Grunnfjellet
Norge er et utpreget gammelt land geologisk sett. Hoveddelen av all stein i landet er omkring en halv milliar år gammelt eller eldre. Mest utbredt og eldst er grunnfjell fra tidsalderen prekambrium, 4,5 milliarder til 600 millioner år siden, hvilket er 6/7 av Jordens alder. Noen av landets eldste bergarter ligger i Finnmark og er omkring 2 milliarder år, men de eldste er fjellene i Loftoten med 3 milliarder år. Eldste kjente bergarter i verden er 3,8 milliarder år.
Stein fra denne tiden har gjennomgått mange og store forandringer. Derfor er det ofte vanskelig å avgjøre om dens opprinnelse er vulkansk (eruptiv) eller bygget opp av løsmasser (sedimentær).
Forandringene av de prekambriske bergartene skyldes at de er blitt omdannet (metamorfisert) en eller flere ganger til bergarten gneis.
I Østfold ligger de yngste prekambriske bergartene bestående av 800 millioner år gammel granitt. Denne bergarten er ikke påvirket av de samme kreftene som skapte gneis, men var medvirkende til å omdanne berget rundt seg til gneis da den steg opp som en smeltemasse. Angivelig gjennom sedementer skapt av sand og leire, avsatt i et gammelt hav.
Metamorfe bergarter
Stein blir metamorfisert ved at de blir sterkt varmet opp og gjerne satt under stort press. En slik prosess fører til at steinen gjennomgår en forandring og fremstår som en helt ny steintype med helt andre egenskaper. Sånne forvandling foregår ved at fjellkjedefoldinger har ført berg som en gang lå oppe i dagen dypt ned i jordskorpen eller i nærheten av lava på veg opp.
Norges vanligste bergarten er gneis. Den er en grunnfjellsbergarten og en rest av et prekambrisk kontinentet som kalles Det baltisk skjold. Gneis kan ha opprinnelse i både sedimentære og eruptive bergarter og er "endestasjonen" for disse bergartsgruppene når de metamorfiseres. Det meste av grunnfjellsområdene i Norge er røttene av gamle fjellkjeder som er blitt slitt ned gjennom milliarder av år.
Grunnfjellsbergarter ligger flere steder i Nordland og Trøndelag, men de største områdene er i Syd-Norge med unntak av Vestlandet.
Sedimentære bergarter
De sedimentære bergarteneer bygget opp av løsmasser, grus, sand og leire, fra eldre bergarter som har forvitrert. En vanlig måte disse fraktes og avleires er med vann. Vind og regn sliter ned fjell. Bekker og elver frakter løsmassene med seg til vann og hav. Her avsettes partiklene etter deres tyngde samt etter vannmengde og strømmens kraft. Grus blir liggende igjen i elven og ved oset. Sand fraktes lengre ut og spres utover av bølgene, men leiren tar havstømmene med seg. Over tid hoper avleiringene seg opp og begynner å forsteines. Grus blir til konglomerat, sand til sandstein og leire til skifer. Forholdsvis få steder i landet er bygget opp av sedementære bergarter.
De bergarter som er dannet på sjøbunnen ligger i tydelige lag eller floer. Mange steder er lagene stillet på skrå, de er klemt sammen fra siden så de er bøyd og sprukket, og de ligger i lange folder. Slike tilfeller har man på Hadeland, Ringerike og rundt Oslo, hvor lag av kalkstein og leirskifer (skalberg, fliseberg) ligger i lange striper.
Den vanliste sedimentære bergarten i Norge er kambrosilur. Steinen er bygget opp av laire og kalkslam. I denne bergarten er det mulig å finne fossiler av koraller, sjøliljer, urfisk, sjøskorpioner osv. Disse dyrene levde i sjøen, og da de døde sank de til bunns og ble begravd i gjørmen av leire og kalkslam fra oppmalte skjeletter av de sammen dyrene.
Den røde ringerikssandsteinen finnes så å si bare i Ringerike. Sandsteinen ble skap for rundt 420 milloner år siden da Norge kolliderte med Grønland. Norge var den gangen et tilnærmet flatt korallhav. Resultatet ble veldige fjellkjedefoldinger i vest og at landet ble tørt land. Fjellene fra Sogn og Fjordane og Jotunheimen er røttenen av fjellene som ble dannet. Antagelig var disse fjelle opprinnelig like høye som Mt. Everest. Fjellene førte til veldige mengder med sand som ble ført med elver ut i havet. I dag kan ulike lag i avleiringene sees. Her i vegskjæringen fra Sollihøgda.
Disse foldene er dekket av et lag sandstein, og oppå der igjen er der store plater av stein som engang har smeltet.
Eruptive bergarter
Eruptive bergarter består av magma som har trengt gjennom jordskorpen og deretter størknet. Magmaen har to muligheter: enten når den opp til overflaten og renner utover overflaten som lava eller den størkner nede i jordskorpen. Under overflaten stivner den enten som en masse slik som granitt eller magmaen trenger gjennom sprekker og avkjøles der.
De eruptive bergartene fremviser et like stort mangfold som de sedimentære. Magmaens kjemiske sammensetning og måten magmaen eller lavaen størknet på danner helt ulike steintyper. Granitt er en vanlig form for størknet magmamasser. Måten den har kommet opp i dagen skyldes at flere km med berg som en gang lå over dem har i løpet av millioner av år er blitt slitt ned. Gangbergarter sees ofte som mørke striper som går gjennom berg. Rombeporfyr ble dannet da lava rant utover overflaten. Denne bergarten er en spesialitet i Norge da den påtreffes svært få steder i verden. Rombeporfyr kun er kjent fra Kolahalvøya, Egypt, Kilimanjaro i Tanzania og på Mont Erebus ved Rosshavet på Sydpolen.
Landets geologi
I et belte mellom Langesundfjorden og nordsiden av Mjøsa brakk jordskorpen opp i mange flak for nærmere 300 millioner år siden. Lava tøt opp av sprekkene fra Jordens indre og fløt utover overflaten. Dette lavadekket utgjør nå Krokskogen mellom Ringerike og Oslo. Noe lava stivnet på veg opp. Over tid har massene over dem blitt slitt bort og nå danner de kollene nord for Oslo.
Enda større forstyrrelser skjedde i et belte fra Stavanger til Vest-Finnmark. Her sprakk jordskorpen, og sidene ble skjøvet sammen: de lagdelte bergarter ble presset og vridd: store masser av smeltet stein ble klemt ut, og stivnet siden til svære kaker. Noen steiner er lys granitt, annen er mørk, nesten svart, og kalles for gabbro: Jotunheimen er bygget opp av gabbro.
Som en følge av forstyrrelser ble det dannet en veldig fjellkjede som strakte seg fra Irland over Skottland og Norge og videre mot nord til Svalbard og Nord-Grønland: men det er bare røttene av fjellene, selve grunnmuren, overbygningen er for lenge siden tæret bort. Men landets form, retningen av daler, fjorder og sund, er fremdeles for en stor del bestemt av denne gamle foldning, som har ordnet de forskjellige bergarter og lag stripevis: fra Ryfylke til Vest-Finnmark følger senkningene helst de løseste bergarter, striper av skifer og kalkstein, mens fjellmassene dannes av granitt og hard gneis. Dette er svært tydelig i Møre, hvor en rekke daler, eid og sund går jevnsides med kystranden: lavningene følger belter av kalk og skifer, som fortsetter over til Trøndelagen, hvor de løsere bergarter har stor utbredelse. I Nordland går en rekke dalfører langsetter landet. Dalene følger drag av skifer og kalkstein, mens det er granitt i fjellene lenger ute. Svartisen ligger på granitt, i Dunderlandsdalen innenfor er det lys skifer og kalkstein.
På begge sider av det foldete beltet ligger solide plater av grunnfjell, i Møre, Sogn og Fjordane i vest, og over Østlandet og Sørlandet på den andre siden. Ute mot havet i Sogn og Fjordane er der store høye fjell av sandstein og konglomerat: rullestein og grovt grus som er kittet sammen til fast berg, i veldig tykkelse.
På østsiden av det foldete belte ligger det også sandsteiner utover mellom nordre Gudbrandsdalen og riksgrensen. Rondane er bygget av slik hard sandstein. Denne sandsteinen består hovedsakelig av ren kvarts, og jordbunnen blir deretter — sandmoer og grusbakker med furuskog, og reinmoseflyer oppe i fjellet. Enkelte steder finnes lag av kalkholdig skifer i berget, der blir jorden god, og rik på urter, løvtrær og granskog trives godt. Bygda Sollia ligger på slik grunn, som en oase i ødemarkene. På Hardangervidda ligger kalkholdige skiferbergarter oppe i høyfjellet med god jord og store beiter, men nede i dalene på begge sider er der hardt grunnfjell og magrere jord.
Etter at Norge ble løftet opp av havet for omkring 420 millioner år siden, har det vært tørt land, men landet blir i tidens løp nedtæret av frost og utgravd av elvene, og havet eter seg inn langs strendene. De løseste steinslagene blir lettest gravet ut, de solideste blir stående igjen — derfor er der hardt berg i fjelltoppene, gabbro i Galdhøpiggen, har sandstein i Rondane og Gausta.