Geologia

O bogactwie budowy geologicznej Karkonoszy świadczy zarówno zróżnicowanie skał, jak i skomplikowane zależności pomiędzy nimi. Naturalne odsłonięcia skalne na tym obszarze pozwalają na zapoznanie się z wieloma odmianami skał metamorficznych i magmowych, a także ze zjawiskami geologicznymi dokumentującymi różnego typu spektakularne wydarzenia, które zdarzyły się tu w głębi lub na powierzchni Ziemi podczas ostatnich 500 milionów lat.
Trzon budowy geologicznej Karkonoszy stanowi karbońska intruzja granitowa, sprzed ponad 300 milionów lat, wraz z metamorficznymi skałami osłony, zaliczana do dużej jednostki geologicznej nazywanej blokiem karkonosko-izerskim. Wśród skał metamorficznych pojawiają się m.in. łupki łyszczykowe, gnejsy, amfibolity, wapienie krystaliczne i hornfelsy. Te ostatnie związane są z termicznym oddziaływaniem magmy granitowej na skały osłony i cechują się dużą odpornością na niszczenie – właśnie ich obecności Śnieżka zawdzięcza swoją wysokość. Skały magmowe – poza głębinowymi granitami – reprezentowane są także przez trzeciorzędowe bazaltoidy. Do najbardziej znanych ich wystąpień należy Mały Śnieżny Kocioł, gdzie skały te odsłaniają się w rejonie Żlebu Bazaltowego. Dzięki obecności tych zasadowych skał, miejsce to, ze względu na swoja bioróżnorodność, jest najcenniejszym botanicznie stanowiskiem na terenie całego masywu. W Karkonoszach spotkać można również skały osadowe – bardzo stare karbońskie zlepieńce, pojawiające się w dolinie Srebrnika w Lasockim Grzbiecie, ale i niemal współczesne, holoceńskie torfy, m.in. na Równi pod Śnieżką.
W metamorficznych skałach Karkonoszy zapisane są interesujące wydarzenia z historii Ziemi, takie jak kolizja (zderzenie) kontynentów, zamknięcie się oceanu, nasunięcie potężnych mas skalnych w postaci płaszczowin oraz powstanie gór o rozmiarze dzisiejszych Himalajów. Na przestrzeni następnych milionów lat został on zrównany z powierzchnia ziemi na skutek erozji, a tym samym dzisiejsze Karkonosze jako góry nie mają nic wspólnego z ówczesnym masywem górskim.
Karkonoskie granity występują w dwóch głównych odmianach – równoziarnistej, budującej główny grzbiet oraz porfirowatej, szeroko rozpowszechnionej na północnych stokach Karkonoszy, a także w Kotlinie Jeleniogórskiej i Rudawach Janowickich.  Ta druga odmiana była wykorzystywana często jako ozdobny kamień okładzinowy, ze względu na obecność dużych różowych kryształów skaleni potasowych, podnoszących walory dekoracyjne skały. Granit porfirowaty eksploatowano m.in. w kamieniołomie w Michałowicach, a wykorzystano go np. podczas dekorowania Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie. W granitach opisany został również szereg struktur dokumentujących proces płynięcia nieskonsolidowanej jeszcze granitowej magmy. Należą do nich szliry biotytowe, linijnie ułożone wydłużone kryształy skaleni oraz zafałdowane żyły aplitowe, możliwe do obserwacji m.in. w obrębie granitowej kopuły Góry Chojnik.
Masyw Karkonoszy stanowi również jeden z najciekawszych mineralogicznie obszarów Europy. W granicie karkonoskim i skałach jego osłony występuje wiele minerałów, które już od wieków były obiektem zainteresowań człowieka. Na obszarze Karkonoszy (polskich i czeskich) naliczono ponad 150 przejawów mineralizacji oraz zidentyfikowano 230 minerałów. Z tego rejonu opisano po raz pierwszy na świecie pięć minerałów. Doskonałe odsłonięcie terenu oraz stosunkowo łatwa dostępność poszczególnych wystąpień mineralogicznych pozwalają na ich poznanie w szerszym kontekście geologicznym. Najważniejsze wystąpienia minerałów związane są z krystalizacją magmy, która dała początek granitom karkonoskim, zwłaszcza z późnym etapem intruzji oraz z wcześniejszymi procesami kształtującymi różnowiekowe serie skalne ich okrywy. Wystąpienia te reprezentują m.in. mineralizacje rudne oraz pegmatyty. Najbardziej znaną lokalizacją mineralizacji rudnych jest złoże w Kowarach, gdzie początki wydobycia sięgają XII wieku. Eksploatowano tu na większą skalę jedynie rudę żelaza, a po II wojnie światowej rudę uranu. Złoże to położone jest przy kontakcie intruzji granitu karkonoskiego z gnejsami kowarskimi. Tworząca je formacja rudonośna zawiera magnetytowo-polimetaliczną mineralizację z niezwykle bogatym inwentarzem minerałów rudnych, głownie związków żelaza, niklu, kobaltu, srebra, bizmutu, miedzi, ołowiu, cynku, uranu i arsenu oraz rozwiniętych ich kosztem minerałów wtórnych.
Związane z końcowym etapem krystalizacji granitowej magmy pegmatyty mają skład granitu, ale zbudowane są ze znacznie większych kryształów dochodzących do kilkudziesięciu cm długości. Były one eksploatowane głównie na potrzeby przemysłu szklarskiego i ceramicznego, a pozostałości po wydobyciu są rozrzucone po całych Karkonoszach w postaci niewielkich wyrobisk, m.in. Szklarskiej Porębie (Czerwona Jama), Karpaczu (Krucze Skały) czy Zachełmiu (Czerwona Jaskinia). Pegmatyty Karkonoszy, obok podobnych utworów znanych z granitowej intruzji Strzegom-Sobótka i boku Gór Sowich, znane są jako obszary o najbogatszej mineralizacji tego typu w Polsce - zidentyfikowano w nich prawie 90 minerałów. Od kilku stuleci stanowią one źródło atrakcyjnych okazów mineralogicznych dla europejskich i światowych kolekcji muzealnych  i prywatnych. Niektóre z okazów pegmatytowego kwarcu osiągają długość 1 m. Liczne pegmatyty karkonoskie wykazują wzbogacenie w pierwiastki ziem rzadkich i uran. Do najcenniejszych pegmatytów Karkonoszy należy obiekt na Kruczych Skałach w Karpaczu, zawierający kuliste strefy z szafirami (niebieskimi korundami).
Z żyłami kwarcowymi w granicie, będącymi ciekawym przejawem pomagmowej aktywności, związany jest ametyst - fioletowa odmiana kwarcu – będący jednym z najbardziej charakterystycznych minerałów Karkonoszy. Można go znaleźć w dolnej partii gór w rejonie Szklarskiej Poręby, Michałowicach i Karpacza.
Nie do przecenienia jest rola zaplecza surowcowego dla rozwoju lokalnego górnictwa i związanego z nim przemysłu, którą obszar ten odgrywał przez wiele wieków. Po tej działalności do dzisiaj pozostały liczne ślady w formie powierzchniowych i podziemnych wyrobisk oraz obszarów poszukiwawczych, np. sztolnie w dolinie Jedlicy czy w Sowiej Dolinie. Dodatkowo należy podkreślić unikalne i porównywalne jedynie z obszarem saksońskich Gór Kruszcowych znaczenie karkonoskich stanowisk mineralogicznych w rozwoju oraz popularyzacji tej dziedziny nauki.