Petrologia iglasta
Petrologia iglasta zajmuje się identyfikacją, klasyfikacją, pochodzeniem, ewolucją oraz procesami formowania i krystalizacji skał iglastych. Większość skał dostępnych do badań pochodzi ze skorupy ziemskiej, ale kilka z nich, takich jak eklogity, pochodzi z płaszcza. Zakres petrologii iglastej jest bardzo szeroki, ponieważ skały iglaste stanowią większość skorupy kontynentalnej i oceanicznej oraz pasów górskich na świecie, których wiek waha się od wczesnego Archeanu do Neogenu, a także obejmują wysokowartościowe wulkaniczne skały wylewne i skały plutoniczne, które powstały w głębi skorupy. Największe znaczenie w badaniach petrologicznych skał iglastych ma geochemia, która zajmuje się składem pierwiastków głównych i śladowych skał iglastych oraz magm, z których powstały. Do najważniejszych problemów petrologii iglastej należą: (1) forma i struktura ciał iglastych, niezależnie od tego, czy są to potoki lawy, czy intruzje granitoidowe, oraz ich związki ze skałami otaczającymi (są to problemy badane w terenie); (2) historia krystalizacji minerałów wchodzących w skład skał iglastych (określa się ją za pomocą petrograficznego mikroskopu polaryzacyjnego); (3) klasyfikacja skał na podstawie cech teksturalnych, wielkości ziaren oraz obfitości i składu minerałów składowych; (4) frakcjonowanie magm macierzystych w procesie różnicowania magmowego, które może dać początek ewolucyjnej sekwencji genetycznie spokrewnionych produktów iglastych; (5) mechanizm powstawania magm przez częściowe stopienie dolnej skorupy kontynentalnej, płaszcza suboceanicznego i subkontynentalnego oraz subdukujących płyt litosfery oceanicznej; 6) historia powstawania i skład obecnej skorupy oceanicznej określone na podstawie danych ze Zintegrowanego Programu Wierceń Oceanicznych (IODP); (7) ewolucja skał iglastych w czasie geologicznym; (8) skład płaszcza na podstawie badań skał i chemii mineralnej eklogitów wydobytych na powierzchnię w rurach kimberlitowych; (9) warunki ciśnienia i temperatury, w których tworzą się różne magmy i w których krystalizują się ich produkty iglaste (określone na podstawie wysokociśnieniowej petrologii eksperymentalnej).
Podstawowym instrumentem petrologii ignejskiej jest petrograficzny mikroskop polaryzacyjny, ale większość instrumentów stosowanych obecnie ma do czynienia z określaniem chemii skał i minerałów. Należą do nich spektrometr fluorescencji rentgenowskiej, urządzenia do analizy aktywacji neutronowej, spektrometr plazmy indukcyjnie sprzężonej, mikrosonda elektronowa, sonda jonowa i spektrometr masowy. Instrumenty te są w wysokim stopniu skomputeryzowane i zautomatyzowane oraz szybko wykonują analizy (patrz poniżej Geochemia). Złożone wysokociśnieniowe laboratoria eksperymentalne również dostarczają istotnych danych.
Dzięki szerokiej gamie zaawansowanych instrumentów dostępnych, petrolog igneous jest w stanie odpowiedzieć na wiele fundamentalnych pytań. Badanie dna oceanicznego zostało połączone z badaniem kompleksów ophiolitowych, które są interpretowane jako płyty dna oceanicznego, które zostały wepchnięte na przyległe marginesy kontynentalne. Ophiolit zapewnia znacznie głębszy przekrój dna oceanicznego niż jest to możliwe dzięki płytkim rdzeniom wiertniczym i próbkom z pogłębiarek z istniejącego dna oceanicznego. Badania te wykazały, że górna warstwa wulkaniczna składa się z bazaltu tholeiitic lub bazaltu grzbietu śródoceanicznego, który krystalizował się w akrecji ryftu lub grzbietu w środku oceanu. Kombinacja chemii minerałów bazaltowych i eksperymentalnej petrologii takich faz pozwala badaczom obliczyć głębokość i temperaturę komór magmowych wzdłuż grzbietu śródoceanicznego. Głębokość sięga sześciu kilometrów, a temperatura waha się od 1150°C do 1279°C. Kompleksowe badania petrologiczne wszystkich warstw w ophiolicie pozwalają określić strukturę i ewolucję związanej z nim komory magmowej.
W 1974 roku B.W. Chappell i A.J.R. White odkryli dwa główne i odrębne typy skał granitoidowych – granitoidy typu I i typu S. Typ I ma stosunek strontu-87/stront-86 niższy niż 0,706 i zawiera magnetyt, tytanit i alanit, ale nie zawiera muskowitu. Skały te tworzyły się nad strefami subdukcji w łukach wysp i aktywnych (subdukujących) marginesach kontynentalnych i ostatecznie powstały w wyniku częściowego stopienia płaszcza i subdukowanej litosfery oceanicznej. Z kolei granitoidy typu S mają stosunek strontu-87/stront-86 większy niż 0,706 i zawierają muskowit, ilmenit i monacyt. Skały te powstały w wyniku częściowego stopienia niższej skorupy kontynentalnej. Te znalezione w Himalajach zostały utworzone podczas epoki miocenu około 20 000 000 lat temu w wyniku penetracji Indii do Azji, która pogrubiła skorupę kontynentalną, a następnie spowodowała jej częściowe stopienie.
W łukach wysp i aktywnych marginesów kontynentalnych, które obrzeża Oceanu Spokojnego, istnieje wiele różnych wulkanicznych i plutonicznych skał należących do serii calc-alkaline. Obejmują one bazalt, andezyt, dacyt, ryolit, ignimbryt, dioryt, granit, perydotyt, gabro oraz tonalit, trondhjemit i granodioryt (TTG). Występują one zazwyczaj w rozległych batolitach, które mogą osiągać długość kilku tysięcy kilometrów i zawierać ponad 1000 oddzielnych ciał granitoidowych. Te wapienno-alkaliczne skały TTG stanowią główny środek wzrostu skorupy kontynentalnej w ciągu całego czasu geologicznego. Wiele badań poświęca się im w celu określenia regionów źródłowych ich magm macierzystych i ewolucji chemicznej magm. Ogólnie przyjmuje się, że magmy te powstały w dużej mierze w wyniku stopienia subdukowanej płyty oceanicznej i leżącego nad nią uwodnionego klina płaszczowego. Jednym z głównych czynników wpływających na ewolucję tych skał jest obecność wody, która pierwotnie pochodziła z odwodnienia płyty subdukcyjnej.