleum, Erdgas, Salz oder auch Wasser) von der Erde.[28]

Der Bergbau von Fels und Metallen ist seitdem durchgeführt prähistorisch mal. Moderne Bergbauprozesse beinhalten Prospektion Bei Mineralvorkommen, Analyse des Gewinnpotentials einer vorgeschlagenen Mine, der Extraktion der gewünschten Materialien und schließlich zurückgewiesene Land, um es auf andere Verwendungszwecke vorzubereiten, sobald das Mining aufhört.[29]

Bergbauprozesse können negative Auswirkungen auf die Umwelt sowohl während des Bergbaumbetriebs als auch jahrelang nach dem Abbau haben. Diese potenziellen Auswirkungen haben dazu geführt, dass die meisten der weltweiten Nationen Vorschriften einnahmen, um negative Auswirkungen von Bergbauoperationen zu verwalten.[30]

Siehe auch

Verweise

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  8. ^  Ein oder mehrere der vorhergehenden Sätze enthält Text aus einer Veröffentlichung jetzt in der öffentlich zugänglich: Flett, John Smith (1911). "Petrologie". In Chisholm, Hugh (Hrsg.). Encyclopædia Britannica. Vol. 21 (11. Aufl.). Cambridge University Press. p. 327.
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Externe Links

  • Rocks in Wikibooks
  • Medien im Zusammenhang mit Felsen bei Wikimedia Commons
  • Die Wörterbuchdefinition von Felsen bei wiktionary