Skifer

• 

• 

• 

Skifer er en lamineret eller fissil klastik sedimentær klippe, der består af overvægt af silt og ler andre mineraler, især kvarts og calcit. Karakteristiske egenskaber ved skifer er brud langs tynde laminater eller parallel lagdeling eller strøelse kaldet fissilitet. Det er mest forekommende sedimentær klippe. Sammensætningen (silt og ler) af skifer i en kategori af sedimentære klipper kendt som muddersten. Forskel mellem skifer til muddersten, det er fissilt og lamineret set. Skifersten let i tynd stykke langs lamellerne.

Oprindelse: Detrital / Clastic

Farve: Sort, Grå

Gruppe: ClasticSedimentær klippe

Tekstur: Clastic ; Meget finkornet (< 0,004 mm) Siltyshale. Lerskifer. Sandskifer

Mineralogisk sammensætning: Feldspathic Shale, Quartzose Shale, Micaceous Shale

Mineraler: Lermineraler, Quartz

Cementeringsmaterialer. Kalkholdig skifer. Ferruginøs skifer. Silikøs skifer

Depositionsmiljø oversvømmelse almindelig, sø (væk fra kysten), midterkontinentalsokkel, delta, tidevandsflade, lagune eller dyb hav

skiferklassifikation

Skifer er fissile klastiske sedimentære klipper dannet af transport, aflejring og komprimering af detritaliske materialer af silt og ler. Lerets spredbarhed er dets vigtigste kendetegn fra andre sedimentære klipper. Fissilitet defineres som egenskaben for en klippe, der let splittes langs tynde tæt placerede (< ca. 10 mm) parallellag. Denne fissilitetsfaktor er fremhævet i, der viser klassificering af sedimenter og sedimentære klipper baseret på størrelser af fragmenter.

Klassificering baseret på tekstur

Skifer indeholder karakteristisk finkornet silt og lerpartikler (< 0,063mm). De klassificeres derfor som siltig skifer eller lerskal, afhængigt af om silte eller ler dominerer i bestanddelene af dertil. Silky skifer og lerskifer kan kollektivt kaldes argillaceousshales. Lejlighedsvis kan skifer også indeholde mærkbare mængder sand, i hvilket tilfælde de kan kaldes sandskifer eller skifer.

Klassificering baseret på mineralogisk sammensætning

Skifer kan klassificeres som kvartsose, feldspathic eller micaceous skifer afhængigt af mineralernes kvarts, feldsparor glimmer henholdsvis i klippen efter passende XRD-analyse (Pettijohn, 1957).

Klassificering baseret på typen af cementerings- / cementeringsmaterialer.

Skifer som andre sedimentære klipper er cementeret af nogle mineraler eller grundstoffer efter aflejring og komprimering. Den dominerende type cementeringsmateriale kan anvendes i klassificeringen af skifer, da dette kan påvirke skiferens egenskaber eller ydeevne, når det bruges som teknik til fremstilling. De almindelige cementeringsmaterialer er silica, jernoxid og kalcit eller kalk. Derfor kan skifer klassificeres som henholdsvis kiselholdigt, ferruginøst eller kalkholdigt.

Klassificering baseret på aflejringsmiljø

Sedimentært miljø af enhver sedimentær sten (inklusive skifer) er en naturlig geografisk identitet, hvor sedimenter akkumuleres og senere ændres til sten (Reineckand Singh, 1980). Tre aflejringssedimentære miljøer genkendes, nemlig kontinentale, overgangs- eller marginale og marine. Hvert aflejringsmiljø har forskellige underinddelinger. Skifer afsættes generelt i lakustrine (kontinentale), deltaiske (overgangs) og marine aflejringsmiljøer og kan tilsvarende klassificeres som sådan; det vil sige lacustrine, deltaiske og marine skifer (Compton, 1977; Boggs, 1995). Lacustrine aflejringer karakteriseres ved blanding af ler, silt og sand; uorganiske carbonatudfældninger; og forskellige ferskvands-hvirvelløse organismer, herunder toskallede, ostracods, gastropoder, diatomer og forskellige aflejringer af planter. De fleste aflejringer er mindre end 10 meter tykke. Deltaaflejringer er generelt paraliske (bestående af ordnede sekvenser af skifer og sandsten dannet som et resultat af skiftende marine overtrædelser og regressioner). De er også kendetegnet ved lav dybde og koncentration af kaolinit / illite / montmorillonit lermineraler. Forekomster af havmiljø er kendetegnet ved homogene stenekvenser (ikke-paralic), stor dybde, iltmangel og koncentration af mineraler af lillit / montmorillonit ler.Skifer med marine aflejringsmiljøer er generelt mørkere i farven og rigere på marine planktoniske fossiler end dem, der er afsat i lakustrine og deltaiske miljøer.

Klassificering baseret på indhold af organisk stof

Skifer kan klassificeres som kulstofholdig eller bituminøs på baggrund af deres organiske indhold (Krumbein og Sloss, 1963). Indholdet af uorganisk stof i kulstofholdige og bituminøse skifer er generelt over 10%. Det organiske stof fremkalder skiferene sort eller grå farve. Den sorte farve på nogle skifer kan også skyldes tilstedeværelsen af jernsulfid. Når det dominerende organiske stofindhold er fra plantefragmenter som pollengræner, stængler og blade, er skifer klassificeret som kulstofholdigt, og deponeringsmiljøet er normalt kontinentalt (lakustrint) eller overgangs (deltaisk eller lagune). Når det dominerende indhold af organisk materiale i skifer er fra dyrefragmenter, såsom fossiler, klassificeres skifer som bituminøs, og dens aflejringsmiljø er normalt deltaisk eller marine. Både kulstofholdige og bituminøse skifer er vigtige kilde klipper til produktion af olie og gas afhængigt af deres mængde / type kerogenindhold. Kerogener, der gør mudderskifer, når de lamineres

Skifersammensætning

Skifer består af silt, lermineraler og kvartskorn. Generelt typisk crey farve. I nogle tilfælde er klippens farve forskellig. En mindre bestanddel ændrer farven på klippen. Sort skaleresultat præsenteret med mere end en procent kulstofholdigt materiale og indikerer et reducerende miljø. Røde, brune og grønne farver er vejledende offeroxid (hæmatit – røde), jernhydroxid (goethit – brune og limonit – gule) eller mikroformige mineraler (chlorit, biotit og illite-greens).

Clay Minerals er hovedkomponent i skifer og andre lignende klodser. De repræsenterede lermineraler er for det meste kaolinit, montmorillonit ogillit. Lermineraler af sene tertiære muddersten er ekspanderbare smektitter, hvorimod i ældre klipper, især i mellem- til tidlige paleozoiske skifer illites overvejende. Transformationen af smektit til illit producerer silica, natrium, calcium, magnesium, jern og vand. Disse frigivne grundstoffer danner authigenicquartz, chert, calcite, dolomit, ankerit, hæmatit og albit, alt sporer tominor (undtagen kvarts) mineraler, der findes i skifer og andre mudderstænger

Organisk stof

Meget vigtigt komponent kulstofholdigt materiale i skiferstenene. Dette er det organiske materiale, der normalt forekommer i klipperne som kerogen (en blanding af organiske forbindelser med høj molekylvægt). Selvom kerogen ikke danner mere end ca. 1% af alle skifer, er langt størstedelen af kerogen i muddersten. Skifer, der er rige på organisk stof (> 5%) er kendt som sorte skifer. Disse farver giver sort farve organisk materiale. Organisk materiale skal nedbrydes under normale forhold af bakterier, men høj produktivitet, hurtig aflejring og nedgravning eller mangel på ilt kan bevare det. Pyrit er et almindeligt sulfidmineral i sorte skifer. Organisk materiale og pyrit forekommer sammen i den samme klippe, fordi begge har brug for iltfrie betingelser for deres dannelse.

Nogle skifer er især rige på organisk materiale. Denne type stennavn er Oil Shale. Olieskifer kan bruges som et fossilt brændstof, skønt det er relativt “snavset” brændstof, fordi det normalt indeholder masser af uønskede (ikke brændende) mineraler.

Skifer og mudderrokker indeholder ca. 95 procent af det organiske stof i alle sedimentære klipper. Dette svarer imidlertid til mindre end en masseprocent i en gennemsnitlig skifer. Sorte skifer, der dannes under anoxiske forhold, indeholder reduceret frit kulstof sammen med jernholdigt jern (Fe2 +) og svovl (S2−). Pyrit og amorf jernsulfid sammen med kulstof frembringe sortfarven.

Skiferdannelse

Dannelse af skifer er fine partikler, der kan forblive suspenderet i vand længe før de større sandpartikler er deponeret. Skifer deponeres typisk i meget langsomt bevægende vand og er findes ofte i søer og lagoonaflejringer, i floddeltaer, på flodsletter og offshore fra strandsand. De kan også deponeres i sedimentære bassiner og på kontinentalsokkelen i relativt dybt, stille vand.

Sorte skifer er mørk, som ar ønske om at være særligt rig på ikke-oxideret kulstof. Almindelig i nogle paleozoiske og mesozoiske lag blev der aflejret sorte skaller i anoxiske, reducerende omgivelser, såsom i stillestående vandsøjler. Nogle sorte skifer indeholder rigelige tungmetaller som f.eks. Molybdæn, uran, vanadium og zink.

Fossiler, dyrespor / huler og endda regndråbe slagskrabere bevares undertiden på skiferflader. Skifer kan også indeholde udskillelser, der består af pyrit, apatit eller forskellige kulstofmineraler.

Skifer, der er udsat for varme og tryk af metamorfismalter til en hård, fissil, metamorf sten kendt som skifer.Med fortsat stigning i metamorf kvalitet er sekvensen phyllite, derefter skist og til sidst gneis.

Diagenese og carbonhydrider

Illitiseringsprocessen (smectit omdannes til toillit) er en større ændring, der finder sted i muddersten under diagenesen.Illitization forbruger kalium (leveres normalt af detrital K-feltspat) og frigør jern, magnesium og calcium, som kan bruges af de andre dannende mineraler som chlorit og calcit. Illitiseringens temperaturområde er ca. 50-100 ° C3. Kaolinitindholdet falder også med øget gravdybde. Kaolinit dannes i varmt og fugtigt klima. Det tørre tempererede klima har en tendens til at lide smectit. Årsagen er, at masser af nedbør vasker opløselige ioner ud af klippen, mens tørre klima ikke udfører denne opgave så effektivt. Kaolinit foretrækkes i fugtigt klima, fordi det kun indeholder aluminium ud over silica og vand. Aluminium er meget resterende, mens bestanddelene af smectit (magnesium og calcium, ud over aluminium og jern) lettere transporteres væk.

En anden vigtig og økonomisk meget vigtig proces, der finder sted under diagenese (nogle gange refereres dette trin til ascatagenesis) er modning af kerogen til kulbrinter. Kerogen er et voksstof, der er fanget i klippen, men det modnes til lettere kulbrinter, der er i stand til at bevæge sig ud af skifer og migrere opad. Denne proces kan foregå ved temperaturer mellem ca. 50-150 ° C4 (olierude). Dette svarer normalt til 2-4 kilometer gravdybde. Lettere carbonhydrider, der er frigjort under processerne (kendt som katalytisk og termisk krakning), er fri til at migrere opad. De kan danne olie- og gasreservoirer, der kan udnyttes, hvis de stoppes af en slags strukturel fælde, som kan være en antiklin eller en fejlgrænse. Klippelaget, der stopper den opadgående bevægelse, er i mange tilfælde et andet lag af skifer, fordi komprimeret skifer er en hård barriere for væsker og gas. Skifer kan også danne et vandløb mellem vandbærende lag af samme grund – det tillader ikke vand at strømme let gennem klippen (har lav permeabilitet).

Dette er også grunden til, at nogle af de dannede kulbrinter ikke er i stand til at migrere ud af kildestenene. Denne ressource er stadig mindst tilgængelig for os, hvis vi borer huller og injicerer vand under tryk i klippen, som får den til at briste. Denne metode er kendt som hydraulisk frakturering (fracking). Dannede revner holdes åbne af de sandkorn, der injiceres med vandet, og kulbrinter fanget i klipperne bliver genvindelige. Frakturering er faktisk en almindelig proces i skorpen. Mineralårer og diger er revner i skorpen, der åbnes og forsegles af en højtryksvæske eller magma.

Skiferens betydning for olieindustrien

Ifølge Okeke (2003) omfatter olieindustrien efterforskning, produktion, transport, forarbejdning og markedsføring af olie og gas. Degeneration og akkumulering af olie involverer tre faser, nemlig dannelse i kildebjergene, migration gennem geologiske formationer og opbevaring i stenreservoirer. Petroleumskildebergarter er geologiske formationer, der er i stand til at danne råolie. Kul, mudder og skifer er de anerkendte kilde på grund af deres organiske kulstofindhold. Disse organiske indhold er afhængigt af deres art, aflejringsmiljø, temperatur, tryk og dybde af nedgravningen i stand til at generere olie. Generelt produceres petroleumsgasser ved høje temperaturer / tryk, humus og plantedominerende organiske fedtstoffer, såsom kul, mens olie produceres fra mindre humus, fossil dominerende og moderat temperatur / tryk marine skifer. Kildebjergene har meget lav porøsitet og permeabilitet, og således er den råolie, der først er dannet, fanget i denne, men kan bevæge sig ud på grund af hydrodynamiske trykforhold i en næsten byporøs sten, hvorfra den fortsætter med at bevæge sig eller migrere, indtil den fanges eller opbevares i en passende geologisk reservoirformation . Olieolie eller gastrapped i reservoirerne kan derefter udnyttes ved at bore brønde ind i reservoirerne. Sådanne reservoirer inkluderer sandsten, kalksten såvel som brudhaler. Skifer som uigennemtrængelige klipper er også vigtige sæler i stratigrafiske og strukturelle fælder. Skifer er derfor vigtige som kilde klipper, reservoir samt tætningssten. Ifølge Roegiers (1993) er ca. 90% af alle formationer boret i olieindustrien skifer og kalksten. Det er også kendt, at skifer kan være problematisk i olieindustrien. Roegiers (1993) hævder, at ca. 75% af boreboring / færdiggørelsesproblemer er forbundet med skiferformationer. Detaljer om skiferens positive såvel som de negative udsigter til olieindustrien gennemgås nu.

Skiferegenskaber og egenskaber

Her er forskellige definitionsniveauer.

• blødt, stratificeret sedimentær sten, der dannes af konsolideret mudder eller ler og let kan opdeles i skrøbelige plader.
• en fissil sten, der er dannet ved konsolidering af ler, mudder, eller silt, har en fint stratificeret eller lamineret struktur og er sammensat af mineraler, der i det væsentlige er uændrede siden aflejring.
• en klippe med fissil eller lamineret struktur dannet ved konsolidering af ler eller argillaceous materiale.

Ingen af disse har noget at gøre med såkaldt “skifer” olie & gasproduktion. Ægte skifer, som ovenfor, er hovedsagelig lermineraler, som også defineres som en størrelse klasse (lerstørrelse) og kaldes almindeligvis gråskifer. De carbonhydridproducerende reservoirer er mindre end 50% lermineraler (undertiden meget mindre), opfylder ikke partikelstørrelsesdefinitionen og er organiske. En af de mest produktive “skifer” i USA er Woodford-formationen. Det bærer et gennemsnitligt højt niveau af organiske stoffer og er typisk omkring 30% lermineraler. Resten er sand / klastisk i de fleste områder. Andre skifer er stærkere inkarbonater end ler.

Skiferbrug

• Skifer har mange kommercielle anvendelser. Det er et kildemateriale i keramikindustrien til fremstilling af mursten, fliser og keramik. Skifer, der bruges til at fremstille keramik og byggematerialer, kræver lidt forarbejdning udover knusning og blanding med vand.
• Skifer er knust og opvarmet med kalksten for at fremstille cement til byggebranchen. Opvarmning driver vand og bryder kalksten i calciumoxid og carbondioxid . Kuldioxid går tabt som en gas, hvilket efterlader calciumoxid og ler, som hærdes, når de blandes med vand og får lov til at tørre.
• Thepetroleumindustrien bruger fracking til at udvinde olie og naturgas fra olieskifer. ved højt tryk ind i klippen for at tvinge de organiske molekyler ud. Typisk høje temperaturer og specielle opløsningsmidler, der er dannet for at ekstrahere kulbrinterne, hvilket fører til affaldsprodukter, der giver anledning til bekymring over miljøpåvirkningen.

Nøglepunkt

• Skifer er den mest almindelige sedimentære klippe, der tegner sig for omkring 70 procent af jordens skorpe.
• Skifer er afgrundskornet sten lavet af komprimeret mudder og ler.
• Skiferens karakteristiske træk er dens skrøbelighed. Med andre ord er skifer letfordelt i tynde lag.
• Sorte og gråskifer er almindelige, men klippen kan vises i enhver farve.
• Skifer er kommercielt vigtig. Det bruges til konstruktion af mursten, keramik, fliser og Portland cement. Naturlig djævel og olie kan fjernes fra olieskallet.
• Klippe kan forekomme i playas, floder, bassiner og oceaner.
• Det er almindeligt at finde kalksten og sandsten liggende nær skifer.
• Shaleusually forekommer på bladene.
• Omkring 55% af alle sedimentære klipper er skifer.
• Someshales har sandsynligvis højt indhold af calcium på grund af de fossiler, de indeholder.
• Skifer med højt aluminiumoxidindhold anvendes til cementproduktion.
• Skifer med et højt naturgasindhold er for nylig blevet brugt som energikilde.
• Kvarts og andre mineraler findes typisk i skifer.
• Selvom skifer normalt er grå, kan den være sort, hvis den indeholder for meget kulstofmateriale.
• Cirka 95% af det organiske materiale i sedimentærsten findes i skifer eller mudder .
• Skifer oprettes ved en proces, der kaldes kompression.
• Skifer, der udsættes for ekstrem varme og tryk, kan variere i skiferform.
• Når skemaet først er dannet, frigives det ind i søer og floder med langsomt vand.
• Ler er en vigtig komponent i skifersten.

En kort oversigt over stennavne, der bruges til at beskrive muddersten eller sten, der stammer fra dem:

Muddy rock	Beskrivelse
Skifer	En lamineret og komprimeret sten. Ler skal dominere over silt.
Claystone	Ligesom skifer, men mangler dens fine laminering eller spaltbarhed. Ler skal dominere over silt.
Lersten	Et synonym for lersten.
Argillite	En ret svagt defineret stenart. Det er en kompakt og indureret klippe begravet dybere end de fleste mudder og kan betragtes som en svagt metamorfoseret muddersten. Argillit mangler den spaltede spaltning og er ikke lamineret så godt som typisk skifer er.
Muddersten	Et indureret mudder, der mangler skiferens fine lamineringsegenskaber. Mudstone har nogenlunde lige store andele af ler og silt. “Mudstone” kan behandles som et generelt udtryk, der inkluderer alle sorter af klipper, der for det meste består af komprimeret mudder.
Siltstone	En muddersten, hvor silt dominerer over ler.
Mudrock	Et synonym for muddersten.
Lutite	Et synonym for muddersten, men sjældent brugt uafhængigt.Normalt i kombination med noget modifikator (calcilutit er en meget finkornet kalksten).
Pelite	Et andet synonym for muddersten. Kan bruges til at beskrive ukonsoliderede finkornede sedimenter. Bruges også til at beskrive finkornede carbonater ligesom lutit.
Marl	Et kalkholdigt mudder. Det er en blanding af ler, silt og carbonatkorn i forskellige proportioner. Kan konsolideres, men i dette tilfælde kaldes det ofte marlstone.
Sarl	Svarende til marmel, men indeholder kiselholdige biogene korn i stedet for karbonatmudder. td>
Smarl	En blanding af sarl og smarl.
Sort skifer	Sort kulstofskifer, der skylder organisk stof sin farve (> 5%). Den er rig på sulfidmineraler og indeholder forhøjede koncentrationer af flere metaller (V, U, Ni, Cu).
Olieskifer	En række skifer rig på organisk materiale. Det vil give kulbrinter ved destillation.
Alunskifer	Svarende til sort skifer, men pyrit har delvis nedbrudt og dannet svovlsyre, som reagerede med de indgående mineraler i sten til dannelse af alun (vandigt kalium-aluminiumsulfat). Det er rig på flere metaller lige så sort skifer og er blevet udvundet som en kilde til uran.
Olistostrome	En kaotisk muddermasse og større klaster dannet under vand som en tyngdekraftsdrevet mudderskred. Det mangler strøelse.
Turbidite	Et sediment eller en sten, der er aflejret af en uklar strøm. Disse aflejringer dannes under vand som en blanding af ler, silt og vand, der glider ned ad den kontinentale skråning (i de fleste tilfælde). Turbidite er ofte sammensat af skiftende siltige og leragtige lag.
Flysch	Et gammelt udtryk er i dag stort set erstattet af turbidit.
Diamictite	Rent beskrivende udtryk bruges til at beskrive enhver sedimentær sten, der indeholder større klaster i en finkornet matrix. Diamictite kan dannes på mange måder, men det ser ud til at være en litificeret glacialkasse i de fleste tilfælde.
Tillite	En litificeret dårlig sorteret ( større klaster i en mudret matrix) sediment deponeret af en gletscher. Tillite er en lithificeret till.
Skifer	En finkornet metamorf sten, der kan opdeles i tynde ark (har spaltet spaltning). Skifer er i langt de fleste tilfælde en metamorfoseret skifer / muddersten.
Metapelite	Enhver metamorfoseret muddersten. Skifer, phyllite og forskellige lister er almindelige metapelitter.
Phyllite	En metamorf sten, der er højere i kvalitet end skifer og lavere end skifer. Den har en karakteristisk glans på spaltningsoverfladerne, der er givet af platy glimmer og / eller grafitkrystaller.