Roda Pemutar Jenis Batuan

Semua batuan di Bumi tergolong dalam salah satu daripada tiga keluarga berdasarkan bagaimana ia terbentuk: (1) Batuan Igneus — terbentuk apabila batuan cair (magma di bawah tanah, lava di permukaan) menyejuk dan memejal. Batuan igneus intrusif (seperti granit) menyejuk perlahan-lahan jauh di bawah tanah, membentuk kristal besar. Batuan igneus ekstrusif (seperti basalt) menyejuk dengan cepat di permukaan, membentuk tekstur berbutir halus atau kaca. (2) Batuan Sedimen — terbentuk daripada sedimen yang dimampatkan dan disimen (pasir, lumpur, cangkerang, bahan tumbuhan) yang mendap dalam lapisan selama jutaan tahun. (3) Batuan Metamorf — batuan sedia ada yang diubah oleh haba, tekanan, atau bendalir kimia aktif yang kuat jauh di dalam kerak Bumi, tanpa mencair.

Kitaran batuan menggambarkan transformasi berterusan batuan dari satu jenis ke jenis lain sepanjang masa geologi: Magma menyejuk untuk membentuk batuan igneus → Batuan igneus terluluhawa dan terhakis menjadi sedimen → Sedimen dimampatkan menjadi batuan sedimen → Batuan sedimen ditanam dan dipanaskan/ditekan menjadi batuan metamorf → Batuan metamorf ditanam lebih dalam, mencair kembali menjadi magma, dan kitaran bermula semula. Sebarang batuan boleh bertukar menjadi mana-mana jenis lain jika diberi masa yang cukup dan keadaan yang betul. Kitaran ini didorong oleh tektonik plat (yang menanam dan mencairkan batuan) dan hakisan (yang memecahkannya di permukaan).

Perbezaannya sepenuhnya terletak pada di mana dan seberapa cepat magma menyejuk: Batuan igneus intrusif (plutonik) terbentuk apabila magma menyejuk perlahan-lahan jauh di bawah tanah (kedalaman 1–50 km, selama ribuan hingga jutaan tahun), membolehkan kristal besar yang boleh dilihat tumbuh — granit adalah contoh klasik, dengan butiran kuarza, feldspar, dan mika yang mudah kelihatan. Batuan igneus ekstrusif (vulkanik) terbentuk apabila lava meletus di permukaan dan menyejuk dengan cepat di udara atau air — penyejukan pantas menghalang kristal besar daripada terbentuk, menghasilkan batuan berbutir halus (basalt) atau bahkan kaca (obsidian). Komposisi kimia yang sama, tekstur yang sangat berbeza.

Batuan metamorf foliated mempunyai tekstur berlapis atau berjalur yang disebabkan oleh mineral yang mengkristal semula di bawah tekanan berarah — mineral bersisik beratur serenjang dengan arah tekanan. Contoh: sabak (gred rendah, lapisan nipis), sekis (gred sederhana, serpihan mika yang boleh dilihat), dan gneis (gred tinggi, jalur gelap-dan-terang yang jelas). Batuan metamorf non-foliated kekurangan tekstur berarah ini kerana ia terbentuk daripada batuan dengan sedikit mineral bersisik, atau kerana tekanan adalah sama di semua arah. Contoh: marmer (batu kapur yang dikristal semula menjadi kalsit) dan kuarsit (batu pasir yang dikristal semula menjadi kuarza yang saling mengunci). Perbezaan ini penting untuk memahami betapa dalamnya di kerak Bumi batuan itu terbentuk.

Acasta Gneiss di Wilayah Barat Laut Kanada bertarikh 4.03 bilion tahun — salah satu singkapan batuan tertua yang disahkan di permukaan Bumi. Nuvvuagittuq Greenstone Belt di Quebec bertarikh 3.77–4.28 bilion tahun (dengan sesetengah penyelidik berhujah untuk tarikh yang lebih tinggi). Bumi sendiri berusia 4.543 bilion tahun, jadi batuan ini terbentuk dalam 300–500 juta tahun pertama kewujudan Bumi. Kristal zirkon individu (butiran mineral kecil di dalam batuan) telah bertarikh lebih tua: zirkon Jack Hills di Australia berusia 4.404 bilion tahun — bahan Bumi tertua yang diketahui, memelihara bukti kimia kerak Bumi yang paling awal.

Arang batu ialah batuan sedimen organik — bahan tumbuhan purba yang dimampatkan dan diubah secara kimia, terutamanya dari tempoh Karboniferous (358–299 juta tahun dahulu). Prosesnya: hutan purba (paku-pakis pokok gergasi, lycopsids, dan horsetails) mati dan terkumpul di paya tropika anaerobik, di mana oksigen yang terhad menghalang penguraian bakteria sepenuhnya. Selama jutaan tahun, penanaman dan tekanan menukarkan bahan tumbuhan melalui peringkat: gambut (bahan tumbuhan yang separa terurai, ~55% karbon) → lignit / arang coklat (~60–70% karbon) → arang bitumen (~80% karbon) → antrasit (~95% karbon, arang batu paling keras). Semua arang batu mengandungi karbon organisma hidup purba — membakarnya melepaskan karbon yang telah dikeluarkan dari atmosfera semasa tempoh Karboniferous.

Batuan metamorf adalah antara yang paling bernilai secara komersial: Marmer — bahan binaan, arca, lantai, dan permukaan kaunter (Taj Mahal, David Michelangelo, Parthenon); Sabak — jubin bumbung, lantai, papan hitam, permukaan meja biliard; Kuarsit — agregat pembinaan, tapak jalan, sumber silika untuk pengeluaran silikon; Sekis — kegunaan langsung terhad tetapi sering mengandungi mineral berharga (simpanan emas sering terdapat dalam formasi sekis — kawasan emas Witwatersrand di Afrika Selatan berhos sekis); Gneis — batu binaan, agregat. Kawasan metamorf sering menjadi hos deposit mineral penting secara ekonomi kerana haba dan aliran bendalir yang kuat yang mewujudkan batuan metamorf juga menumpukan mineral berharga.