Břidlice

• 

• 

• 

Břidlice je laminovaná nebo štěpná plastická hmota sedimentární hornina, která se skládá z převahy bahna a jílu, dalších minerálů, zejména křemene a kalcitu. Charakteristickými vlastnostmi břidlice jsou lomy podél tenkých vrstev nebo paralelní vrstvení nebo podloží zvané štěpitelnost. břidlice v kategorii sedimentárních hornin známých jako mudstone. Rozdíl mezi břidlicí a mudstone, je vidět štěpně a laminovaně. Břidlicová hornina snadno do tenkého kusu podél laminací.

Původ: Detrital / Clastic

Barva: Černá, Šedá

Skupina: ClasticSedimentary Rock

Textura: Clastic ; Velmi jemnozrnný (< 0,004 mm) siltyshale. Hliněná břidlice. Písčitá břidlice

Mineralogické složení: živcová břidlice, křemenná břidlice, slídová břidlice

Minerály: hliněné minerály, křemen

Cementovací materiály. Vápenná břidlice. Železitá břidlice. Křemičitá břidlice

Depoziční prostředí Povodňová nížina, jezero (od břehu), střední kontinentální šelf, Delta, přílivová rovina, laguna nebo hlubinné moří

Břidlicová klasifikace

Břidlice jsou štěpné klastické sedimentární horniny vytvořené z přepravy, depozice a zhutnění detritických materiálů bahna a jílu. Štěpnost jílu je jeho hlavní rozlišovací charakteristikou od jiných sedimentárních hornin. Štěrkovost je definována jako vlastnost horniny, kterou lze snadno rozdělit podél tenkých, těsně rozmístěných (< přibližně 10 mm) paralelních vrstev. Tento faktor štěpitelnosti je zvýrazněn tím, že ukazuje klasifikaci sedimentů a sedimentárních hornin na základě velikostí fragmentů.

Klasifikace založená na struktuře

Břidlice charakteristicky obsahují jemnozrnné bahno a jílovité částice (< 0,063 mm). Jsou proto klasifikovány jako bahnitá břidlice nebo jílovitá břidlice, podle toho, zda v jejích složkách převažují jíly nebo jíly. Silty břidlice a jílovité břidlice lze souhrnně nazvat argillaceousshales. Břidlice mohou občas také obsahovat značné množství písku, v takovém případě se jim může říkat písčitá břidlice nebo arenaceová břidlice.

Klasifikace založená na mineralogickém složení

Břidlice lze klasifikovat jako křemičitou, živcovitou nebo slídovou břidlice v závislosti na převaze minerálů křemene, živec slídy, v hornině po příslušné XRD analýze (Pettijohn, 1957).

Klasifikace podle typu cementačních / cementovacích materiálů.

Břidlice, stejně jako jiné usazené horniny, jsou po depozici a zhutnění cementovány someminerály nebo prvky. Při klasifikaci břidlice lze použít dominantní typ výztužného materiálu, protože to může ovlivnit vlastnosti nebo výkonnost břidlice, pokud se použije jako inženýrský materiál. Běžnými cementačními materiály jsou oxid křemičitý, oxid železitý a kalcit nebo vápno. Podle toho lze břidlice klasifikovat jako křemičité, železité nebo vápenité (někdy také nazývané vápno).

Klasifikace založená na depozičním prostředí

Sedimentární prostředí jakékoli sedimentární horniny (včetně břidlice) je přirozená geografická identita, ve které se akumulují sedimenty a později se mění na horninu (Reineckand Singh, 1980). Rozlišujeme tři usazená sedimentární prostředí, a to kontinentální, přechodné nebo okrajové a mořské. Každé depoziční prostředí má různá členění. Břidlice jsou obecně ukládány v lacustrinním (kontinentálním), deltaickém (přechodném) a mořském depozičním prostředí a mohou být odpovídajícím způsobem klasifikovány; tj. lakustrin, deltaické a mořské břidlice (Compton, 1977; Boggs, 1995). Vklady lakustrinu jsou charakterizovány směsí jílu, bahna a písku; anorganické karbonátové sraženiny; a různé sladkovodní bezobratlé organismy včetně mlžů, ostrakodů, plžů, rozsivek a různých rostlinných usazenin. Většina lakovaných ložisek má tloušťku méně než 10 metrů. Deltaická ložiska jsou obecně paralická (skládající se z řádných sekvencí břidlic a pískovců vytvořených v důsledku střídání mořských přestupků a regresí). Vyznačují se také malou hloubkou a koncentrací jílinerů kaolinit / illit / montmorillonit. Vklady mořského prostředí jsou charakterizovány homogenními horninami (neparalickými), velkou hloubkou, nedostatkem kyslíku a koncentrací jílovitých / montmorillonitových jílových minerálů.Břidlice mořského depozičního prostředí jsou obecně tmavší barvy a bohatší na fosilie mořských planktonů než břidlice uložené v lacustrinním a deltaickém prostředí.

Klasifikace založená na obsahu organické hmoty

Břidlice lze klasifikovat jako uhlíkaté nebo bituminózní na základě jejich obsahu organické hmoty (Krumbein a Sloss, 1963). Obsah anorganických látek v uhlíkatých a živičných břidlicích je obvykle nad 10%. Organická hmota indukuje břidlicím černou nebo šedou barvu. Černá barva některých břidlic může být také způsobena přítomností sirníku železa. Pokud dominantní obsah organické hmoty pochází z rostlinných fragmentů, jako jsou polengrainy, stonky a listy, břidlice je klasifikována jako uhlíkatá a přechodové prostředí je obvykle kontinentální (lacustrin) nebo přechodné (deltaické nebo lagunové). Když dominantní obsah organické hmoty v břidlici pochází z živočišných fragmentů, jako jsou fosilie, je břidlice klasifikována jako živičná a její depoziční prostředí je obvykle deltaické nebo mořské. Uhlíkaté i bituminózní břidlice jsou důležitým zdrojem hornin pro generování ropného oleje a plynu v závislosti na jejich množství / typu obsahu kerogenu. Kerogenis, že je laminovaná bahnitá břidlice.

Složení břidlice

Břidlice se skládají z bahna, jílových minerálů a křemenných krystalů. Obecně typicky šedá barva. V některých případech je barva horniny odlišná. Menší složka mění barvu skály. Výsledek černé skály představuje více než jedno procento uhlíkatého materiálu a indikuje redukční prostředí. Červené, hnědé a zelené barvy indikují oxid nabídkový (hematit – červený), hydroxid železitý (goethit – hnědý a limonit – žlutý) nebo slídové minerály (chloritan, biotit) a illite – greeny).

Clay Minerals jsou hlavní složkou břidlic a jiných podobných hornin. Zastoupené jílové minerály jsou většinou kaolinit, montmorillonit aillit. Jílové minerály pozdně třetihorních bahenních kamenů jsou expandovatelné smektity, i když ve starších horninách převládají převládající středověké až rané paleozoické břidlice. Transformace smektitu na illit produkuje oxid křemičitý, sodík, vápník, hořčík, železo a vodu. Tyto uvolněné prvky tvoří autentický quartz, rohovec, kalcit, dolomit, ankerit, hematit a albit, všechny stopové minerály (kromě křemene), které se nacházejí v břidlicích a jiných mudrocích.

Organické látky

Velmi důležité složený uhlíkatý materiál v břidlicových horninách. Jedná se o organický materiál, který se ve skalách obvykle vyskytuje jako kerogen (směs organických sloučenin s vysokou molekulovou hmotností). Ačkoli kerogen netvoří více než asi 1% všech břidlic, drtivá většina kerogenu je v mudstones. Břidlice bohaté na organickou hmotu (> 5%) jsou známé jako černé břidlice. Černá barva je dána těmto horninám organickou hmotou. Organická hmota by měla být za normálních podmínek rozložena bakteriemi, ale vysoká produktivita, rychlé ukládání a zakopání nebo nedostatek kyslíku ji mohou uchovat. Pyrit je běžný sulfidový minerál v černých břidlicích. Organická hmota a pyrit se vyskytují společně ve stejné hornině, protože obě pro svůj vznik potřebují podmínky bez obsahu kyslíku.

Některé břidlice obzvláště bohaté na organickou hmotu. Tento typ skalního jména je Oil Shale. Ropná sůl může být použita jako fosilní palivo, i když je to relativně „špinavé“ palivo, protože obvykle obsahuje spoustu nežádoucích (nehořících) minerálů.

Břidlice a mudrocks obsahují zhruba 95 procent anorganické hmoty ve všech sedimentárních horninách To však u průměrné břidlice činí méně než jedno procento hmotnosti. Černé břidlice, které se tvoří v anoxických podmínkách, obsahují redukovaný volný uhlík spolu s železným železem (Fe2 +) a sírou (S2−). Pyrit a amorfní sulfid železa spolu s uhlíkem vytvoří černé zbarvení.

Formace břidlice

Tvorba břidlice je jemné částice, které mohou zůstat suspendované ve vodě dlouho, dokud se nenarazí větší částice písku. Břidlice se aretypicky ukládají ve velmi pomalu tekoucí vodě a jsou často se vyskytují v jezerech a lagunálních ložiscích, v deltách řek, na nivách a na moři od plážových písků. Mohou být také uloženy v sedimentárních pánvích a na kontinentální polici, v relativně hluboké a klidné vodě.

temný, jako ar výsledkem je obzvláště bohatý na neoxidovaný uhlík. Běžné v některých prvohorních a druhohorních vrstvách byly černé břidlice ukládány v anoxických, redukujících prostředích, například ve stojatých vodních sloupcích. Některé černé břidlice obsahují bohaté těžké kovy, jako je molybden, uran, vanad a zinek.

Fosílie, stopy / nory zvířat a dokonce i nárazové krátery dešťové kapky jsou někdy zachovány na plochách podloží z břidlic. Břidlice mohou také obsahovat konkrementy skládající se z pyritu, apatitu nebo různých karbonátových minerálů.

Břidlice, které podléhají teplu a tlaku metamorfózy ve formě tvrdé, štěpné, metamorfované horniny známé jako břidlice.S pokračujícím zvyšováním metamorfované třídy je sekvence fylit, pak břidlice a konečně rula.

Diageneze a uhlovodíky

Proces ilitizace (smektit se transformuje na toillit) je hlavní změnou, která probíhá v mudstones během diagenesis.Illitization spotřebovává draslík (poskytované obvykle detrital K-živce) andliberates železo, hořčík a vápník, které mohou být použity ostatní tvořící minerály jako chloritan a kalcit. Teplotní rozsah ilitizace je asi 50-100 ° C3. Obsah kaolinitu také klesá se zvýšenou hloubkou pohřbu. Kaolinit se tvoří v horkém a vlhkém podnebí. Suchší mírné klima má tendenci upřednostňovat smektit. Důvodem je to, že spousta srážek promývá rozpustné ionty z horniny, zatímco sušší klima tento úkol neefektivně plní. Kaolinit je upřednostňován ve vlhkém podnebí, protože kromě křemene a vody obsahuje pouze hliník. Hliník je vysoce reziduální, zatímco složky smektitu (hořčík a vápník, kromě hliníku a železa) se snáze unesou.

Další důležitý a ekonomicky velmi důležitý proces, který probíhá během diageneze (někdy se o této fázi hovoří ascatagenesis) je zrání kerogenu na uhlovodíky. Kerogen je vosková látka uvězněná ve skále, ale z ní vyroste lehčí uhlovodíky, které jsou schopné se pohybovat ven z břidlice a migrovat nahoru. Tento proces nemůže probíhat při teplotách mezi asi 50 až 150 ° C4 (olejové okno). To obvykle odpovídá 2-4 kilometrům hloubky pohřbu. Lehčí uhlovodíky, které se během procesů uvolnily (známé jako katalytické a tepelné krakování), mohou volně migrovat nahoru. Mohou tvořit využitelné zásobníky ropy a zemního plynu, pokud jsou zastaveny nějakou strukturální pastí, kterou může být antiklinála nebo hraniční chyba. Horninová vrstva, která zastavuje pohyb nahoru, je v mnoha případech další vrstvou břidlice, protože zhutněná břidlice je pevnou bariérou pro kapaliny a plyn. Břidlice může také tvořit vodní vrstvu mezi vodonosnými vrstvami ze stejného důvodu – neumožňuje vodě snadno protékat horninou (má nízkou propustnost).

To je také důvod, proč některé ze vzniklých uhlovodíků nejsou schopné migrovat ze zdrojových hornin. Tento zdroj je pro nás stále alespoň částečně k dispozici, pokud vrtáme díry a injektujeme tlakovou vodu do horniny, což způsobí její zlomení. Tato metoda je známá jako hydraulické štěpení (frakování). Vytvořené trhliny budou udržovány otevřené zrny písku vstřikovanými vodou a uhlovodíky zachycené ve skalách budou obnovitelné. Štěpení je ve skutečnosti běžným procesem v kůře. Minerální žíly a hráze jsou praskliny v kůře otevřené a utěsněné vysoce tlakovou tekutinou nebo magmatem.

Význam břidlic pro ropný průmysl

Podle společnosti Okeke (2003) zahrnuje ropný průmysl průzkum, těžbu, přepravu, zpracování a marketing ropného oleje a plynu. Produkce a akumulace ropy zahrnuje tři etapy, a to generaci ve zdrojových horninách, migraci geologickými formacemi a skladování ve skalních nádržích. Horniny zdroje ropy jsou geologické formace, které jsou schopné generovat ropu Uhlí, mudstone a břidlice jsou uznávaným zdrojem hornin kvůli obsahu organického uhlíku. Tyto organické obsahy, v závislosti na jejich povaze, depozičním prostředí, teplotě, tlaku a hloubce pohřbu, jsou schopné generovat ropu. Obecně se ropa vyrábí ve vysokoteplotních, huminových a rostlinných dominantních organických rostlinách, jako je uhlí, zatímco ropa se vyrábí z méně huminových, fosilních a mořských břidlic se střední teplotou a tlakem. Zdrojové horniny mají velmi nízkou pórovitost a propustnost, a proto se ropa, která se jednou vytvoří, zachytí v ní, ale může se pohybovat v důsledku podmínek hydrodynamického tlaku do blízké porézní horniny, odkud pokračuje v pohybu nebo migraci, dokud nebude zachycena nebo uložena ve vhodné geologické formaci nádrže . Ropný olej nebo zachycený v nádržích lze poté těžit vrtáním studní do těchto nádrží. Mezi takové nádrže patří pískovce, vápence a zlomené břidlice. Břidlice jako nepropustné horniny jsou také důležitými těsněními ve stratigrafických a strukturálních pasti. Břidlice jsou proto důležité jako zdrojové horniny, rezervoáry i tuleně. Podle Roegiers (1993) tvoří asi 90% všech formací vyvrtaných v ropném průmyslu břidlice a vápence. Je také známo, že břidlice mohou být v ropném průmyslu problematické. Roegiers (1993) uvádí, že asi 75% problémů s vrtáním / dokončováním vrtů souvisí s formami břidlic. Nyní jsou přezkoumány podrobnosti pozitivních i negativních aspektů břidlice v ropném průmyslu.

Vlastnosti a vlastnosti břidlice

Zde jsou různé úrovně definic.

• měkká, jemně rozvrstvená sedimentární hornina, která se vytvořila z konsolidovaného bahna nebo jílu a lze ji snadno rozdělit na křehké laby.
• štěpná hornina, která vznikla konsolidací jílu, bahna, nebo bahno, má jemně stratifikovanou nebo laminovanou strukturu a je složeno z minerálů v podstatě nezměněných od depozice.
• hornina štěpné nebo laminované struktury vytvořená konsolidací jílu nebo jílovitého materiálu.

Žádný z nich nemá nic společného s takzvanou těžbou břidlicového oleje &. Pravé břidlice, jak je uvedeno výše, jsou hlavně jílovité minerály, které jsou definovány také jako velikost třída (jílovitá velikost) a běžně se jim říká šedé břidlice. Nádrže produkující uhlovodíky obsahují méně než 50% jílovitých minerálů (někdy mnohem méně), splňují definici velikosti částic a jsou bohaté na organické látky. Jednou z nejplodnějších „břidlic“ v USA je formace Woodford. Nese velmi vysokou úroveň organických látek a je to obvykle asi 30% jílových minerálů. Theremainder je ve většině oblastí pískový / klastický. Jiné „břidlice“ jsou silnější inkarbonáty než jíly.

Břidlice používá

• břidlice má mnoho komerčních využití. Je to výchozí materiál v keramickém průmyslu pro výrobu cihel, dlaždic a keramiky. Břidlice, která se používá k výrobě keramiky a stavebních materiálů, vyžaduje kromě drcení a míchání s vodou jen malé zpracování.
• Břidlice se drtí a ohřívá vápencem, aby se vyrobil cement pro stavební průmysl. Vytápění odvádí vodu a štěpí vápenec na oxid vápenatý a oxid uhličitý. . Oxid uhličitý se ztrácí jako plyn a zanechává oxid vápenatý a jíl, které po smíchání s vodou tvrdnou a nechají se uschnout.
• Ropný průmysl využívá frakcionaci k těžbě ropy a zemního plynu z ropných břidlic. Štěpení zahrnuje vstřikování kapaliny při vysokém tlaku do horniny vytlačit organické molekuly. K extrakci uhlovodíků se obvykle používají vysoké teploty a speciální rozpouštědla, což vede k odpadním produktům, které vyvolávají obavy o dopad na životní prostředí.

Klíčový bod

• Břidlice je nejběžnější sedimentární skála, která tvoří asi 70 procent zemské kůry.
• Břidlice je afinně zrnitá hornina vyrobená ze stlačeného bahna a jílu.
• Charakteristickou vlastností břidlic je její křehkost. Jinými slovy, břidlice lze snadno rozdělit na tenké vrstvy.
• Černé a šedé břidlice jsou běžné, ale hornina se může objevit v jakékoli barvě.
• Břidlice je komerčně důležitá. Používá se při stavbě cihel, keramiky, dlaždic a portlandského cementu. Přirozeného ďábla a ropu lze odstranit z ropné břidlice.
• Skalní skalní útvary v hrách, řekách, povodích a oceánech.
• V blízkosti břidlice se obvykle nacházejí vápence a pískovce.
• Bledě se vyskytuje na listech.
• Zhruba 55% všech sedimentárních hornin jsou břidlice.
• Someshales mají pravděpodobně vysoký obsah vápníku kvůli fosiliím, které obsahují.
• Břidlice s vysokým obsahem oxidu hlinitého se používá při výrobě cementu.
• Břidlice s vysokým obsahem zemního plynu byla nedávno použita jako zdroj energie.
• Křemen a další minerály se obvykle nacházejí v břidlicích.
• I když je břidlice obvykle šedá, může být černá, pokud obsahuje příliš mnoho uhlíkového materiálu.
• Přibližně 95% organické hmoty v sedimentární hornině se nachází v břidlicích nebo v bahně .
• Břidlice je vytvářena procesem zvaným komprese.
• Břidlice vystavená extrémnímu teplu a tlaku se může ve formě břidlice lišit.
• Jakmile se břidlice formuje, obvykle se uvolní do jezer a řeky s pomalu tekoucí vodou.
• Jíl je důležitou složkou břidlicových hornin.

Stručný přehled názvů skal používaných k popisu mudstones nebo hornin z nich odvozených:

Muddy rock	Popis
Břidlice	Laminovaná a zhutněná hornina. Jíl by měl dominovat nad bahnem.
Claystone	Jako břidlice, ale postrádá jemnou laminaci nebo štěpnost. Jíl by měl dominovat nad bahnem.
Clay rock	Synonymum jílovce.
Argillite	Docela slabě definovaný typ horniny. Je to kompaktní a vytvrzená hornina pohřbená hlouběji než většina mudrocků a lze ji považovat za slabě metamorfovaný mudstone. Argillite postrádá břidlicové štěpení a není laminováno stejně dobře jako typická břidlice.
Mudstone	Indurované bahno bez jemné laminace charakteristické pro břidlice. Mudstone má zhruba stejný podíl jílu a bahna. „Mudstone“ lze chápat jako obecný termín, který zahrnuje všechny druhy hornin, které jsou většinou složeny ze zhutněného bahna.
Siltstone	mudstone, ve kterém bahno převládá nad hlínou.
Mudrock	synonymum mudstone.
Lutite	Synonymum mudstone, i když jen zřídka se používá samostatně.Obvykle v kombinaci s nějakým modifikátorem (kalcilutit je velmi jemnozrnný vápenec).
Pelite	Další synonymum mudstone. Může být použit k popisu nekonsolidovaných jemnozrnných sedimentů. Používá se také k odcizení jemnozrnných uhličitanů stejně jako lutitu.
Marl	vápenaté bahno. Je to směs jílovitých, bahnitých a uhličitanových zrn v různých poměrech. Mohou být konsolidovány, ale v tomto případě se často jmenuje slínovec.
Sarl	Podobně jako slíň, ale místo křemičitého bahna obsahuje křemičitá biogenní zrna.
Smarl	Směs sarl a smarl.
Černá břidlice	Černá uhlíkatá břidlice, která vděčí za svou barvu organickým látkám (> 5%). Je bohatý na sulfidové minerály a obsahuje zvýšené koncentrace několika kovů (V, U, Ni, Cu).
Ropná břidlice	Různé břidlice bohaté na organickou hmotu. Při destilaci získá uhlovodíky.
Kamenitá břidlice	Podobně jako černá břidlice, ale pyrit se částečně rozložil za vzniku kyseliny sírové, která reagovala s minerály, z nichž se skládá hornina za vzniku kamence (vodnatý síran draselno-hlinitý). Je bohatá na několik kovů stejně černých břidlic a byla těžena jako zdroj uranu.
Olistostrome	chaotické množství bahna a větších klastů tvořil se pod vodou jako gravitační sesuv půdy. Postrádá podestýlku.
Turbidit	Sediment nebo hornina usazená proudem zákalu. Tyto usazeniny se pod vodou tvoří jako směs jílu, bahna a vody klouzající po kontinentálním svahu (ve většině případů). Turbidit se často skládá ze střídajících se bahnitých a jílovitých vrstev.
Flysch	Starý termín je dnes z velké části nahrazen turbiditem.
Diamictite	Čistě popisný termín používaný k popisu jakékoli sedimentární horniny obsahující větší klasty v jemnozrnné matrici. Diamictite může být vytvořen mnoha způsoby, ale zdá se, že je to litifikovaný ledovec, až ve většině případů.
Tillite	Litifikovaný špatně tříděný ( větší klasty v blátivé matrici) sediment usazený ledovcem. Tillite je litifikovaný do.
Břidlice	jemnozrnná metamorfovaná hornina, kterou lze rozdělit na tenké plechy (má břidlicovitý výstřih). Břidlice je v naprosté většině případů metamorfovaná břidlice / mudstone.
Metapelite	Libovolný metamorfovaný mudstone. Břidlice, fylit a různé břidlice jsou běžné metapelity.
Phyllite	Metamorfovaná hornina vyššího stupně než břidlice a nižší než břidlice. Má charakteristický lesk na povrchu štěpení, který mu dávají platinová slída a / nebo grafitové krystaly.