MINERAŁY
Minerał jest najmniejszym składnikiem litosfery, czyli skorupy ziemi. Charakteryzuje go określona i niezmienna budowa chemiczna i fizyczna. Wśród cech minerałów jedną z podstawowych jest ich twardość. Biorąc pod uwagę tę cechę fizyczną minerałów, można ustawić w kolejności od najmiększych np.: talk (jest tam miękki że można go zarysować paznokciem), gips, kalcyt (daje się zarysować ostrzem), kwarc i najtwardszy - diament. Wymienione minerały i kilka innych tworzą tzw. dziesięciostopniową skalę twardości Mohsa. Diament jest najtwardszym minerałem i minerały, które w skali Mohsa zajmują miejsce od 1 do 7 można zarysować diamentem. Do innych właściwości fizycznych minerałów zaliczamy barwę, zabarwienie (definiuje się je jako rzeczywisty kolor po zarysowaniu, ponieważ powierzchnia minerałów jest zwietrzała i barwa zwietrzeliny może być inna niż faktyczna minerału), rysę (czyli sproszkowany minerał), smak i zapach ( np. sól czy siarka), łupliwość oraz ciężar właściwy czyli gęstość. Biorąc pod uwagę barwę można opisać kwarc (SiO2), który ze względu na barwę ma różne odmiany: pomarańczowa i czerwona - zwana krwawnikiem, fioletowa - ametyst, biała - kwarc mleczny, żółta - zwana cytrynem, szara - kwarc dymny, biało-szara zwana onyxem, przezroczysty - kwarc górski, tzw. kryształ górski. Zabarwienie minerału może być powodowane przez domieszki różnych substancji, i tak np. żółte zabarwienie może być wywołane sąsiedztwem siarki, a czerwone - domieszką żelaza. Do minerałów o dużym ciężarze właściwym należy ołów.
SKAŁY
Minerały tworzą bardziej złożone twory, zwane skałami. Skały mogą być zbudowane z jednego minerału i wtedy nazywamy je monomineralnymi, lub z wielu minerałów - tzw. skały polimineralne. Wyróżniamy trzy grupy skał: skały magmowe, skały osadowe oraz skały metamorficzne.
Powstawanie skał magmowych związane jest z procesami wulkanicznymi. Podział skał magmowych wyróżnia skały plutoniczne powstające we wnętrzu ziemi oraz skały wylewne, powstające z krzepnącej magmy na powierzchni ziemi.
Czynnikiem niezbędnym do powstania skał plutonicznych głębinowych jest wysoka temperatura i duże ciśnienie, czyli tzw. stress. Charakterystyczne dla powstawania tych skał jest długi okres krzepnięcia, w czasie którego wytrącają się minerały o grubym i średnim ziarnie. Jest to tzw. budowa jawnokrystaliczna, której przykładem jest granit. Skały te mają niskie pH, co jest powodowane dużą zawartością kwarcu.
Skały wylewne - wulkaniczne, powstają w odmiennych warunkach niż głębinowe. Do ich powstania również jest potrzebna wysoka temperatura i duże ciśnienie, jednak krzepnięcie magmy odbywa się na powierzchni w niskich temperaturach. Proces ten postępuje szybko, przez co minerały nie zdążą się wykrystalizować, ich ziarna są drobne, a taką budowę skały nazywamy skrytokrystaliczną. Skały te mają pH obojętne, przykładem jest bazalt.
Na terenie Polski skały pochodzenia wulkanicznego występują w Tatrach Wysokich (granity) oraz w Sudetach (bazalty).
Skały osadowe, jak sama nazwa wskazuje powstają wskutek procesu osadzanie się na pow. ziemi, czyli sedymentacji materiałów okruchowych organicznych albo pochodzenia chemicznego. Drugim krokiem po sedymentacji w powstawaniu skał osadowych jest proces diagenezy czyli cementacji. Polega on zagęszczeniu powstającej skały. Wskutek działania niskiej temperatury oraz ciśnienia, ze skały zostaje wyciśnięta woda, przez co zmienia się jej stan skupienia z luźnego w bardziej stały. Kolejny proces na drodze powstawania skały to lityfikacja, czyli wykształcenie się spoiwa w materiale skalnym (np. krzemionki lub związków żelaza), i powstanie zwięzłej skały.
Podział skał osadowych wyróżnia skały okruchowe, organiczne oraz chemiczne. Wśród skał okruchowych wyróżniamy piaskowce (powstałe z piasków), zlepieńce (powstałe ze żwirów), mułowce (powstałe z mułów) oraz iłowce (powstałe z iłów). Skały organiczne dzielą się na pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Skały organiczne pochodzenia roślinnego to węgiel, torf, antracyt, oraz ropa naftowa, gaz ziemny i bursztyn. Skały organiczne pochodzenia zwierzęcego to wapienie, dolomity i kreda. Środowiskiem powstawania wapieni jest woda - ciepłe, płytkie i słodkie jeziora i morza. Skały osadowe chemiczne to siarka, sól kamienna, sól potasowa, gips.
Skały metamorficzne powstają pod wpływem działania wysokiej temperatury i dużego ciśnienia z już wykształconych skał osadowych lub magmowych. Wyróżniamy trzy rodzaje metamorfizmu: a) metamorfizm kontaktowy - podstawowym czynnikiem jest tu oddziaływania wysokiej temperatury. Dzieje się tak np., gdy skały znajdą się w bezpośrednie okolice gorącej magmy, która przedostając się na powierzchnię ziemi, przepływa przez szczeliny skalne i wpływa na przeobrażanie się skał. Drugim rodzajem metamorfizmu jest metamorfizm regionalny, obejmujący większe obszary. Zachodzi podczas ruchów tektonicznych, gdy skały znajdą się na dużych głębokościach i wejdą w strefę oddziaływania wysokich temperatur i ciśnienia, czyli tzw. stressu. Trzecim rodzajem metamorfizmu jest metamorfizm dynamiczny. Tutaj również dużą funkcję spełnia stress, występuje w strefach fałdowych.
Wskutek działania wysokiego ciśnienia, skały zwiększają swój ciężar właściwy. Na skutek procesów metamorficznych, z wapieni powstają marmury, z piaskowców - kwarcyty, z granitu - gnejsy, z węgla - grafit, ze skał ilastych - łupki ilaste, a z mułowców - fillity.
Najczęstsze występowanie skał metamorficznych ma miejsce w pobliżu skał magmowych, i tak np. łupki i gnejsy występują na Dolnym Śląsku w Tatrach, a marmury w Sudetach.
