Hornina

Hornina je rôznorodá anorganická prírodnina, zložená z jedného, alebo viacerých minerálov alebo nahromadením odumretých častí organizmov. Horniny tvoria najvrchnejšiu časť Zeme – zemskú kôru ale aj najvrchnejšiu časť zemského plášťa, obe tieto vrstvy vytvárajú litosféru – kamennú vrstvu. Vytvárajú samostatné súvislé celky zemského povrchu, ktoré sú predmetom výskumu rôznych odborov geológie. Horniny vo svojej stavbe zachovávajú známky procesov, ktoré ich formovali a tým umožňujú skúmať geologickú minulosť Zeme, ale aj iných planét. Zvetrávaním hornín pri vhodných podmienkach vzniká pôda. Kolobeh horninového materiálu v prírode sa nazýva horninový cyklus.
Vednou disciplínou, zaoberajúcou sa horninami je petrológia.
Vlastnosti hornín.
Dôležitými vlastnosťami hornín je ich minerálne zloženie. Horniny väčšinou vytvárajú mechanickú zmes (jedného alebo viacerých druhov) minerálov. Tieto minerály tvoria samostatnú skupinu tzv. horninotvorných minerálov. Okrem nich sa v hornine nachádzajú aj vedľajšie minerály, ktoré sa v nej objavujú iba v malom množstve (pod 5 %) a akcesorické minerály, ktoré môžu byť tiež dôležité napriek tomu, že ich obsah sa pohybuje pod 1 %. Napriek tomu, že chemické zloženie hornín nemožno vyjadriť chemickým vzorcom, určenie obsahu jednotlivých prvkov môže dopomôcť pri ich klasifikácii. Chemické zloženie hornín skúma geochémia. Medzi ďalšie dôležité vlastnosti hornín patrí ich tvar, rozmery, orientácia a rozmery minerálov alebo iných častíc (napr. klastov), ktoré určujú dve veľmi významné vlastnosti: štruktúru (viditeľnú iba pod mikroskopom) a textúru (viditeľnú voľným okom).
Klasifikácia hornín.
Horniny možno klasifikovať na základe rôznych kritérií, napr. na základe ich pevnosti (spevnené a nespevnené) alebo zloženia (monominerálne, polyminerálne).
Všeobecne najvhodnejším členením je klasifikácia na základe spôsobu vzniku. Horniny sa rozdeľujú tri základné typy podľa procesov, ktoré ich vytvorili: vyvreté, premenené a usadené horniny. Samostatným typom, ktorý sa radí medzi horniny, ale nespadá pod žiadnu z daných kategórií členenia sú meteority. Magmatické a metamorfované horniny tvoria okolo 90% objemu zemskej kôry. Zvyšných 10% tvoria usadené horniny, ktoré sa však nachádzajú iba na povrchu a tak tvoria až 75% zemského povrchu.
Vyvreté horniny.
Vyvreté alebo magmatické horniny vznikli kryštalizáciou a ochladzovaním roztavenej magmy, žeravotekutej silikátovej taveniny. Magma je označenie taveniny pred jej výstupom na zemský povrch, kedy je označovaná ako láva. Magmatické horniny, ktoré vznikli výstupom lávy na zemský povrch sa označujú vulkanické alebo sopečné horniny. Patrí medzi ne napríklad andezit alebo bazalt (čadič). Naopak horniny, ktoré utuhli vo väčšej hĺbke pod povrchom sa nazývajú plutonické alebo intruzívne. Typickým predstaviteľom takýchto hornín je granit alebo gabro. Zvláštnu skupinu môžu tvoriť tvz. žilné horniny (alebo hypoabysálne). Vznikli kryštalizáciou magmy v puklinách plutonických hornín. Takéto pukliny mohli vzniknúť napríklad pri ochladzovaní a tuhnutí starších plutonických telies pod povrchom. Príkladom žilných hornín je granitový pegmatit. Žilné horniny sa ďalej delia na štiepne, ktoré vznikli z diferencovanej magmy (napr. mineta, žulový pegmatit a iné) a neštiepne, ktoré vznikli z nediferencovanej magmy (napr. granitový porfýr).
Vyvreté horniny (nezávisle od toho, či sú hlbinné alebo sopečné) sa zvyčajne členia podľa chemického zloženia na:
Premenené horniny.
Premenené alebo metamorofované horniny vznikli prekryštalizovaním horniny vplyvom tlaku, alebo teploty. Tento proces je známy ako metamorfóza a je dôsledkom prispôsobovania sa starších (vyvretých, usadených aj premenených) hornín novým fyzikálnym podmienkam, do ktorých sa dostali v dôsledku endogénnych pochodov. Pri premene zostávajú horniny v tuhom stave, nikdy nedochádza k ich roztaveniu. Proces roztavenia pôvodnej horniny sa nazýva anatexia.
Vznik premenených hornín môže byť spôsobený intrúziou magmatického telesa, ktorá spôsobuje prográdnu metamorfózu alebo kontaktnú metamorfózu, prípadne výstup mobilných chemických látok (fluíd), ktoré spôsobujú výraznú chemickú premenu označovanú ako metasomatóza. Existujú aj ďalšie typy metamorfných procesov ako napríklad deformačná (na zlomových líniách) a impaktná (šoková) metamorfóza (v impaktných kráteroch po dopade vesmírnych telies). Najčastejším spôsobom vzniku premenených hornín však je hlboké ponorenie pôvodných hornín do zemskej kôry, ku ktorému dochádza počas horotvorných pohybov. V takýchto horninách vzniká v dôsledku pôsobenia vysokých tlakov bridličnatosť, ktorá je typickým znakom premenených hornín. Môže sa zároveň zachovať pôvodná, tzv. reliktná štruktúra. Pri metamorfóze vznikajú v hornine nové minerály napr. kyanit, andaluzit, sillimanit alebo cordierit, ktoré môžu byť tzv. diagnostickými minerálmi. Na základe ich prítomnosti možno určiť stupeň metamorfózy a tým aj teplotno-tlakové podmienky, ktoré hornina počas premeny dosiahla. Jedným z dnes používaných spôsobov, ktorými je vyjadrené prostredie a podmienky metamorfózy sú tzv. metamorfné fácie.
Premenené horniny sa zvyknú deliť podľa kombinovaného chemického a minerálneho zloženia alebo na základe typu hornín z ktorých pochádzali (tzv. protolitu). Najčastejšie sa rozoznávajú tieto základné typy premenených hornín:
Premenené horniny sa často všeobecne označujú pojmom kryštalické bridlice. Ďalšie horniny sú výsledkom metasomatózy (napr. skarny a greiseny), kontaktnej metamorfózy (kontaktné rohovce) alebo dynamickej metamorfózy (napr. mylonity).
Usadené horniny.
Sedimentárne alebo usadené horniny vznikajú usadením a spevnením úlomkov zvetraných hornín, alebo organických zvyškov, príp. chemickými procesmi (odparením, vyzrážaním z vodných roztokov) na zemskom povrchu alebo v sedimentačných panvách (čiže väčšinou vo vodnom prostredí). Ich podmienky vzniku zahŕňajú nízke teploty a tlaky. Typickým znakom väčšiny usadených hornín je vrstvovitosť, spôsobená pribúdaním vrstiev. Výskumom sedimentárnych vrstiev sa zaoberá stratigrafia. Sedimentárne horniny pokrývajú väčšiu časť povrchu Zeme. Sú dôležitým zdrojom informácii o geologickej histórii, najmä po objavení mnohobunkových organizmov. Na základe výskytu skamenelín boli paleontológovia schopní vyčleniť geologické obdobia. Sedimenty sa najčastejšie delia na základe spôsobu vzniku:
Prechodné postavenie medzi usadenými (klastickými) a vulkanickými horninami majú vulkanoklastické sedimenty – úlomky vyvrhnuté sopkami, usadené v okolí vulkanických oblastí. Rôzne prechody možno pozorovať aj medzi inými typmi usadených hornín navzájom, napríklad pri zmiešaní materiálu rôzneho pôvodu.