Shale (Norsk)

• 

• 

• 

Skifer er en laminert eller spaltbar klastikk sedimentær bergart som består av overvekt av silt og leire andre mineraler, spesielt kvarts og kalsitt. Karakteristiske egenskaper for skifer er brudd langs tynne laminater eller parallell lagdeling eller sengetøy som kalles fissilitet. Det er mest sedimentær bergart. Sammensetningen (silt og leire) av skifer i en kategori av sedimentære bergarter, kjent som mudstone. Forskjellen mellom skifer og mudstone, det er fissilt og laminert sett. Skifer rock lett i tynn stykke langs laminatene.

Opprinnelse: Detrital / Clastic

Farge: Svart, Grå

Gruppe: ClasticSedimentær bergart

Tekstur: Clastic ; Veldig finkornet (< 0,004 mm) Siltyshale. Leirskifer. Sandskifer

Mineralogisk sammensetning: Feldspathic Shale, Quartzose Shale, Micaceous Shale

Mineraler: Leirmineraler, Quartz

Sementeringsmaterialer. Kalkholdig skifer. Ferruginous skifer. Silisiumsskifer

Avsetningsmiljø Flomslett, innsjø (borte fra land), midtkontinentalsokkel, delta, tidevannsflate, lagune eller dyp marin

Skiferklassifisering

Skifer er fissile klastiske sedimentære bergarter dannet av transport, avsetning og komprimering av detritaliske materialer av silt og leire. Lerens fissilitet er det viktigste kjennetegnet fra andre sedimentære bergarter. Fissilitet er definert som egenskapen til en stein som splittes lett langs tynne tett mellomrom (< 10mm omtrent) parallellag. Denne fissilitetsfaktoren er fremhevet i som viser klassifisering av sedimenter og sedimentære bergarter basert på størrelser på fragmenter.

Klassifisering basert på tekstur

Skifer inneholder karakteristisk finkornet silt og leirpartikler (< 0,063mm). De blir derfor klassifisert som siltig skifer eller leirskifer, avhengig av om silter eller leire dominerer i bestanddelene av lokk. Silky skifer og leirskifer kan sammen kalles argillaceousshales. Noen ganger kan skifer også inneholde betydelige mengder sand, i hvilket tilfelle de kan kalles sandskifer eller skifer.

Klassifisering basert på mineralogisk sammensetning

Skifer kan klassifiseres som kvartsose, feltspatisk eller micaceous skifer avhengig av overvekt av mineralene kvarts, feldsparor glimmer, henholdsvis i fjellet etter passende XRD-analyse (Pettijohn, 1957).

Klassifisering basert på type sementerings- / sementeringsmaterialer.

Skifer som andre sedimentære bergarter er sementert av noen mineraler eller grunnstoffer etter avsetning og komprimering. Den dominerende typen sementeringsmateriale kan brukes i klassifiseringen av skifer, siden dette kan påvirke skiferens egenskaper eller ytelse når det brukes som ingeniørmateriale. De vanlige sementeringsmaterialene er silika, jernoksid og kalsitt eller kalk. Følgelig kan skifer klassifiseres som henholdsvis kiselholdig, ferruginøs eller kalkholdig. Noen ganger også kalt kalkholdig.

Klassifisering basert på avsetningsmiljø

Det sedimentære miljøet til enhver sedimentær bergart (inkludert skifer) er en naturlig geografisk identitet der sedimenter akkumuleres og senere endres til stein (Reineckand Singh, 1980). Tre sedimentære miljøer er gjenkjent, nemlig kontinentale, overgangs- eller marginale og marine. Hvert deponeringsmiljø har forskjellige underavdelinger. Skifer er generelt avsatt i lakustrine (kontinentale), deltaiske (overgangs) og marine avsetningsmiljøer og kan tilsvarende klassifiseres som sådan; det vil si lakustrine, deltaiske og marine skifer (Compton, 1977; Boggs, 1995). Lacustrine avleiringer karakteriseres av blanding av leire, silt og sand; uorganiske karbonatutfellinger; og forskjellige ferskvannshvirvelløse organismer, inkludert muslinger, ostracods, gastropods, diatomer og forskjellige planteforekomster. De fleste lakedeposjoner er mindre enn 10 meter tykke. Deltaforekomster er vanligvis paraliske (bestående av ordnede sekvenser av skifer og sandsteiner dannet som et resultat av å endre marine overskridelser og regresjoner). De er også preget av grunne dybde og konsentrasjon av kaolinitt / illitt / montmorillonitt leirmineraler. Avsetninger av marint miljø er preget av homogene bergarter (ikke-paralic), stor dybde, oksygenmangel og konsentrasjon av mineraler av leillitt / montmorillonitt leire.Skifer med marint avsetningsmiljø er generelt mørkere i fargen og rikere på marine planktoniske fossiler enn skyer avsatt i lakustrine og deltaiske miljøer.

Klassifisering basert på innhold av organisk materiale

Skifer kan klassifiseres som karbonholdig eller bituminøs på grunnlag av deres organiske stoffinnhold (Krumbein og Sloss, 1963). Innholdet av uorganisk materiale i karbonholdige og bituminøse skifer er generelt over 10%. Det organiske stoffet induserer skifer i svart eller grå farge. Den svarte fargen på noen skifer kan også skyldes tilstedeværelsen av jernsulfid. Når det dominerende organiske stoffet er fra plantefragmenter som pollengrains, stengler og blader, er skifer klassifisert som karbonholdig, og deponeringsmiljøet er vanligvis kontinentalt (lacustrine) eller overgangs (deltaisk eller lagune). Når det dominerende organiske innholdet i skifer er fra dyrefragmenter som fossiler, blir skifer klassifisert som bituminøs, og avsetningsmiljøet er vanligvis deltaisk eller marint. Både karbonholdige og bituminøse skifer er viktige kildesteiner for generering av petroleum og gass, avhengig av mengde / type kerogeninnhold. Kerogener som gjørmeskifer når de er laminert

Skifersammensetning

Skifer er sammensatt av silt, leirmineraler og kvartskorn. Vanligvis typisk crey farge. I noen tilfeller er steinens farge forskjellig. En mindre bestanddel endrer fargen på fjellet. Svart skaleresultat med mer enn en prosent karbonholdig materiale og indikerer et reduserende miljø. Røde, brune og grønne farger er veiledende offeroksid (hematitt – rødt), jernhydroksid (goetitt – brunt og limonitt – gult) eller mikroformige mineraler (kloritt, biotitt og illite-greener).

Clay Minerals er hovedkomponenten i skifer og andre lignende riper. Leirmineralene som er representert er for det meste kaolinitt, montmorillonitt ogillitt. Leirmineraler av sene tertiære gjørmesteiner er utvidbare smektitter overalt i eldre bergarter, spesielt i midten til tidlig paleozoisk skifer illites dominerer. Transformasjonen av smektitt til illitt produserer silika, natrium, kalsium, magnesium, jern og vann. Disse frigitte elementene danner autigenkvarts, kert, kalsitt, dolomitt, ankeritt, hematitt og albitt, alt sporer tominor (unntatt kvarts) mineraler som finnes i skifer og andre gjørme

Organisk materiale

Veldig viktig komponent karbonholdig materiale i skiferbergartene. Dette er det organiske materialet som vanligvis forekommer i bergartene som kerogen (en blanding av organiske forbindelser med høy molekylvekt). Selv om kerogen ikke danner mer enn omtrent 1% av alle skifer, er det store flertallet av kerogen i gjørmesteiner. Skifer som er rike på organisk materiale (> 5%) er kjent som sorte skifer. Disse fargene er gitt svart av organisk materiale. Organisk materiale bør spaltes under normale forhold av bakterier, men høy produktivitet, rask avsetning og begravelse eller mangel på oksygen kan bevare det. Pyritt er et vanlig sulfidmineral i svarte skifer. Organisk materiale og pyritt forekommer sammen i samme bergart fordi begge trenger oksygenfrie forhold for dannelsen.

Noen skifer er spesielt rike på organisk materiale. Denne typen rocknavn er Oil Shale. Oljeskifer kan brukes som fossilt drivstoff, selv om det er relativt «skittent» drivstoff fordi det vanligvis inneholder mange uønskede (ikke brennende) mineraler.

Skifer og gjørme inneholder omtrent 95 prosent av det organiske stoffet i alle sedimentære bergarter. Dette utgjør imidlertid mindre enn én masseprosent i en gjennomsnittlig skifer. Svarte skifer, som dannes under anoksiske forhold, inneholder redusert fritt karbon sammen med jernholdig jern (Fe2 +) og svovel (S2−). Pyritt og amorf jernsulfid sammen med karbon produserer svartfarging.

Skiferdannelse

Skiferformasjon er fine partikler som kan forbli suspendert i vann lenge før de større sandpartiklene har avleiret. Skifer avsettes typisk i veldig langsomt bevegelig vann og er ofte i innsjøer og lagoonale avleiringer, i elvedeltaer, på flomsletter og offshore fra strandsand. De kan også avsettes i sedimentære bassenger og på kontinentalsokkelen, i relativt dypt, stille vann.

Black shales er mørk, som ar ønske om å være spesielt rik på uoksidert karbon. Vanlig i noen paleozoiske og mesozoiske lag, ble svartskaller avsatt i anoksiske, reduserende omgivelser, som i stillestående vannsøyler. Noen svarte skifer inneholder rikelig med tungmetaller som molybden, uran, vanadium og sink.

Fossiler, dyrespor / gravhuller og til og med regndråpe slagkratere blir noen ganger bevart på skiferflate. Skifer kan også inneholde betong som består av pyritt, apatitt eller forskjellige karbonmaskiner.

Skifer som er utsatt for varme og trykk av metamorfisme, til en hard, fissil, metamorf bergart kjent som skifer.Med fortsatt økning i metamorf kvalitet er sekvensen fylitt, deretter skist og til slutt gneis.

Diagenese og hydrokarboner

Illitiseringsprosessen (smektitt blir transformert toillitt) er en stor endring som finner sted i gjørmesteiner under diagenesen.Illitisering forbruker kalium (tilveiebrakt vanligvis av det-K-feltspat) og frigjør jern, magnesium og kalsium, som kan brukes av de andre formende mineralene som kloritt og kalsitt. Illitiseringens temperaturområde er omtrent 50-100 ° C3. Kaolinittinnholdet avtar også med økt gravdybde. Kaolinitt dannes i varmt og fuktig klima. Det tørrere tempererte klimaet har en tendens til å smake smektitt. Årsaken er at mye nedbør vasker oppløselige ioner utenfor fjellet, mens tørrere klima ikke utfører denne oppgaven så effektivt. Kaolinitt er favorisert i fuktig klima fordi den inneholder bare aluminium i tillegg til silika og vann. Aluminium er i høyeste grad resterende mens bestanddelene av smektitt (magnesium og kalsium, i tillegg til aluminium og jern) lar seg rive med lettere.

En annen viktig og økonomisk veldig viktig prosess som finner sted under diagenesen (noen ganger refereres dette stadiet til ascatagenesis) er modning av kerogen i hydrokarboner. Kerogen er et voksstoff fanget i fjellet, men det vil modnes til lettere hydrokarbon som er i stand til å bevege seg ut av skifer og vandre oppover. Denne prosessen kan foregå ved temperaturer mellom ca. 50-150 ° C4 (oljevindu). Dette tilsvarer vanligvis 2-4 kilometer gravdybde. Lettere hydrokarboner som er frigjort under prosessene (kjent som katalytisk og termisk krakking) kan ikke vandre oppover. De kan danne olje- og gassreservoarer som kan utnyttes, hvis de stoppes av en slags strukturell felle som kan være en antiklin eller en feilgrense. Berglaget som stopper bevegelsen oppover er i mange tilfeller et annet lag med skifer fordi komprimert skifer er en tøff barriere for væsker og gass. Skifer kan også danne et akvadisk mellom vannbærende lag av samme grunn – det tillater ikke vann å strømme lett gjennom fjellet (har lav gjennomtrengelighet).

Dette er også grunnen til at noen av de dannede hydrokarboner ikke er i stand til å migrere ut av kildesteinene. Denne ressursen er fremdeles delvis tilgjengelig for oss hvis vi borer hull og injiserer trykkvann i fjellet som får den til å sprekke. Denne metoden er kjent som hydraulisk frakturering (fracking). Sprekker som dannes vil holdes åpne av sandkorn injisert med vannet, og hydrokarboner som er fanget i bergartene vil bli gjenopprettbare. Frakturering er faktisk en vanlig prosess i skorpen. Mineralårer og diker er sprekker i skorpen som åpnes og forsegles av en høytrykksvæske eller magma.

Skiferens betydning for petroleumsindustrien

I følge Okeke (2003) omfatter petroleumsindustrien leting, produksjon, transport, prosessering og markedsføring av petroleumsolje og gass. Degenerering og akkumulering av petroleum involverer tre trinn, nemlig generering i kildebergarter, migrasjon gjennom geologiske formasjoner og lagring i bergreservoarer. Petroleumskilde bergarter er geologiske formasjoner som er i stand til å generere petroleum Kull, gjørme og skifer er de anerkjente kildesteinene på grunn av deres organiske karboninnhold. Disse organiske innholdene, avhengig av natur, avsetningsmiljø, temperatur, trykk og dybde av begravelsen, kan produsere petroleum. Vanligvis produseres petroleumsgasser i høye temperaturer / trykk, humus og plante-dominerende organiske ingredienser som kull, mens olje produseres fra mindre humus, fossil dominerende og moderat temperatur / trykk marine skifer. Kildebergartene har svært lav porøsitet og permeabilitet, og dermed blir petroleum som en gang er dannet fanget i strømmen, men kan bevege seg ut på grunn av hydrodynamiske trykkforhold til en nærporøs bergart der den fortsetter å bevege seg eller vandre til den blir fanget eller lagret i en passende geologisk reservoarformasjon . Petroleumsoljen eller fanget i reservoarene kan deretter utnyttes ved å bore brønner i reservoarene. Slike reservoarer inkluderer sandsteiner, kalkstein samt bruddhaler. Skifer som ugjennomtrengelige bergarter er også viktige sel i stratigrafiske og strukturelle feller. Skifer er derfor viktig som kildebergarter, reservoar, så vel som tetningsbergarter. I følge Roegiers (1993) er om lag 90% av alle formasjoner som er boret i petroleumsindustrien, skifer og kalkstein. Det er også kjent at skifer kan være problematisk i petroleumsindustrien. Roegiers (1993) sier at omtrent 75% av brønnborings- / ferdigstillingsproblemer har sammenheng med skiferformasjoner. Detaljer om både positive og negative skifer for petroleumsindustrien blir nå gjennomgått.

Skiferegenskaper og egenskaper

Her er forskjellige nivåer av definisjoner.

• myk, fint lagdelt sedimentær bergart som dannet seg fra konsolidert gjørme eller leire og lett kan deles i skjøre flater.
• en fissil bergart som dannes ved konsolidering av leire, gjørme, eller silt, har en fint stratifisert eller laminert struktur, og er sammensatt av mineraler som i det vesentlige er uendret siden avsetning.
• en stein med fissil eller laminert struktur dannet ved konsolidering av leire eller argillaceous materiale.

Ingen av disse har noe å gjøre med såkalt «skifer» -olje & gassproduksjon. Ekte skifer, som ovenfor, er hovedsakelig leirmineraler som også er definert som en størrelse klasse (leirstørrelse) og kalles ofte gråskifer. Hydrokarbonproduserende reservoarer er mindre enn 50% leirmineraler (noen ganger mye mindre), oppfyller ikke partikkelstørrelsesdefinisjonen og er organiske. En av de mest produktive «skifene» i USA er Woodford-formasjonen. Det bærer gjennomsnittlig høyt nivå av organiske stoffer og er vanligvis omtrent 30% leirmineraler. Resten er sand / klastisk i de fleste områder. Andre ‘skifer’ er sterkere inkarbonater enn leire.

Skiferbruk

• Skifer har mange kommersielle bruksområder. Det er et kildemateriale i keramikkindustrien for å lage murstein, fliser og keramikk. Skifer som brukes til å lage keramikk og byggematerialer krever lite bearbeiding i tillegg til knusing og blanding med vann.
• Skifer er knust og oppvarmet med kalkstein for å lage sement for byggebransjen. Oppvarming driver vann og bryter kalkstein i kalsiumoksid og karbondioksid . Karbondioksid går tapt som en gass, og etterlater kalsiumoksyd og leire, som herdes når de blandes med vann og får tørke.
• Tetroindustrien bruker fracking for å utvinne olje og naturgass fra oljeskifer. ved høyt trykk inn i fjellet for å tvinge ut de organiske molekylene. Vanligvis høye temperaturer og spesielle løsningsmidler som er laget for å ekstrahere hydrokarboner, noe som fører til avfallsprodukter som gir bekymringer for miljøpåvirkning.

Nøkkelpunkt

• Skifer er det vanligste sedimentet stein, som står for rundt 70 prosent av jordskorpen.
• Skifer er grovkornet berg laget av komprimert gjørme og leire.
• Den definerende egenskapen til skifene er dens skjørhet. Med andre ord er skifer lettdelt i tynne lag.
• Svarte og gråskifer er vanlige, men fjellet kan vises i hvilken som helst farge.
• Skifer er kommersielt viktig. Den brukes i konstruksjonen av murstein, keramikk, fliser og Portland sement. Naturlig djevel og olje kan fjernes fra oljeskallet.
• Berg kan forekomme i lekene, elvene, bassengene og havene.
• Det er vanlig å finne kalkstein og sandstein i nærheten av skifer.
• Skifer forekommer vanligvis på bladene.
• Omtrent 55% av alle sedimentære bergarter er skifer.
• Someshales har sannsynligvis mye kalsium på grunn av fossilene de inneholder.
• Skifer med høyt aluminiuminnhold brukes i sementproduksjon.
• Skifer med et høyt naturgassinnhold har nylig blitt brukt som energikilde.
• Kvarts og andre mineraler finnes vanligvis i skifer.
• Selv om skifer normalt er grå, kan den være svart hvis den inneholder for mye karbonmateriale.
• Cirka 95% av det organiske materialet i sedimentær bergart finnes i skifer eller gjørme .
• Skifer opprettes ved en prosess som kalles kompresjon.
• Skifer som er utsatt for ekstrem varme og trykk, kan variere i skiferform.
• Når skiferen er dannet, frigjøres den vanligvis inn i innsjøer og elver med saktebevegende vann.
• Leire er en viktig komponent i skiferbergarter.

En kort oversikt over steinavn som brukes til å beskrive gjørmesteiner eller bergarter som er avledet fra dem:

Muddy rock	Beskrivelse
Skifer	En laminert og komprimert bergart. Leire skal dominere over silt.
Leirestein	Som skifer, men mangler fin laminering eller sprekbarhet. Leire skal dominere over silt.
Leirstein	Et synonym for leirestein.
Argillite	En ganske svakt definert bergart. Det er en kompakt og indurert stein begravd dypere enn de fleste gjørme og kan betraktes som en svakt metamorfosert gjørmestein. Argillitt mangler spaltet spalting og er ikke laminert så godt som typisk skifer er.
Mudstone	Et indurert gjørme som mangler den fine lamineringsegenskapen til skifer. Mudstone har omtrent like store andeler leire og silt. «Mudstone» kan behandles som et generelt begrep som inkluderer alle varianter av bergarter som hovedsakelig består av komprimert gjørme.
Siltstone	En gjørmestein der silt dominerer over leire.
Mudrock	Et synonym for mudstone.
Lutite	Et synonym for mudstone, men sjelden brukt uavhengig.Vanligvis i kombinasjon med noe modifiseringsmiddel (kalsilutitt er en veldig finkornet kalkstein).
Pelite	Et annet synonym for mudstone. Kan brukes til å beskrive ukonsoliderte finkornede sedimenter. Brukes også til å beskrive finkornede karbonater akkurat som lutitt.
Marl	Et kalkholdig gjørme. Det er en blanding av leire, silt og karbonatkorn i forskjellige proporsjoner. Kan konsolideres, men i dette tilfellet heter det ofte marlstone.
Sarl	I likhet med marmel, men inneholder kiselholdige biogene korn i stedet for karbonatslam.
Smarl	En blanding av sarl og smarl.
Svart skifer	Svart karbonholdig skifer som skylder fargen sin på organisk materiale (> 5%). Den er rik på sulfidmineraler og inneholder forhøyede konsentrasjoner av flere metaller (V, U, Ni, Cu).
Oljeskifer	En rekke skifer rik på organisk materiale. Det vil gi hydrokarboner ved destillasjon.
Alunskifer	I likhet med svart skifer, men pyritt har delvis nedbrutt og dannet svovelsyre som reagerte med de bestanddelene mineralene i stein for å danne alun (vannholdig kalium-aluminiumsulfat). Den er rik på flere metaller like svart skifer og har blitt utvunnet som kilde til uran.
Olistostrome	En kaotisk masse av gjørme og større klaster dannet under vann som et tyngdekraftsdrevet leirskred. Det mangler sengetøy.
Turbidite	Et sediment eller en stein avsatt av en turbiditetsstrøm. Disse avsetningene dannes under vann som en blanding av leire, silt og vann som glir nedover den kontinentale skråningen (i de fleste tilfeller). Turbiditt er ofte sammensatt av vekslende silte og leireholdige lag.
Flysch	Et gammelt begrep i dag i stor grad erstattet av turbiditt.
Diamiktitt	Rent beskrivende begrep som brukes til å beskrive enhver sedimentær bergart som inneholder større klaster i en finkornet matrise. Diamikitt kan dannes på mange måter, men det ser ut til å være en litifisert iskasse i de fleste tilfeller.
Tillite	En litifisert dårlig sortert ( større klaster i en gjørmete matrise) sediment avsatt av en isbre. Tillite er en litifisert kassett.
Skifer	En finkornet metamorf bergart som kan deles i tynne ark (har spaltet spalting). Skifer er i de aller fleste tilfeller en metamorfosert skifer / gjørmestein.
Metapelite	Enhver metamorfosert gjørmestein. Skifer, fyllitt og forskjellige lister er vanlige metapelitter.
Fyllitt	En metamorf berg som er høyere i grad enn skifer og lavere enn skifer. Den har en karakteristisk glans på spaltningsflatene gitt av platy glimmer og / eller grafittkrystaller.