La petrologia, o scienza delle rocce, è una disciplina geologica, che attraverso l'uso di investigazioni di varia natura (soprattutto mineralogiche, cristallografiche, geochimiche e chimico-isotopiche), si occupa essenzialmente di problemi (fisici, chimici e biologici) inerenti alla genesi e le parentalità delle rocce.

L'indagine petrologica si svolge sia con l'osservazione ed analisi diretta di campioni, sia sperimentalmente, ricreando in laboratorio le presunte condizioni genetiche delle rocce, sia come composizione chimica o mineralogica di partenza, che come parametri di pressione e temperatura osservando l'evoluzione composizionale della miscela di partenza durante le successive fasi di cristallizzazione dei minerali.

La petrologia si differenzia dalla petrografia, in quanto quest'ultima disciplina si occupa principalmente di descrivere e classificare le rocce in termini di strutture, tessiture e composizione mineralogica.

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