Esquisto

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El esquisto es un clástico laminado o fisible roca sedimentaria que se compone de predominio de limo y arcilla otros minerales, especialmente cuarzo y calcita. Las propiedades características de la lutita son roturas a lo largo de láminas delgadas o estratificación paralela o estratificación llamada fisibilidad. Es la roca sedimentaria más abundante. La composición (limo y arcilla) de lutita en una categoría de rocas sedimentarias conocidas como lutita. Diferencia entre lutita y lutita, es fisible y laminado visto. Roca de lutita fácilmente en piec es a lo largo de las laminaciones.

Origen: Detrital / Clástico

Color: Negro, Gris

Grupo: Clástico Roca sedimentaria

Textura: Clástico ; Siltyshale de grano muy fino (< 0,004 mm). Esquisto arcilloso. Esquisto arenoso

Composición mineralógica: Esquisto feldespático, Esquisto cuarzoso, Esquisto micáceo

Minerales: Minerales arcillosos, Cuarzo

Materiales de cemento. Esquisto calcáreo. Esquisto ferruginoso. Esquisto silíceo

Entorno deposicional Llanura de inundación, lago (lejos de la costa), plataforma continental media, delta, planicie mareal, laguna o mar profundo

Clasificación de lutitas

Las lutitas son rocas sedimentarias clásticas fisionables formadas por el transporte, la deposición y la compactación de materiales detríticos de limo y arcilla. La fisilidad de la arcilla es su principal característica distintiva de otras rocas sedimentarias. La fisibilidad se define como la propiedad de una roca para dividirse fácilmente a lo largo de paralelos estrechos y delgados (< 10 mm aproximadamente). Este factor de fisibilidad se destaca en que muestra la clasificación de sedimentos y rocas sedimentarias según el tamaño de los fragmentos.

Clasificación basada en la textura

Las lutitas contienen característicamente partículas de arcilla y limo de grano fino (< 0,063 mm). Por lo tanto, se clasifican como lutitas limosas o arcillas, dependiendo de si los limos o las arcillas dominan en los componentes de la roca. La lutita limosa y la lutita arcillosa pueden denominarse en conjunto arcillas arcillosas. Ocasionalmente, las lutitas también pueden contener cantidades apreciables de arenas, en cuyo caso pueden denominarse lutitas arenosas o lutitas arenosas.

Clasificación basada en la composición mineralógica

Las lutitas pueden clasificarse en cuarzosas, feldespáticas ormicáceas lutitas dependiendo del predominio de los minerales cuarzo, feldesparor mica, respectivamente, en la roca después de un análisis XRD apropiado (Pettijohn, 1957).

Clasificación basada en el tipo de cementación / materiales cementantes.

Las lutitas, como otras rocas sedimentarias, son cementadas por algunos minerales o elementos después de la deposición y compactación. El tipo dominante de material cementante puede usarse en la clasificación de la lutita ya que esto puede afectar las propiedades o el desempeño de la lutita cuando se usa como material de ingeniería. Los materiales de cementación más comunes son sílice, óxido de hierro y calcita o cal. En consecuencia, las lutitas pueden clasificarse como silíceas, ferruginosas o calcáreas (a veces también llamadas calizas), respectivamente.

Clasificación basada en un ambiente depositacional

El ambiente sedimentario de cualquier roca sedimentaria (incluida la lutita) es una geografía natural en la que los sedimentos se acumulan y luego se transforman en rocas (Reineck y Singh, 1980). Se reconocen tres ambientes sedimentarios depositacionales, a saber, continental, transicional o marginal y marino. Cada ambiente depositacional tiene varias subdivisiones. Las lutitas se depositan generalmente en ambientes de depósito lacustres (continentales), deltaicos (de transición) y marinos y, en consecuencia, pueden clasificarse como tales; es decir, lutitas lacustres, deltaicas y marinas (Compton, 1977; Boggs, 1995). Los depósitos lacustres se caracterizan por una mezcla de arcilla, limo y arenas; precipitados de carbonato inorgánicos; y varios organismos invertebrados de agua dulce que incluyen bivalvos, ostrácodos, gasterópodos, diatomeas y varios depósitos de plantas. La mayoría de los depósitos lacustres tienen menos de 10 m de espesor. Los depósitos deltaicos son generalmente paralicos (que consisten en secuencias ordenadas de lutitas y areniscas formadas como resultado de transgresiones y regresiones marinas alternas). También se caracterizan por su poca profundidad y concentración de minerales arcillosos de caolinita / illita / montmorillonita. Los depósitos del medio marino se caracterizan por secuencias de rocas homogéneas (no paralelas), gran profundidad, deficiencia de oxígeno y concentración de minerales arcillosos ilita / montmorillonita.Las lutitas de ambientes de depósito marino son generalmente de color más oscuro y más ricas en fósiles planctónicos marinos que las depositadas en ambientes lacustres y deltaicos.

Clasificación basada en contenido de materia orgánica

Las lutitas pueden clasificarse como carbonáceas o bituminosas. sobre la base de su contenido de materia orgánica (Krumbein y Sloss, 1963). El contenido de materia orgánica de las lutitas carbonáceas y bituminosas es generalmente superior al 10%. La materia orgánica induce color negro o gris a las lutitas. El color negro de algunas lutitas también puede deberse a la presencia de sulfuro de hierro. Cuando el contenido de materia orgánica dominante proviene de fragmentos de plantas como granos de polen, tallos y hojas, la lutita se clasifica como carbonosa y el ambiente depositacional suele ser continental (lacustre) o transicional (deltaico o laguna). Cuando el contenido de materia orgánica dominante en la lutita proviene de fragmentos de animales como los fósiles, la lutita se clasifica como bituminosa y su entorno de depósito suele ser deltaico o marino. Tanto las lutitas carbonáceas como las bituminosas son rocas generadoras importantes para la generación de petróleo y gas, dependiendo de su cantidad / tipo de contenido de kerógeno. Kerogenis that Mud Shale cuando se lamina

Composición de Shale

Las lutitas están compuestas de limo, minerales arcillosos y cuarzos. Generalmente típicamente color crey. En algunos casos, el color de la roca es diferente. Un componente menor altera el color de la roca. El color negro presenta más de un uno por ciento de material carbonoso e indica un ambiente reductor. Los colores rojo, marrón y verde son indicativos de óxido oftérico (hematita – rojos), hidróxido de hierro (goetita – marrones y limonita – amarillo), o minerales micáceos (clorita, biotita e illita – verdes).

Los minerales de arcilla son un componente principal de la pizarra y otras rocas similares. Los minerales arcillosos representados son principalmente caolinita, montmorillonita y andilita. Los minerales arcillosos de las lutitas del Terciario Tardío son esmectitas expandibles, mientras que en las rocas más antiguas, especialmente en las lutitas del Paleozoico medio a temprano, predominan las ilitas. La transformación de la esmectita en illita produce sílice, sodio, calcio, magnesio, hierro y agua. Estos elementos liberados forman cuarzo autigénico, pedernal, calcita, dolomita, ankerita, hematita y albita, todos trazas de minerales menores (excepto el cuarzo) que se encuentran en las lutitas y otras rocas de barro

Materia orgánica

Muy importante componente de material carbonoso en las rocas de lutita. Este es el material orgánico que generalmente se encuentra en las rocas como kerógeno (una mezcla de compuestos orgánicos con alto peso molecular). Aunque el kerógeno no forma más del 1% de todas las lutitas, la gran mayoría del kerógeno se encuentra en las lutitas. Las lutitas que son ricas en materia orgánica (> 5%) se conocen como lutitas negras. La materia orgánica da color negro a estas rocas. La materia orgánica debe ser descompuesta en condiciones normales por bacterias, pero la alta productividad, la rápida deposición y entierro o la falta de oxígeno pueden preservarla. La pirita es un mineral de sulfuro común en las lutitas negras. La materia orgánica y la pirita se encuentran juntas en la misma roca porque ambas necesitan condiciones libres de oxígeno para su formación.

Algunas lutitas especialmente ricas en materia orgánica. El nombre de este tipo de roca es Oil Shale. La lutita bituminosa se puede utilizar como combustible fósil, aunque es un combustible relativamente «sucio» porque por lo general contiene muchos minerales no deseados (que no se queman).

Las lutitas y las lutitas contienen aproximadamente el 95 por ciento de la materia orgánica de todas las rocas sedimentarias. Sin embargo, esto equivale a menos del uno por ciento en masa en una lutita promedio. Las lutitas negras, que se forman en condiciones anóxicas, contienen carbono libre reducido junto con hierro ferroso (Fe2 +) y azufre (S2−). Pirita y sulfuro de hierro amorfo junto con carbono producen la coloración negra.

Formación de lutitas

La formación de lutitas son partículas finas que pueden permanecer suspendidas en el agua mucho tiempo después de que las partículas más grandes de arena se hayan depositado. Las lutitas se depositan típicamente en agua de movimiento muy lento y son A menudo se encuentran en lagos y depósitos lagunares, en deltas de ríos, en llanuras aluviales y en alta mar de arenas de playa. También pueden depositarse en cuencas sedimentarias y en la plataforma continental, en aguas tranquilas y relativamente profundas.

Las lutitas negras son oscuro, como ar resultado de ser especialmente rico en carbono no oxidado. Común en algunos estratos del Paleozoico y Mesozoico, las pizarra negra se depositaron en ambientes anóxicos y reductores, como en las columnas de agua estancada. Algunas lutitas negras contienen abundantes metales pesados como molibdeno, uranio, vanadio y zinc.

Los fósiles, huellas / madrigueras de animales e incluso cráteres de impacto de gotas de lluvia a veces se conservan en las superficies de las camas de lutita. Las lutitas también pueden contener concreciones que consisten en pirita, apatita o varios carbonatos minerales.

Las lutitas que están sujetas a calor y presión de metamorfosis en una roca dura, fisible y metamórfica conocida como pizarra.Con un aumento continuo en el grado metamórfico, la secuencia es filita, luego esquisto y finalmente gonés.

Diagénesis e hidrocarburos

El proceso de analitización (la esmectita se transforma en toillita) es un cambio importante que tiene lugar en lutitas durante la diagénesis. La litización consume potasio (proporcionado generalmente por el feldespato K detrítico) y libera hierro, magnesio y calcio, que pueden ser utilizados por otros minerales de formación como la clorita y la calcita. El rango de temperatura de iluminación es de 50 a 100 ° C3. El contenido de caolinita también disminuye con el aumento de la profundidad del entierro. La caolinita se forma en climas cálidos y húmedos. El clima templado más seco tiende a favorecer la esmectita. La razón es que muchas precipitaciones eliminan los iones solubles de la roca, mientras que el clima más seco no logra esta tarea de manera tan efectiva. La caolinita se favorece en climas húmedos porque contiene solo aluminio además de sílice y agua. El aluminio es altamente residual mientras que los constituyentes de la esmectita (magnesio y calcio, además del aluminio e hierro) se eliminan con mayor facilidad.

Otro proceso importante y económicamente muy importante que tiene lugar durante la diagénesis (a veces esta etapa se denomina ascatagénesis) es la maduración del kerógeno en hidrocarburos. El kerógeno es una sustancia cérea atrapada en la roca, pero madurará hasta convertirse en hidrocarburos más ligeros que pueden salir de la lutita y migrar hacia arriba. Este proceso puede realizarse a temperaturas entre 50 y 150 ° C4 (ventana de aceite). Esto corresponde generalmente a 2-4 kilómetros de profundidad de enterramiento. Los hidrocarburos más ligeros liberados durante los procesos (conocidos como craqueo catalítico y térmico) ahora están libres de migrar hacia arriba. Pueden formar reservorios explotables de petróleo y gas si se detienen con algún tipo de trampa estructural que puede ser un anticlinal o un límite de falla. La capa de roca que detiene el movimiento ascendente es en muchos casos otra capa de lutita porque la lutita compactada es una barrera resistente para los líquidos y el gas. La lutita también puede formar un acuicludo entre las capas que contienen agua por la misma razón: no permite que el agua fluya fácilmente a través de la roca (tiene baja permeabilidad).

Esta es también la razón por la cual algunos de los hidrocarburos formados no son capaz de migrar fuera de las rocas generadoras. Este recurso sigue estando al menos parcialmente disponible para nosotros si perforamos agujeros e inyectamos agua a presión en la roca, lo que provocará su fractura. Este método se conoce como fracturación hidráulica (fracking). Las grietas formadas se mantendrán abiertas por los granos de arena inyectados con el agua y los hidrocarburos atrapados en las rocas se volverán recuperables. En realidad, la fractura es un proceso común en la corteza.Las venas y diques minerales son grietas en la corteza abiertas y selladas por un líquido o magma altamente presurizado.

Importancia de las lutitas para la industria del petróleo

Según Okeke (2003), la industria del petróleo comprende la exploración, producción, transporte, procesamiento y comercialización de petróleo y gas. La generación y acumulación de petróleo involucran tres etapas, a saber, generación en las rocas generadoras, migración a través de formaciones geológicas y almacenamiento en reservorios rocosos. Las rocas generadoras de petróleo son formaciones geológicas que son capaces de generar petróleo. El carbón, la lutita y la pizarra son las rocas generadoras reconocidas debido a su contenido de carbono orgánico. Estos contenidos orgánicos, dependiendo de su naturaleza, ambiente de depósito, temperatura, presión y profundidad de enterramiento, son capaces de generar petróleo. Generalmente, el gas de petróleo se produce en sedimentos orgánicos de alta temperatura / presión, húmicos y dominantes de plantas como el carbón, mientras que el petróleo se produce a partir de lutitas marinas menos húmicas, dominantes de fósiles y de temperatura / presión moderada. Las rocas generadoras tienen una porosidad y permeabilidad muy bajas y, por lo tanto, el petróleo una vez formado queda atrapado en la roca, pero puede salir debido a las condiciones de presión hidrodinámica hacia una roca porosa cercana desde donde continúa moviéndose o migrando hasta que queda atrapado o almacenado en una formación geológica adecuada. . El petróleo o el gas atrapado en los reservorios puede luego explotarse perforando pozos en los reservorios. Dichos reservorios incluyen areniscas, calizas y fracturas de arenisca. Las lutitas como rocas impermeables también son sellos importantes en trampas estratigráficas y estructurales. Por lo tanto, las lutitas son importantes como rocas generadoras, reservorios y rocas de sellado. Según Roegiers (1993), alrededor del 90% de todas las formaciones perforadas en la industria del petróleo son lutitas y calizas. También se sabe que las lutitas pueden ser problemáticas en la industria del petróleo. Roegiers (1993) sostiene que alrededor del 75% de los problemas de perforación / terminación de pozos están relacionados con formaciones de lutitas. Ahora se revisan los detalles de los aspectos positivos y negativos de la lutita para la industria del petróleo.

Características y propiedades de la lutita

A continuación se muestran diferentes niveles de definiciones.

• Roca sedimentaria suave y finamente estratificada que se formó a partir de lodo o arcilla consolidada y se puede dividir fácilmente en losas frágiles.
• Una roca fisionable que se forma por la consolidación de arcilla, lodo, o limo, tiene una estructura finamente estratificada o laminada, y está compuesta de minerales esencialmente inalterados desde la deposición.
• una roca de estructura fisionable o laminada formada por la consolidación de arcilla o material arcilloso.

Ninguno de estos tiene nada que ver con la producción de gas & del llamado «shale» oil. Las lutitas verdaderas, como se indicó anteriormente, son principalmente minerales arcillosos que también se definen como un tamaño (del tamaño de la arcilla) y comúnmente se llaman lutitas grises. Los reservorios productores de hidrocarburos tienen menos del 50% de minerales arcillosos (a veces mucho menos), cumplen con la definición de tamaño de partícula y son ricos en materia orgánica. Una de las «lutitas» más prolíficas en los EE. UU. la formación Woodford. Contiene un nivel muy alto de compuestos orgánicos y, por lo general, tiene un 30% de minerales arcillosos. El resto es arena / clástico en la mayor parte del área. Otras «lutitas» son personificaciones más fuertes que las arcillas.

Usos de la lutita

• La lutita tiene muchos usos comerciales. Es una materia prima en la industria de la cerámica para hacer ladrillos, tejas y alfarería. La lutita que se utiliza para hacer cerámica y materiales de construcción requiere poco procesamiento además de triturarla y mezclarla con agua.
• La lutita se tritura y se calienta con piedra caliza para hacer cemento para la industria de la construcción. El calentamiento expulsa el agua y rompe la piedra caliza en óxido de calcio y dióxido de carbono. . El dióxido de carbono se pierde como gas, dejando óxido de calcio y arcilla, que se endurecen cuando se mezclan con agua y se dejan secar.
• La industria del petróleo utiliza el fracking para extraer petróleo y gas natural de la lutita bituminosa. El fracking implica la inyección de líquido. a alta presión en la roca para expulsar las moléculas orgánicas. Por lo general, se necesitan altas temperaturas y disolventes especiales para extraer los hidrocarburos, lo que genera productos de desecho que generan preocupaciones sobre el impacto ambiental.

Punto clave

• La lutita es el sedimento más común roca, que representa alrededor del 70 por ciento de la corteza terrestre.
• La lutita es una roca de grano fino hecha de barro y arcilla comprimidos.
• La característica definitoria de las lutitas es su fragilidad. En otras palabras, la lutita se divide fácilmente en capas delgadas.
• Las lutitas negras y grises son comunes, pero la roca puede aparecer en cualquier color.
• La lutita es comercialmente importante. Se utiliza en la construcción de ladrillos, cerámica, tejas y cemento Portland. El aceite y el diablo natural se pueden eliminar de la lutita.
• Las rocas pueden aparecer en las playas, ríos, cuencas y océanos.
• Es común encontrar piedra caliza y arenisca cerca de la lutita.
• Por lo general, la lutita se encuentra en las hojas.
• Aproximadamente el 55% de todas las rocas sedimentarias son lutitas.
• Las someshales probablemente tienen un alto contenido de calcio debido a los fósiles que contienen.
• La lutita con alto contenido de alúmina se utiliza en la producción de cemento.
• La lutita con alto contenido de gas natural se ha utilizado recientemente como fuente de energía.
• El cuarzo y otros minerales se encuentran típicamente en lutitas.
• Aunque la lutita es normalmente gris, puede ser negra si contiene demasiado material de carbono.
• Aproximadamente el 95% de la materia orgánica de la roca sedimentaria se encuentra en lutitas o lodo .
• La lutita se crea mediante un proceso llamado compresión.
• La lutita expuesta a calor y presión extremos puede variar en forma de pizarra.
• Una vez formada, la lutita generalmente se libera en lagos y ríos con agua de movimiento lento.
• La arcilla es un componente importante en las rocas de lutita.

Una breve descripción de los nombres de las rocas que se utilizan para describir las lutitas o rocas derivadas de ellas:

Muddy rock	Descripción
Shale	Una roca laminada y compactada. La arcilla debe dominar al limo.
Claystone	Como la pizarra, pero carece de su fina laminación o fisibilidad. La arcilla debe predominar sobre el limo.
Roca de arcilla	Un sinónimo de piedra de arcilla.
Argillita	Un tipo de roca bastante débilmente definido. Es una roca compacta e endurecida enterrada más profundamente que la mayoría de las rocas de barro y puede considerarse una piedra de barro débilmente metamorfoseada. La argilita carece de la división pizarrosa y no está laminada tan bien como la lutita típica.
Mudstone	Un lodo endurecido que carece de la característica de laminación fina de las lutitas. La piedra de barro tiene proporciones aproximadamente iguales de arcilla y limo. «Mudstone» puede tratarse como un término general que incluye todas las variedades de rocas que están compuestas principalmente de lodo compactado.
Limolita	Una lutita en la que el limo predomina sobre la arcilla.
Mudrock	Un sinónimo de mudstone.
Lutite	Un sinónimo de lutita aunque rara vez se usa de forma independiente.Generalmente en combinación con algún modificador (la calcilutita es una piedra caliza de grano muy fino).
Pelita	Otro sinónimo de lutita. Puede usarse para describir sedimentos de grano fino no consolidados. También se utiliza para describir carbonatos de grano fino como lutita.
Marl	Un lodo calcáreo. Es una mezcla de granos de arcilla, limo y carbonato en diversas proporciones. Puede estar consolidado, pero en este caso a menudo se le llama marga.
Sarl	Similar a la marga pero contiene granos biogénicos silíceos en lugar de lodo carbonatado.
Smarl	Una mezcla de sarl y smarl.
Black shale	Esquisto carbonáceo negro que debe su color a la materia orgánica (> 5%). Es rico en minerales de sulfuro y contiene concentraciones elevadas de varios metales (V, U, Ni, Cu).
Esquisto bituminoso	Una variedad de esquisto rico en materia orgánica. Producirá hidrocarburos en la destilación.
Esquisto de alumbre	Similar al esquisto negro, pero la pirita se ha descompuesto parcialmente formando ácido sulfúrico que reacciona con los minerales constituyentes del roca para formar alumbre (sulfato de potasio-aluminio hidratado). Es rico en varios metales al igual que la pizarra negra y se ha extraído como fuente de uranio.
Olistostrome	Una masa caótica de lodo y clastos más grandes se formó bajo el agua como un deslizamiento de tierra impulsado por la gravedad. Carece de lecho.
Turbidita	Un sedimento o una roca depositada por una corriente de turbidez. Estos depósitos se forman bajo el agua como una mezcla de arcilla, limo y agua que se deslizan por el talud continental (en la mayoría de los casos). La turbidita se compone a menudo de capas alternas de limo y arcilla.
Flysch	Un término antiguo que hoy en día se ha reemplazado en gran parte por turbidita.
Diamictita	Término puramente descriptivo utilizado para describir cualquier roca sedimentaria que contenga clastos más grandes en una matriz de grano fino. La diamictita puede formarse de muchas formas, pero parece ser una labranza glacial litificada en la mayoría de los casos.
Tillita	Una litificada pobremente clasificada ( clastos más grandes en una matriz fangosa) sedimento depositado por un glaciar. Tillita es una labranza litificada.
Pizarra	Una roca metamórfica de grano fino que se puede dividir en láminas delgadas (tiene una división pizarrosa). La pizarra en la gran mayoría de los casos es una lutita / lutita metamorfoseada.
Metapelita	Cualquier lutita metamorfoseada. La pizarra, filita y varios esquistos son metapelitas comunes.
Filita	Una roca metamórfica de mayor grado que la pizarra y menor que el esquisto. Tiene un brillo característico en las superficies de división que le dan la mica platy y / o los cristales de grafito.