По происхождению, связанному с условиями образования, горные породы классифицируются на три группы: изверженные (первичные), осадочные (вторичные) и метаморфические (видоизмененные). В своей основе все группы горных пород образовались из магмы (от греческого магма — густая мазь) — сложного силикатного расплава, насыщенного газами и парами воды, который возникает в земной коре в условиях высокой температуры.
Изверженные горные породы образовались непосредственно из магмы в результате ее охлаждения и застывания. Они слагают около 95% земной коры до глубины 16 км. В зависимости от условий остывания магмы среди изверженных пород различаются глубинные, или интрузивные (от латинского интрузио — внедрение) и излившиеся, или эффузивные (от латинского эффузио — излияние).
Глубинные породы возникли в результате постепенного остывания высокотемпературной магмы в недрах земной коры при высоком давлении. В этих условиях все составные части магмы успели выкристаллизоваться, а сами кристаллы достигли значительных размеров, благодаря чему из нее образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой (граниты, габбро, диориты и др.), залегающие, как правило, крупными массивами.
Излившиеся пород сформировались в верхних слоях земной коры при вулка песком извержении магмы, когда она вырывалась на поверхность, теряла газы и переходила в лаву в условиях быстрого остывания при низком давлении. В этом случае ее составные части не имели времени для достаточной кристаллизации, что привело к образованию пород со скрыто- и мелко-кристаллической структурами и обилием аморфного стекла, часто с большой пористостью (базальт). В целом структура излившихся пород называется порфировой и характеризуется вкраплением относительно крупных кристаллов в основную плотную массу породы. Если ни один минерал в породе не успел выкристаллизоваться, она целиком состоит из некристаллического стекловидного вещества и ее структуру называют стекловатой. Такую структуру имеют вулканические стекла — пемза, обсидиан.
Из обломочного материала вулканического происхождения образуются своеобразные породы — вулканические туфы. По природе каменного материала они сходны с изверженными породами, а по способу-накопления напоминают осадочные.
В химическом составе изверженных горных пород наибольший удельный вес (до 75%) имеет кремнезем — двуоксид кремния (Si02). За ним идут глинозем (А1203) — до 25%, иногда оксид магния (MgO) —до 29%, далее оксиды железа, натрия, калия и других элементов. В их минералогическом составе преобладают кварц и силикаты (полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды и др.).
Изверженные породы классифицируют также по степени насыщения кремнеземом на кислые, средние, основные и ультраосновные.
Эта классификация имеет большое практическое значение с точки зрения выявления закономерности изменения свойств изверженных пород в зависимости от содержания в них кремнезема. Так, с уменьшением его содержания еличивается плотность пород, снижается их температура плавления, изменяется окраска от светлой до темной, облегчается обработка камня. При высоком содержании кремнезема в породе он выпадает в виде зерен кварца — очень твердого минерала, затрудняющего механическую обработку камня.
Осадочные горные породы образовались в результате выветривания (разрушения) изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов, населяющих водные бассейны. В общем объеме земной коры они составляют всего 1%, занимая при этом около 3/4 площади всей поверхности суши.
В зависимости от условий образования различают осадочные породы механического, химического и органического происхождения. Общая их особенность — слоистость залегания, связанная с периодическим изменением условий образования.
Породы механического происхождения отлагались в водоемах или на поверхности земли в результате разрушения изверженных пород и их последующего переотложения. Они делятся на рыхлые и сцементированные отложения. Рыхлые (обломочные) отложения могут быть угловатыми (щебень, песок, глина и др.) или окатанными (валуны, галька, гравий). Сцементированные отложения сформировались в результате цементации рыхлых пород. К наиболее характерным представителям сцементированных отложений относятся: песчаник (из кварцевых песков, связанных кремнистым или известковистым цементом), брекчия (из сцементированного щебня), конгломерат (из сцементированной гальки).
Породы химического происхождения возникли в процессе высыхания озер и заливов, отделившихся от морских бассейнов, в результате выпадения в осадок различных соединений. К ним относятся: гипсовый камень, травертин, доломит, ангидрит.
Общая особенность таких пород — растворимость в воде, трещиноватость, пористость.
Породы органического происхождения (органогенные) образовались в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов. К ним относятся: известняк, диатомит, трепел, мел.
Метаморфические горные породы образовывались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием внутренних геологических факторов (высокой температуры, деления и химических процессов). В общем объеме земной коры они составляют 4%. Процесс преобразования первичных и вторичных пород сопровождался изменением их структуры, минералогического и химического состава. Происходила полная или частичная перекристаллизация.
Пород с возникновением новых структур и часто новых минералов. Среди метаморфических пород различают массивные (Зернистые) породы (кварциты, мраморы) и сланцеватые (гнейсы, сланцы). Гнейсы относятся к метаморфическим изверженным породам, а кварциты, мраморы и сланцы – к метаморфическим осадочным.
Генетическая (от греческого генезис- происхождение) классификация горных пород, наиболее широко используемых в строительстве, представлена на рисунке ниже.
Для удобства изложения сведения об образовании горных пород приведены в прошедшем времени, т. е. применительно к существующим, уже сформированным породам. Необходимо иметь в виду, что горные породы, слагающие земную кору, постоянно претерпевают изменения. Кроме эпизодических проявлений сил природы — вулканических явлений землетрясений, в земной коре под воздействием воздуха и вом-ж проникающих в глубь земли по трещинам и порам камня, происходит постоянное и постепенное разрушение одних и образование других горных пород.