Igneuze gesteenten ontstaan door het afkoelen en verharden van gesmolten magma in veel verschillende omgevingen. Deze gesteenten zijn te herkennen aan hun samenstelling en textuur. Er zijn meer dan 700 verschillende soorten stollingsgesteenten bekend.
Magmasamenstelling
Het gesteente onder het aardoppervlak wordt soms zo heet verhit dat het smelt en magma ontstaat. Verschillende magma’s hebben een verschillende samenstelling en bevatten alle elementen die zich in het gesmolten gesteente bevonden. Magma’s bevatten ook gassen. De belangrijkste elementen zijn dezelfde als de elementen die in de korst voorkomen. Of gesteente smelt om magma te vormen hangt af van:
- Temperatuur: De temperatuur neemt toe met de diepte, dus smelten is waarschijnlijker op grotere diepten.
- Druk: De druk neemt toe met de diepte, maar een hogere druk verhoogt de smelttemperatuur, zodat smelten minder waarschijnlijk is bij een hogere druk.
- Water: De toevoeging van water verandert het smeltpunt van gesteente. Naarmate de hoeveelheid water toeneemt, daalt het smeltpunt.
- Gesteentesamenstelling: Mineralen smelten bij verschillende temperaturen, dus de temperatuur moet hoog genoeg zijn om ten minste enkele mineralen in het gesteente te smelten. Het eerste mineraal dat uit een gesteente smelt is kwarts (indien aanwezig) en het laatste is olivijn (indien aanwezig).
De verschillende geologische omgevingen die verschillende omstandigheden opleveren waaronder gesteenten smelten, worden besproken in het hoofdstuk “Plaattektoniek”. Wanneer een gesteente opwarmt, zullen de mineralen die bij de laagste temperatuur smelten, het eerst smelten. Gedeeltelijk smelten treedt op wanneer de temperatuur van een gesteente hoog genoeg is om slechts een deel van de mineralen in het gesteente te doen smelten. De mineralen die zullen smelten, zijn die welke bij lagere temperaturen smelten. Fractionele kristallisatie is het tegengestelde van gedeeltelijk smelten. Dit proces beschrijft de kristallisatie van verschillende mineralen als magma afkoelt.
Bowen’s Reactiereeks geeft de temperaturen aan waarbij mineralen smelten of kristalliseren. Inzicht in de manier waarop atomen zich samenvoegen tot mineralen leidt tot een begrip van hoe verschillende stollingsgesteenten ontstaan. De Reactiereeks van Bowen verklaart ook waarom sommige mineralen altijd samen worden gevonden en andere nooit.
Als de vloeistof zich scheidt van de vaste stof op enig moment in gedeeltelijke smelt of gefractioneerde kristallisatie, zal de chemische samenstelling van de vloeistof en de vaste stof verschillend zijn. Wanneer die vloeistof kristalliseert, zal het daaruit resulterende stollingsgesteente een andere samenstelling hebben dan het moedergesteente.
Intrusieve stollingsgesteenten
Intrusieve stollingsgesteenten worden intrusieve gesteenten genoemd wanneer zij onder het oppervlak afkoelen en stollen. Intrusieve gesteenten vormen plutonen en worden daarom ook plutonisch genoemd. Een pluton is een stollingsgesteente dat in de korst is afgekoeld. Wanneer magma afkoelt in de aarde, verloopt de afkoeling langzaam. Door de langzame afkoeling kunnen zich grote kristallen vormen, zodat intrusieve stollingsgesteenten zichtbare kristallen hebben. Graniet is het meest voorkomende intrusieve stollingsgesteente. Stollingsgesteenten vormen het grootste deel van de gesteenten op aarde. De meeste stollingsgesteenten liggen begraven onder de oppervlakte en zijn bedekt met sedimentgesteente, of liggen begraven onder het oceaanwater. Op sommige plaatsen hebben geologische processen stollingsgesteenten aan de oppervlakte gebracht. Yosemite is een klassiek voorbeeld van intrusief stollingsgesteente. Het gesmolten magma heeft het aardoppervlak nooit bereikt, zodat het gesmolten materiaal miljoenen jaren de tijd heeft gehad om langzaam af te koelen en graniet te vormen. Later hebben geologische krachten en erosie ervoor gezorgd dat die granietplutonen aan de oppervlakte kwamen zoals ze er nu uitzien.
Extrusief stollingsgesteente
Igne gesteenten worden extrusief genoemd als ze afkoelen en boven het oppervlak stollen. Deze gesteenten ontstaan meestal uit een vulkaan en worden daarom ook wel vulkanisch gesteente genoemd. Extrusieve stollingsgesteenten koelen veel sneller af dan intrusieve gesteenten. Er is weinig tijd voor de vorming van kristallen, dus extrusieve stollingsgesteenten hebben kleine kristallen.De afkoelsnelheid en het gasgehalte zorgen voor een verscheidenheid aan gesteentestructuren. Lavas die extreem snel afkoelen kunnen een glasachtige textuur hebben. Lavas met veel gaten door gasbellen hebben een vesiculaire textuur.
Menselijk gebruik van stollingsgesteenten
Igneuze gesteenten hebben een grote verscheidenheid aan toepassingen. Een belangrijk gebruik is als steen voor gebouwen en standbeelden. Graniet wordt voor beide doeleinden gebruikt en is populair voor aanrechtbladen. Puimsteen wordt algemeen gebruikt als schuurmiddel. Puimsteen wordt gebruikt om de huid glad te maken of om vuil rond het huis weg te schrapen. Wanneer puimsteen samen met een nieuwe spijkerbroek in een grote wasmachine wordt gedaan en getrommeld, ontstaat een “stone-washed” spijkerbroek. Fijngemalen puimsteen wordt soms aan tandpasta toegevoegd om de tanden te schuren. Peridotiet wordt soms gedolven voor peridot, een type olivijn dat wordt gebruikt in sieraden. Dioriet werd door oude beschavingen veel gebruikt voor vazen en andere decoratieve kunstwerken en wordt vandaag de dag nog steeds voor kunst gebruikt.