石头的学名是岩石,它是自然形成的由一种或几种矿物组成的固态集合体。
岩石都是有一定形态的,有的呈层状、片状,有的呈块状、球状、柱状,形状各异,而且各种岩石都有各自的物质组成和结构。那些没有固结的松散沉积物,如沙漠、戈壁、河道泥沙、湖沼淤泥、土壤黏土、火山灰、海底沉积物等,都不算在岩石之列。虽然岩石的面貌是千变万化的,但是从它们形成的环境(即成因)上来划分,可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。
沉积岩:是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。不论哪种风化作用形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的岩石,这就是沉积岩。石灰岩、砂岩和泥页岩等都是典型的沉积岩。
岩浆岩:也叫火成岩,是地壳深处的岩浆侵入到地壳上部,或者喷到地表冷却固结再经过结晶作用而形成的岩石。花岗岩、玄武岩等都是常见的火成岩。
变质岩:在地壳形成的发展过程中,早先形成的岩石(如沉积岩、岩浆岩等)由于后来地质环境和温度、压力等物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化而形成一种新的岩石,这种岩石就被称为变质岩。例如沉积岩中的石灰岩经过变质作用就转变成了大理岩,花岗岩变为片麻岩等。由于经历过变质作用,这种岩石的结构和构造与沉积岩和岩浆岩完全不同。
岩石是天然产出的,但却不是永远不变的。每一种岩石都有自己的发生、发展和破坏的过程。
各种地质作用会使岩石蕴藏丰富的矿藏,很多岩石和矿藏有密不可分的伴生关系。比如,煤、石油、天然气和油页岩产在含丰富有机质和化石的沉积岩层中;铁、锰、铝、磷和盐类等矿藏也多产在沉积岩中;铬铁矿、镍矿一般分布在基性、超基性岩石中;很多有色金属和稀土元素矿床分布在花岗岩中;原生金刚石只产在金伯利岩中。在中国的古老变质岩地层中,金、银等贵重金属比较丰富,这是因为变质作用使它们富集成矿的结果,很多著名的宝石如“祖母绿”“翡翠石”等,也产于变质岩中。变质作用也能形成矿床,如碳质页岩或煤经过变质作用可以形成石墨矿;高铝黏土经过变质作用可以变成刚玉矿。除了以上情况之外,有些岩石本身的组分就是矿物,比如菱镁矿主要由碳酸镁组成,石灰岩主要由方解石组成,白云岩由白云石组成。。
沉积岩、岩浆岩和变质岩都可以形成高大雄伟的山峰,比如有“世界屋脊”之称的喜马拉雅山的主峰,就是由4亿多年前的海相沉积岩构成的。西岳华山则是由火成岩和变质岩构成的。
储有石油的岩石又称油母页岩,是页岩的一种,是沉积岩的一种。
大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样,是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油页岩,后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”:温度太低石油无法形成,温度太高则会形成天然气。