stijene, dijelovi litosfere koji obuhvaćaju Zemljinu koru i gornji dio plašta. Predstavljaju prirodnu nakupinu (agregat) jednog ili više minerala (prirodne, homogene, većinom anorganske krutine određenoga kemijskog sastava) ili fragmenata stijena. Proučavanjem stijena bavi se petrologija, koja istražuje sastav stijena, uvjete njihova nastajanja (koji se odražavaju u mineralnom sastavu, strukturi, teksturi i kemizmu), promjene u stijenama nastale zbog različitih fizičkih i kemijskih procesa u unutrašnjosti ili na površini Zemlje, te se bavi sistematikom odnosno klasifikacijom stijena. Stijene se prema postanku dijele na magmatske, metamorfne i sedimentne (taložne). Iako magmatske i metamorfne stijene izgrađuju veći dio litosfere, većinu površine kopnene Zemljine kore čine sedimentne stijene.

Magmatske stijene nastaju kristalizacijom iz rastaljenih produkata Zemljine unutrašnjosti, odn. magme. Magma je prirodni, polifazni sustav najčešće silikatnog sastava, u kojem u ravnoteži supostoje taljevina, kristali i volatili (vodena para, ugljikov dioksid, sumporovodik i drugi plinovi). Magmatske stijene nastale kristalizacijom magme u Zemljinoj unutrašnjosti nazivaju se plutonskima ili intruzivnima i zrnate su strukture (npr. granit i gabro), a one nastale kristalizacijom magme izlivene na Zemljinu površinu (lave) nazivaju se vulkanskim ili efuzivnim stijenama i imaju porfirnu strukturu (npr. andezit i bazalt). Magmatske stijene koje se najčešće pojavljuju u obliku žila zovu se žilnim stijenama i imaju sitnozrnatu (aplit), krupnozrnatu (pegmatit) te intergranularnu i ofitnu strukturu (dijabaz). Klasifikacija magmatskih stijena ovisi o strukturnom (zrnata, porfirna, intergranularna struktura), kvalitativnom (mineralni sastav), kvantitativnom (postotak nekog minerala u stijeni) i kemijskom kriteriju, u okviru kojih mogu biti kisele (sadržavaju više od 63% mase SiO₂, npr. riolit), neutralne (52−63% SiO₂, npr. sijenit), bazične (45−52% SiO₂, npr. norit) i ultrabazične stijene (manje od 45% SiO₂, npr. peridotit). Piroklastične stijene sastavljene su od fragmenata vulkanskoga materijala razlomljenoga u procesima eksplozivnih vulkanskih erupcija.







Sedimentne (taložne) stijene nastaju fizičkim, kemijskim i biološkim procesima sedimentacije (taloženja) u uvjetima koji vladaju na površini Zemlje ili plitko pod površinom. Sedimentacijom se najčešće formiraju taložne jedinice slojevi (deblji od 1 cm) ili lamine (tanje od 1 cm) u različitim taložnim okolišima. Razlikuju se nevezani (sedimenti) i vezani (litificirani) talozi (sedimentne stijene). Na osnovi istaknutog procesa u svom postanku sedimentne se stijene dijele na siliciklastične, biogene, biokemijske i organske, zatim kemijske te vulkanoklastične sedimente. Siliciklastični sedimenti izgrađeni su od fragmenata (klasta) sa ili bez veziva među njima, a prošli su kroz procese formiranja klasta površinskim trošenjem starijih stijena, prijenosa klasta, taloženja i litifikacije (dijageneze). Siliciklastične stijene se s obzirom na veličinu klasta dijele na krupnozrnate sedimente i sedimentne stijene (klasti veći od 2 mm; nevezani – šljunci i kršje; vezani – konglomerati i breče), srednjozrnate sedimente i sedimentne stijene (klasti 2 do 0,063 mm; nevezani – pijesci; vezani – pješčenjaci) i sitnozrnate sedimente i sedimentne stijene (klasti manji od 0,063 mm; nevezani – glina, mulj, prah; vezani – glinjak, muljnjak, prahovnjak, šejl). Biogeni, biokemijski i organski sedimenti nastali su izlučivanjem minerala, najčešće biološkim i biokemijskim procesima različitih organizama, dominantno u morima. Najpoznatija stijena ove skupine jest vapnenac u kojem se često nalaze fosilno sačuvane ljušturice organizama, no i drugi, neskeletni vapnenački sastojci, kao što su intraklasti, fosilizirane izlučevine organizama (peleti), obavijena zrna ooidi i onkoidi te karbonatni mulj (mikrit). Vapnenci tijekom dijageneze mogu biti izmijenjeni u dolomite. U tu skupinu spadaju i rožnjaci, fosfati, ugljeni i naftni šejlovi. Kemijski sedimenti su stijene kojih su minerali izlučeni kemijskim procesima (evaporiti te željezovite sedimentne stijene), a vulkanoklastični sedimenti nastaju tijekom vulkanskih erupcija ili neposredno nakon njih (tefre, tufovi, ignimbriti i hijaloklastiti). Prijelazni tip stijene između siliciklastičnih stijena i vapnenaca je lapor.







Metamorfne stijene formirane su iz magmatskih, sedimentnih i starijih metamorfnih stijena u procesu metamorfizma, koji uzrokuje promjene u strukturi i teksturi i/ili mineralogiji i/ili kemizmu stijene, kao posljedice mijenjanja fizikalno-kemijskih uvjeta u okviru kojih su ishodišne (protolitne) stijene stabilne. Ovisno o prevladavajućem čimbeniku metamorfoze, razlikuju se regionalno metamorfne ili dinamotermalne stijene koje nastaju promjenom tlaka i temperature, kontaktno metamorfne stijene koje nastaju promjenom temperature i kataklastične metamorfne stijene koje nastaju ponajprije promjenom tlaka. Povišenjem tlaka i temperature u okviru regionalnoga metamorfizma iz pelitnoga protolita nastaju slejt, filit, tinjčev škriljevac, gnajs i felzični granulit. Iz kalcijem, magnezijem i željezom bogate protolitne stijene (npr. bazalt, gabro, bazični tuf) nastaje zeleni škriljevac, amfibolit i mafični granulit, dok iz karbonatnoga protolita nastaje mramor. Iz bazičnoga protolita u uvjetima vrlo visoka tlaka i niske temperature (zone subdukcije) nastaje glaukofanski škriljevac te eklogit, koji uz visok tlak može dodatno podnijeti i srednje i vrlo visoke temperature. U okviru kontaktnoga metamorfizma uobičajeno nastaju, ovisno o protolitu, hornfels, mramor i kvarcit, a ako je osim povišenja temperature došlo i do cirkulacije fluida, formira se skarn. Kataklastičnom metamorfizmu svojstveno je mehaničko usitnjavanje minerala te se tako formiraju metamorfne stijene kataklaziti.







Zemljinu kopnenu površinu pokriva 64% sedimentnih stijena (od čega trećinu čine karbonati), 13% metamorfnih stijena i 13% magmatskih stijena, dok 10% površine pripada ledu i kopnenim vodama. Većina ležišta mineralnih sirovina pojavljuje se u magmatskim i sedimentnim stijenama, a njihova razdioba u vremenu i prostoru nije slučajna, već ovisi o evoluciji Zemljine kore i globalnim tektonskim procesima. Stijene bogate korisnim mineralima važnima za gospodarstvo nazivaju se → mineralnim sirovinama, a uobičajeno se dijele na metalne (minerali iz kojih se ekstrahiraju metali poput → željeza, → bakra, kroma, olova, cinka, zlata i srebra, odn. → plemenitih metala i dr.) i nemetalne (arhitektonsko-građevni → kamen, tehničko-građevni kamen, → šljunci i pijesci, → kremeni pijesak, → glina, → sol, fosfati, gips i dr.). U sedimentnim se stijenama mogu također nalaziti energetske sirovine (→ nafta, → prirodni plin, → ugljen, uranij).

Raširenost stijena u Hrvatskoj

Područje Hrvatske izgrađeno je pretežno od sedimentnih te od manjih pojava magmatskih i metamorfnih stijena. S obzirom na prisutnost različitih tipova sedimentnih stijena, razlikuje se područje Panonske nizine (između rijeka Save i Drave) gdje dominiraju siliciklastične stijene i krško područje koje je uglavnom izgrađeno od vapnenaca i dolomita (Dalmacija, dalmatinsko zaleđe i otoci).

U panonskome dijelu, u nekoliko tisuća metara debelom slijedu sedimenata, uglavnom klastita, najznačajnije su energetske sirovine nafta i plin (ugljikovodici). Ugljikovodika, međutim, ima i u jadranskome podmorju. Šljunci i pijesci kvartarnoga riječnog podrijetla (talozi rijeka Drave, Mure i Save) rabe se kao tehničko-građevni kamen. Različiti tipovi vapnenaca i podređeno dolomita koji čine krško područje Hrvatske rabe se najčešće kao arhitektonsko-građevni kamen. Iz bračkih se kamenoloma eksploatiraju svjetski poznati tipovi vapnenaca komercijalnog naziva Brački mramor (→ Jadrankamen). Iz Istre je najpoznatiji tip mikritnog vapnenca s plohama otapanja (stilolitima) poznat pod nazivom Pietra d’Istria (Orsera ili Kirmenjak). Zbog izrazito male poroznosti i propusnosti taj se tip vapnenca rabio pri izgradnji venecijanskih palača i kuća ugradnjom u vijenac na kontaktu s morskom vodom jer je sprečavao prodor morske vode prema gornjim dijelovima zgrada. Danas je iz Istre najpoznatiji onkolitni vapnenac komercijalnog naziva Istarski žuti koji se i podzemno eksploatira u okolici Pazina (→ Kamen). Kraj sela Vinkurana (pokraj Pule) eksploatira se vapnenac bogat odlomcima školjaka poznat još iz antičkoga doba, a od njega je izgrađena pulska Arena. Evaporiti se eksploatiraju kraj Sinja i Knina.







Lapor, kojeg ima i u području Panonske nizine (Podsused, Našice) i u krškome području (u Istri kraj Koromačnog, te u okolici Splita) rabi se kao sirovina za proizvodnju cementa. Magmatske i metamorfne stijene pojavljuju se najčešće u panonskome dijelu Hrvatske. Poznati su magmatsko-metamorfni kompleksi Moslavačke gore, Papuka i Psunja, alkalni graniti, rioliti i bazalti Požeške gore, pojave ofiolitnih kompleksa na Banovini, Medvednici, Kalniku i Ivanščici. Magmatskih stijena ima i u krškome području, primjerice andeziti Fužinskog Benkovca i Vratnika, bazalti Pazarišta, doleriti otočića Brusnika i Jabuke, andeziti i bazalti Visa. Od magmatskih se stijena najviše rabe dijabazi, bazalti, andeziti te granitoidi i migmatiti, uglavnom kao sirovine za dobivanje kamenog agregata za nasipavanje prometnica i kao asfaltno punilo. Spilitizirani dijabazi rabe se i za proizvodnju termoizolacijskih materijala (tzv. kamene vune) u Novome Marofu. Tuf, piroklastična stijena, rabi se kao dodatak laporima, glinama i vapnencima za proizvodnju visokokvalitetnih cemenata u Našicama (Našicecement d. d.). Od metamorfnih stijena najtraženiji su amfiboliti i amfibolski škriljevci, koji zajedno s dijabazima i spilitima čine punilo asfalta jer zahtijevaju niski koeficijent habanja i visoki koeficijent trenja (ceste prvoga reda i autoceste).

Visokoškolska nastava, znanost i udruženja

Visokoškolska nastava iz područja petrologije započela je 1876. predavanjima Gjure Pilara u okviru Katedre za mineralogiju i geologiju na Prirodoslovno-matematičkom odjelu Mudroslovnoga fakulteta u Zagrebu. Dio te katedre postala je 1893. Katedra za mineralogiju i petrografiju koju je vodio Mijo Kišpatić, iz koje se razvio današnji Mineraloško-petrografski zavod na Geološkom odsjeku Prirodoslovno-matematičkoga fakulteta u Zagrebu. Stoljetni kontinuitet u predavanju petrologije ima i današnji Zavod za mineralogiju, petrologiju i mineralne sirovine → Rudarsko-geološko-naftnoga fakulteta u Zagrebu, razvijen iz Mineralogijsko-geologijskoga Zavoda koji je djelovao unutar zagrebačkoga → Tehničkoga fakulteta (sv. 4) (1926−56), odn. iz Stolice i zavoda za mineralogiju i geologiju u sastavu Tehničke visoke škole (1919−26) kao početka organiziranoga visokoškolskog djelovanja u području tehničkih znanosti i tehnike u Hrvatskoj.

Današnje znanstvenike i stručnjake iz područja petrologije i drugih grana geologije okuplja → Hrvatsko geološko društvo. Istaknuti petrolozi i rudnoležištarci bili su Mišo Kišpatić, Fran Tućan, → Luka Marić, Ljudevit Barić, Miroslav Tajder, → Ivan Jurković, → Ljubo Golub, → Vladimir Majer, Mihovil Vragović, → Boris Šinkovec, Jakob Pamić, → Branko Crnković, → Josip Tišljar i Boško Lugović.

Publicistika

Uz mnoštvo objavljenih znanstvenih i stručnih radova, objavljeno je više udžbenika iz područja petrologije, među ostalima Rude u Hrvatskoj (M. Kišpatić, 1901), Naše kamenje (F. Tućan, 1907), Sistematska petrografija (L. Marić, 1945), Mineralogija s petrografijom (Lj. Barić, 1968), Petrologija i geologija (M. Tajder i M. Herak, 1972), Minerali, stijene i rudna ležišta u našoj zemlji od prehistorije do danas (L. Marić, 1974), Petrologija sedimentnih stijena (J. Tišljar, 1987), Građenje prirodnim kamenom (B. Crnković i Lj. Šarić, 1992., 2003), Sedimentologija karbonata i evaporita (J. Tišljar, 2001), Sedimentologija klastičnih i silicijskih taložina (J. Tišljar, 2004), Uvod u mineralogiju i petrologiju (M. Vrkljan, 2012) i dr.