地球上的岩石种类繁多，姿态各异，那么它们都是怎样形成的呢？
“水成派”和“火成派”
自古以来，科学家们就岩石的形成原因一直都在探索。为此，科学界还进行了一场激烈的争论，持不同观点的科学家更是互不相让。
德国地质学家魏格纳于1775年提出了这样一种观点：花岗岩和各种金属矿物等，都是从原始海水中沉淀而成的。人们称他的这种观点为“水成派”。
后来，英国地质学家詹姆士·赫顿又提出了与维格纳的观点完全相反的意见。他认为，花岗岩等不可能是在水里产生的，而是岩浆冷却后形成的。人们称这种观点为“火成派”。
“水成派”与“火成派”之间的争论一直持续了几十年，一直争论了几十年。并且十分激烈，但是都难以找出更准备的证据证明自己观点的正确性。事实上，由于受当时科学水平的限制，这两派的观点在不同程度上都有失片面，但是他们的争论，却进一步推动了地质学的发展。
岩石形成的真正原因
如今，科学家们借助先进的科学设备，已经逐渐摸清了岩石的形成缘由。
在地壳中，若以质量计算，由地球内部的岩浆冷却后凝结而成的岩石约有3／4，我们把这种岩浆被称为“岩浆岩”或“火成岩”。其中花岗岩就属于岩浆岩。在地球上，我们还能看到火山喷发喷出的温度高达1000℃以上的液态岩浆经过冷却后形成的坚硬岩石。岩浆岩形成于地下，故一般都埋藏在比较深的地下，在地表上分布的较少。
所谓的沉积岩，指的是泥沙、矿物质和生物遗体等，经过长时间在江湖和海洋底下沉积，再经过长期的紧压胶结，以及地球内部热力等作用，逐渐变成的岩石。如砂岩、页岩和石灰岩等。尽管沉积岩所占的比例不多，但它多数在地表分布，易于被人发现。
在地壳内部高温高压作用的影响之下，岩浆岩和沉积岩形成之后，渐渐在性质和结构上发生了改变，于是形成了另一种岩石——变质岩。石英岩、大理石岩等，都属于变质岩。
实际上，岩浆岩、沉积岩和变质岩这三种岩石之间还是可以互相转比的。比如，埋在地下的变质岩可以被地壳运动推到地表面，在地表面再形成新的沉积岩。
的确，岩石正是经过这种长期的各种条件的作用，才由其他物质转变成的。
新知博览——会走路的石头
在美国死谷，有一条由已经干涸的湖形成的道路。这条路上有很多可以自己移动的石头。这些石头大小各异，移动的路线也彼此不一样，有的笔直，有的曲折，有的甚至能转弯。不过，它们所走过的路线都有一条条痕迹留了下来，因此也引起了科学家的好奇。
由于这些会移动的石头都是一些比较大的石头，所以会让人猜想可能是重力造成的滑行。但答案是否定的。因为此处有很平坦的地面，而且我们可以看到，有一些石头原本很靠近，经过一段时间后，就会彼此分离，也有的人通过几天的连续观察，发现这些石头在移动的过程中却并不会因此而有碰撞发生。
一位名叫乔治·史坦立的研究者曾于1955年曾提出，死谷的石头可以移动，原因在于是这是冰溶化后产生的一种滑动现象。但加州理工学院的地质学教授夏普和卡雷的鱼1976年研究后发现，石头的移动并非因为冰溶化导致。因为如果是冰溶化后导致了石头的移动，那就应该会有2块以上的石头向同一个方向做平行移动，然而在死谷却找不到这样平行的石头轨迹。
夏普教授在对石头移动痕迹进行察看之后，选择了30块形状、大小不同的石头，然后逐一给它们贴上标签，并在原来的位置旁边打下金属桩作为记号。结果发现，除2块石头外，其余的石头都偏离了原来的位置。虽然夏普教授认为是风雨的缘故使石头发生了移动，但在1990年，约翰·雷德，这位麻州汉斯尔学院的教授带领一群人重新回到死谷测量后，对夏普教授的理论作了推翻。因为他们发现，要使得任何一颗不太大的石头发生移动，需要的风俗至少都要是800千米时速。但在地球上，还根本就没有任何地方能产生这么大的风速。因此，为什么那里的石头为什么自己会移动，至今在科学上悬而为解。
矿物复杂的成因
我们把在地质作用下形成的天然单质或化合物叫做矿物。它的化学组成相对来说比较固定，呈固态者其内部结构较为确定；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，在岩石和矿石的组成中，是基本单元。
目前，已知3000种左右的矿物，大部分都是固态无机物，液态的（如石油、自然汞）、气态的（如天然气、二氧化碳和氦）以及固态有机物（如油页岩、琥珀），仅占数十种。
形成矿物的地质作用
通常来说，具体的作用过程不同，所形成的矿物组合也不相同。矿物在形成后，还会因环境等因素的变迁而遭受破坏或形成新的矿物。
当岩浆作用发生于温度和压力都比较高的条件下，橄榄石﹑辉石﹑闪石﹑云母﹑长石﹑石英等主要造岩矿物就会从岩浆熔融体重结晶析出，它们组成了各种的岩浆岩。同时，还有铬铁矿﹑铂族元素矿物﹑金刚石﹑钒钛磁铁矿﹑铜镍硫化物以及含磷﹑锆﹑铌﹑钽的矿物形成等。
伟晶（粗大的晶体）作用中，矿物生成于700～400℃﹑外压大于内压的封闭系统中，所形成的矿物具有粗大的颗粒。除了长石﹑云母﹑石英外，还含有丰富的挥发组分氟﹑硼的矿物，如黄玉﹑电气石，以及含锂﹑铍﹑铷﹑铯﹑铌﹑钽﹑稀土等稀有元素的矿物，如锂辉石﹑绿柱石和含放射性元素的矿物形成。
热液作用中，矿物形成于气液或热水溶液中。高温热液（400～300℃）的代表是钨﹑锡的氧化物和钼﹑铋的硫化物；中温热液（300～200℃）的代表是铜﹑铅﹑锌的硫化物矿物；低温热液（200～50℃）的代表是砷﹑锑﹑汞的硫化物矿物。此外，石英﹑方解石﹑重晶石等非金属矿物也是由热液作用生成的。
风化作用中，以前形成的矿物可在阳光﹑大气和水的作用下化学风化成一些在地表条件下稳定的其他矿物，如高岭石﹑硬锰矿﹑孔雀石﹑蓝铜矿等。经过风化作用，金属硫化物矿床产生的CuSO4和FeSO4溶液，渗入地下水后，和原生金属硫化物发生反应，产生含铜量很高的辉铜矿﹑铜蓝等，从而使铜的次生富集带得以形成。化学沉积中，从真溶液中析出的石膏﹑石盐﹑钾盐﹐硼砂等矿物以及从胶体溶液凝聚生成的鲕状赤铁矿﹑肾状硬锰矿等矿物。经过生物沉积可形成如硅藻土（蛋白石）等。
结构紧密﹑比重大和不含水是在区域变质作用下形成的矿物具有的特点。在接触变质作用中，当围岩为碳酸盐岩石时，可形成夕卡岩，它由钙﹑镁﹑铁的硅酸盐矿物如透辉石﹑透闪石﹑石榴子石﹑符山石﹑硅灰石﹑硅镁石等组成。后期还经常伴随有热液矿化形成铜﹑铁﹑钨和多金属矿物的聚集。围岩为泥质岩石时，还可以有红柱石﹑堇青石等矿物形成。
金属矿物的主要成因
所谓金属矿物，指的是含有金属元素的、可供工业提取金属有用组分，或直接利用的矿物。这种矿物包括黑色金属9种，有色金属13种，贵金属8种，放射性金属3种，稀有稀土和稀散金属33种。
我们用的大多数金属在地壳中的含量都不太高，地壳的主要成分是硅、氧、铝。在原始的地球的发展演化过程中，从混沌的状态，地球物质逐渐发展成有序的层圈结构，即地壳、地幔和地核的分离。以铁、镍为主的金属，都在内部集中构成地核；以硅铝为主的物质，则形成了地壳；而地幔则构成于铁、镁、硅酸盐类。三者之间通过岩浆作用和板块运动进行物质交换。同时，在地球的表面，还有水流搬运、生物改造、风力分选及空气氧化等自然过程的作用在进行。具体而言，我们可以从6个方面概括金属矿床形成的原因，即：岩浆分异、接触变质、海底喷流、热液、沉积和风化作用。
岩浆分异：在岩浆上侵过程中，岩浆内部随着温度、压力的降低，会发生分异作用，使岩浆中含量较低、甚至极为稀少的有用金属高度聚集，形成可供开采的矿产资源。有铬、镍、铂、铜、铁、钒、钛等主要矿种，一般和超基性、基性岩浆作用有关系。
接触变质：岩浆侵入围岩之后，在热量和岩浆流体的作用下，使围岩发生变质作用，形成一种特殊的变质岩——枣矽卡岩（由钙、铁、镁、铝、硅酸盐、碳酸盐等矿物组成的一种变质岩石），岩浆侵入围岩后，在热量和岩浆流体的作用下，使围岩发生变质作用，形成一种特殊的变质岩——枣矽卡岩（由钙、铁、镁、铝、硅酸盐、碳酸盐等矿物组成的一种变质岩石），同时还会出现矿化现象。形成的矿种包括铁、铜、钨、锡、钼等。
海底喷流：海水在洋中脊或热点地区，会向下渗透，与上升的岩浆相遇成为热水，因密度差异形成对流。当含金属的热水上升与海水混合时，便会有物理化学变化发生，从而使铜、锌、铅和银等金属的硫化物沉淀成矿。
热液作用：在岩石地层内的运移过程中，地质流体将有用的金属元素予以溶解并携带。当流体的物理化学条件发生改变，或与不同流体混合时，有用的金属化合物就会沉淀而形成矿石。
沉积作用：暴露于地表的矿体或岩石，经地质作用后，在河流、沼泽、湖盆、海盆以及大洋盆地中沉积，就会形成矿物资源。例如金、铂、铁、铜、锡、锰、钒等矿种，都可经过沉积作用得以形成，这其中以砂金最引人注目。
风化作用：在地表暴露的岩石或者矿体，历经长时间的风化作用后，会使有用的物质富集形成矿床。风化作用包括机械风化和化学风化2种，主要通过重力、热作用、化学溶解沉淀等机制，使原有的岩石或矿体物质发生再次分异，形成铝、铁、锰、镍、钴、稀土、金等矿物质。
非金属矿物及成因
工业上不作为提取金属元素来利用的有用矿物资源叫做非金属矿物。
非金属矿物具有多种成因，其中最为重要的是岩浆型、变质型、沉积型和风化型，此外，海底喷流作用也很重要。
岩浆作用：岩浆上侵形成侵入岩体，或者从地表喷出之后产生的火山熔岩、火山灰等，都能够使非金属矿物形成。侵入岩体如灰长岩、花岗岩等，都是优质的建筑材料。
变质作用：在大体处于固态下，岩石受到温度、压力及化学活动性流体的作用，在矿物成分、化学组成、岩石结构与构造上发生变化，形成非金属矿床。工业和日常生活中常用的有石墨、石棉、蓝晶石、红柱石、滑石、云母等。
沉积作用：暴露在地表的岩石、矿体等，在大气、水流的长期作用下，发生侵蚀、搬运、分异、沉积，最终形成非金属矿产资源；也可以通过化学沉淀作用、生物化学作用等，直接形成非金属矿产层。
风化作用：暴露在地表的岩石或矿体暴露于地表，历经漫长的降雨、光照、氧化、生物作用的过程，使得表层物质的化学组成、矿物面貌等发生改变，从而形成可供利用的非金属材料。
相关链接——什么是矿床
矿床，是指地表或地壳里因地质作用形成的，并在现有条件下可以开采和利用的矿物的集合体。也叫矿体。
矿床是地质作用的产物，但是因为它具有一定得经济价值，所以不同于一般的岩石。有五个基本的条件可以对矿床进行确定：一是有用元素或矿物在含量上要达到最低的可采品位，如铜的最低可采品位是0.4％，铁的最低可采品位一般是25％；二是矿石的工艺性质，包括有用组分的赋存状态，如铝在霞石和高岭石中含量较高，可以分离而出，但因加工工艺复杂，成本很高，因此一般只从铝土矿中提取铝；三是矿体的形状和内部结构，有用物质在岩石中是均匀分布，还是局部集中（如矿脉），对于采矿难易和成本有很大的影响，也因此对确定矿床的最低可采品位有重要影响；四是矿床的规模，也就是可采矿石的储藏量，矿床规模大，矿山建设投资大，但经济效益也会很高；五是获得矿产品的全部费用，包括采矿、选矿、交通运输、设备、能源和水源供应、劳动工资等的开支，也对矿床的最低可采品位起着一定的决定作用。这些条件的综合分析和评价，便可对一个矿床的经济价值作出决定。
矿床种类丰富，而分布最为广泛的是固体矿床。液态矿床有石油、热卤水和地下水，气态矿床有天然气等。按成矿的作用方式，矿床可以分为内生矿床（内力地质作用生成）、外生矿床（外力地质作用生成）和变质矿床（变质作用生成）。从矿产性质和工业利用情况来看，又有金属矿床（如金矿床、钨矿床）、非金属矿床（如耐火粘土、萤石矿床）和能源矿床（如石油、煤和天然气）之分。