Kayaç
Yerkabuğunu oluşturan katı madde kütlelerine kayaç denir. Kayaçlar minerallerden oluşur; mineraller, belirli bir kristal yapısına sahip, doğal kimyasal bileşiklerdir. Örneğin mermer, kalsit kristallerinden; granit ise, camsı kuvars, pembe feldispat ve siyah mika ya da hornblend kristallerinden oluşur. Şeyi gibi bazı kayaçlarda, mineral kristalleri ve taneleri ancak güçlü bir mikroskop altında görülebilecek kadar küçüktür.
Kayaçlar, oluşum biçimlerine göre üç ana gruba ayrılır. Bunlar, tortul kayaçlar, korkayaçlar ve başkalaşım kayaçlarıdır. Tortul kayaçlar su, rüzgâr ve buzulların doğal sıcaklıklarda çökelttiği mineral ya da kayaç parçacıklarının birbirine yapışıp katılaşmasıyla oluşur. Korkayaçlar, erimiş kayaçların yer yüzeyinin altında ya da üstünde sertleşmesiyle ortaya çıkar. Başkalaşım kayaçları ise, öteki kayaçların doğal ısı ve basıncın etkisiyle kristalleşmesi ya da yeni bir kristal yapısı kazanmaları sonucu gelişir.
Tortul Kayaçlar
Tortul kayaçların büyük bölümü deniz ve göl dibinde ya da kıyılardaki tortullaşmayla oluşmaya başlar. Tortullar genellikle, akarsuların sürükleyip getirdiği ve ırmak deltalarında biriken çamur ya da kumlardır. Ayrıca tortullar, suda erimiş kalsiyum karbonat, alçıtaşı ve tuz gibi minerallerden de oluşabilir. Üçüncü tip bir tortul maddesi de bölgede yaşayan bitki ve hayvanların kabuk kırıntıları ya da odun parçaları gibi ürettiği biyolojik artıklardır. Tortul tipindeki ya da tortullaşma hızındaki periyodik değişmeler, tortulların kat kat birikmesine yol açar.
Tortulların katmanlar halinde üst üste yığılıp gömülmesinden sonra, tortulda küçük mineral kristalleri gelişir; oluşan kristal yapı, tortul malzemesini birbirine bağlar ve sonuçta tortul sert bir kayaç kütlesine dönüşür. Eğer çamur, düzgün bileşimli bir biçimde çökelmişse önce kile, kil de şeyle ya da çamur taşına; kum, kumtaşına; kireçli bataklıklar, kireçtaşına; çakıllar, çakıl taşına ya da çakıllı kayaçlara; deniz kabukları ve mercanlar ise kavkılı ya da mercanlı kireçtaşlarına dönüşür.
Korkayaçlar
Volkanik kayaç olarak da adlandırılan bütün korkayaçlar bir zamanlar erimiş durumdaydı. Bugünkü görünümleri, magma denen bu erimiş kayaçların nerede ve nasıl soğuduğuna bağlıdır. Magma, bir yanardağ püskürmesi sırasında yeryüzüne çıkmış ve kısa sürede soğumuşsa, kristal oluşumu için ya çok az zamanı olmuştur ya da hiç olmamıştır; bunun sonucunda ortaya çıkan kayaç, ya cama benzer (camsı) bir görünümdedir ya da çok ince tanelidir. Eğer magma bir yeraltı oyuğunda yavaş yavaş soğursa, kristaller gelişme için gerekli zamanı bulur ve kayaç, kristalli bir yapı kazanır. Kimyasal bileşimi farklı, pek çok değişik magma türü vardır, ama en yaygın olanları bazalt ve granittir. Bazaltlı magmanın silisyum oranı düşüktür. Eğer bazaltlı magma hızla soğursa, bazalt denen siyah renkli, yoğun kayaç oluşur; eğer yavaş soğursa, gabro denen, siyah ve beyaz renkli, kristal yapılı bir kayaç oluşur. Granitli magma silis bakımından zengindir; hızla soğursa, cama benzer görünümdeki doğal cam olarak da adlandırılan obsidiyen ya da ince taneli riyolit oluşur; eğer yavaş soğursa, ortaya çıkacak olan kristal yapılı granittir.
Başkalaşım Kayaçları
Isı ve basınç, kayaçların kristalleşmelerine ya da zaten kristal yapılıysalar, yeniden kristalleşmelerine neden olur. Bu olgu, soğuk kayaçların, içlerinden geçen magmanın ya da erimiş kayaçların etkisiyle pişmesi sonucunda ve bir de sıradağların, dağoluşum sürecinden kaynaklanan basıncın çok yüksek olduğu merkez kesimlerinin altında ortaya çıkar. Söz konusu dönüşüme başkalaşım, bu dönüşümün ürünü olan kayaçlara da başkalaşım kayaçları denir.
Kayaçlar başkalaşıma uğradığı zaman, bunların mineral bileşenlerini oluşturan elementler, kendi aralarında yeniden gruplaşır, böylece yeni ve değişik mineraller ortaya çıkar. Bu yeni mineraller, yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında var olabilecek türden minerallerdir. Sıcaklık ve basıncın değişimi sürerse minerallerin değişimi de sürer. Böylece, değişik basınç ve sıcaklık koşullarından geçme sonucu, çok az sayıdaki basit kayaçtan, değişik türde çok sayıda başkalaşım kayacı oluşabilir. Ama, tek bir mineralden oluşan kayaçlar bu sürecin dışında kalır; bunlar başkalaşmaz, ama yeniden kristalleşebilir.
Şeyl önce arduvaza, ardından fillite ve sonunda da mikalı şiste dönüşür. Bu dönüşüm, kayaçta mika kristallerinin gelişmesinden kaynaklanır; arduvazdaki mika kristalleri çok küçüktür ve kayacın kolayca yarılabileceği bir biçimde sıralanmışlardır. Bazaltlı lav yeşilşiste ve en sonunda da amfibolite dönüşür. Tek mineralli kayaçlar ise yeniden kristalleşir. Yalnızca kalsit içeren kireçtaşı, mermer ve kumtaşına; yalnızca kuvars içerenler de kuvarsite dönüşür. Çok yüksek sıcaklık ve basınç altında, pek çok kayaç kısmi bir erimeye uğrar; bunun sonucunda gnays denen şeritli bir kayaç ortaya çıkar. Çok yaygın bir gnays türü olan migmatit, sıvı granit içine batırılmış gibi bir görünüme sahiptir. Yerkabuğundaki çok geniş kalkan alanları yaşlı gnayslardan ve migmatitlerden oluşur.
Kıvrılma, Ezilme ve Kırılma
Yerkabuğunun basınç altında kalan kesimlerinde kayaçlar çoğu kez sıkışır ve kıvrılmaya uğrar. Sıradağların hemen hepsinde kayaçlar kıvrımlanmış durumdadır; başkalaşım kayaçlarının büyük bölümü de kıvrılmış ve kırışmıştır. Daha yaşlı kayaçların, çoğunlukla da başkalaşım kayaçlarının, tabanı altında uzanan kayaç oluşumları kıvrılmaya uğramamış olabilir. Yerkabuğunun hareketli büyük blokları arasında kalan kayaçlar ise, çoğu kez ezilmeye uğrar; bunun sonucunda ortaya çıkan kayaçlar, eğer keskin köşeliyse breş, ezilip toz haline gelmiş ve sonra da sertleşmişse milonit olarak adlandırılır.
Bütün kayaçlarda, bir uçtan bir uca uzanan dar, doğrusal çatlaklar yer alır. Çatlakların bazıları, kayacın soğuması sırasında oluşmuştur, ama büyük bölümünün asıl nedeni basınçtır. Bir kırığın her iki yanındaki kayaçlar hareket etmişse, bu tür kırıklara fay denir. Çok büyük faylar üzerindeki hızlı hareketler şiddetli depremlere neden olabilir.
