Xisto

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O xisto é um clástico laminado ou físsil rocha sedimentar composta por predominância de silte e argila, outros minerais, especialmente quartzo e calcita. As propriedades características do xisto são quebras ao longo de lâminas finas ou camadas paralelas ou estratificação denominada fissilidade. É a rocha sedimentar mais abundante. A composição (silte e argila) xisto em uma categoria de rochas sedimentares conhecida como lamito. Diferença entre xisto para lamito. É físsil e laminado. es ao longo das lâminas.

Origem: Detrital / Clástico

Cor: Preto, Cinza

Grupo: Clástico Rocha Sedimentar

Textura: Clástico ; Siltyshale de granulação muito fina (< 0,004 mm). Xisto de argila. Xisto arenoso

Composição mineralógica: Xisto feldspático, Xisto quartzoso, Xisto micáceo

Minerais: Minerais de argila, quartzo

Materiais de cimentação. Xisto calcário. Xisto ferruginoso. Xisto silicioso

Ambiente deposicional Planície de inundação, lago (longe da costa), plataforma continental média, Delta, Planície de maré, Lagoa ou Marinho profundo

Classificação de xisto

Os folhelhos são rochas sedimentares clásticas físseis formadas a partir do transporte, deposição e compactação de materiais detríticos de silte e argila. A fissilidade da argila é sua principal característica distintiva de outras rochas sedimentares. A fissilidade é definida como a propriedade de uma rocha se dividir facilmente ao longo de camadas paralelas estreitas e próximas (< 10 mm aproximadamente). Este fator de fissilidade é destacado em que mostra a classificação de sedimentos e rochas sedimentares com base no tamanho dos fragmentos.

Classificação com base na textura

Os xistos caracteristicamente contêm silte de granulação fina e partículas de argila (< 0,063 mm). Eles são, portanto, classificados como xisto siltoso ou argila, dependendo se silte ou argila dominam os constituintes da pedra. O xisto argiloso e o xisto argiloso podem ser chamados coletivamente de argillaceousshales. Ocasionalmente, os folhelhos também podem conter quantidades apreciáveis de areia, caso em que podem ser chamados de folhelho arenoso ou folhelho arenoso.

Classificação com base na composição mineralógica

Os folhelhos podem ser classificados como quartzoso, feldspático ou micáceo xisto dependendo da predominância dos minerais quartzo, feldspato mica, respectivamente, na rocha após análise de DRX apropriada (Pettijohn, 1957).

Classificação baseada no tipo de cimentação / materiais de cimentação.

Os folhelhos, como outras rochas sedimentares, são cimentados por alguns minerais ou elementos após a deposição e compactação. O tipo dominante de material de cimentação pode ser usado na classificação do xisto, uma vez que pode afetar as propriedades ou o desempenho do xisto quando usado como material de engenharia. Os materiais de cimentação comuns são sílica, óxido de ferro e calcita ou cal. Assim, os xistos podem ser classificados como siliciosos, ferruginosos ou calcários (às vezes também chamados de calcário), respectivamente.

Classificação baseada no ambiente de deposição

O ambiente sedimentar de qualquer rocha sedimentar (incluindo xisto) é uma entidade geográfica natural na qual os sedimentos são acumulados e posteriormente transformados em rocha (Reineckand Singh, 1980). São reconhecidos três ambientes sedimentares deposicionais, a saber, continental, transicional ou marginal e marinho. Cada ambiente deposicional possui várias subdivisões. Os folhelhos são geralmente depositados em ambientes lacustres (continentais), deltaicos (de transição) e marinhos e podem ser classificados como tal; isto é, xistos lacustres, deltaicos e marinhos (Compton, 1977; Boggs, 1995). Depósitos lacustres são caracterizados por uma mistura de argila, silte e areias; precipitados de carbonato inorgânico; e vários organismos invertebrados de água doce, incluindo bivalves, ostracodes, gastrópodes, diatomáceas e vários depósitos de plantas. A maioria dos depósitos de água tem menos de 10 m de espessura. Os depósitos deltaicos são geralmente parálicos (consistindo em sequências ordenadas de xistos e arenitos formados como resultado de transgressões e regressões marinhas alternativas). Eles também são caracterizados por profundidade rasa e concentração de argila minerais caulinita / ilita / montmorilonita. Os depósitos de ambiente marinho são caracterizados por sequências rochosas homogêneas (não paralíticas), grande profundidade, deficiência de oxigênio e concentração de minerais de argila de ilito / montmorilonita.Os folhelhos do ambiente de deposição marinho são geralmente mais escuros na cor e mais ricos em fósseis planctônicos marinhos do que os folhelhos depositados em ambientes lacustres e deltaicos.

Classificação com base no conteúdo de matéria orgânica

Os folhelhos podem ser classificados como carbonosos ou betuminosos com base em seu conteúdo de matéria orgânica (Krumbein e Sloss, 1963). O conteúdo de matéria orgânica dos xistos carbonáceos e betuminosos é geralmente superior a 10%. A matéria orgânica induz a coloração preta ou cinza aos xistos. A cor preta de alguns folhelhos também pode ser devido à presença de sulfeto de ferro. Quando o conteúdo dominante de matéria orgânica é proveniente de fragmentos de plantas, como polengraus, caules e folhas, o xisto é classificado como carbonáceo e o ambiente deposicional geralmente é continental (lacustre) ou transicional (deltaico ou lagoa). Quando o conteúdo dominante de matéria orgânica no xisto é proveniente de fragmentos de animais, como fósseis, o xisto é classificado como betuminoso e seu ambiente de deposição geralmente é deltaico ou marinho. Ambos os xistos carbonáceos e betuminosos são rochas-fonte importantes para a geração de óleo de petróleo e gás, dependendo da quantidade / tipo de conteúdo de querogênio. Kerogenis esse lama xisto quando laminado

Composição de xisto

Os xistos são compostos de silte, minerais de argila e quartzgrains. Geralmente cor crey típica. Em alguns casos, a cor da rocha é diferente. Um constituinte menor altera a cor da rocha. O resultado de shaler preto apresenta mais de um por cento de material carbonáceo e indica um ambiente redutor. As cores vermelha, marrom e verde são óxido ofertico indicativo (hematita – vermelhos), hidróxido de ferro (goethita – marrons e limonita – amarelo) ou minerais micáceos (clorita, biotita e ilita – verdes).

Os minerais de argila são os principais componentes do xisto e de outras rochas semelhantes. Os minerais de argila representados são principalmente caulinita, montmorilonita andilita. Minerais argilosos de argilitos do Tardio Terciário são esmectitas expansíveis, ao passo que em rochas mais antigas, especialmente em folhelhos do Paleozóico intermediário e inicial, predomínio de ilites. A transformação da esmectita em ilita produz sílica, sódio, cálcio, magnésio, ferro e água. Esses elementos liberados formam quartzo autógeno, cherte, calcita, dolomita, anquerita, hematita e albita, todos os minerais de tominor (exceto quartzo) encontrados em xistos e outros mudrocks

Matéria orgânica

Muito importante material carbonáceo componente nas rochas de xisto. Esse é o material orgânico que geralmente ocorre nas rochas como querogênio (uma mistura de compostos orgânicos com alto peso molecular). Embora o querogênio não forme mais do que cerca de 1% de todos os xistos, a grande maioria do querogênio está nos argilitos. Os folhelhos ricos em matéria orgânica (> 5%) são conhecidos como folhelhos pretos. A cor preta é dada a essas rochas pela matéria orgânica. A matéria orgânica deve ser decomposta em condições normais por bactérias, mas alta produtividade, rápida deposição e soterramento ou falta de oxigênio podem preservá-la. A pirita é um mineral de sulfeto comum em folhelhos negros. Matéria orgânica e pirita ocorrem juntas na mesma rocha porque ambas precisam de condições livres de oxigênio para sua formação.

Alguns xistos são especialmente ricos em matéria orgânica. Este tipo de nome de rocha é Oil Shale. O xisto betuminoso pode ser usado como combustível fóssil, embora seja um combustível relativamente “sujo” porque geralmente contém muitos minerais indesejados (não queimando).

Os xistos e lamaçais contêm cerca de 95 por cento da matéria orgânica em todas as rochas sedimentares . No entanto, isso equivale a menos de um por cento em massa em um xisto médio. Xisto preto, que se forma em condições anóxicas, contém carbono livre reduzido junto com ferro ferroso (Fe2 +) e enxofre (S2−). Pirita e sulfeto de ferro amorfo junto com carbono produzem a coloração preta.

Formação de xisto

A formação de xisto é parceles finos que podem permanecer suspensos na água por muito tempo depois que as partículas maiores de areia se depositam. Os folhelhos são tipicamente depositados em água de movimento muito lento e são frequentemente encontrados em lagos e depósitos lagoonais, em deltas de rios, em planícies aluviais e offshore de areias de praia. Eles também podem ser depositados em bacias sedimentares e na plataforma continental, em águas relativamente profundas e tranquilas.

Xisto negro são escuro, como ar resultado de ser especialmente rico em carbono não oxidado. Comum em alguns estratos Paleozóico e Mesozóico, os negros foram depositados em ambientes anóxicos, redutores, como em colunas de água estagnada. Alguns xistos negros contêm metais pesados abundantes, como molibdênio, urânio, vanádio e zinco.

Fósseis, trilhas / tocas de animais e até crateras de impacto de gotas de chuva às vezes são preservados em superfícies de cama de xisto. Os folhelhos também podem conter concreções consistindo de pirita, apatita ou vários carbonateminerais.

Os folhelhos que estão sujeitos ao calor e à pressão de metamorfismo se transformam em uma rocha dura, físsil e metamórfica conhecida como ardósia.Com o aumento contínuo do grau metamórfico, a sequência é filito, depois xisto e finalmente gnaisse.

Diagênese e hidrocarbonetos

O processo de ilitização (esmectita é transformada em toillita) é uma mudança importante que ocorre em Os argilitos durante a diagênese. A ilitização consome potássio (fornecido geralmente pelo feldspato K detrítico) e libera ferro, magnésio e cálcio, que podem ser usados pelos outros minerais formadores, como clorita e calcita. A faixa de temperatura de ilitização é cerca de 50-100 ° C3. O conteúdo de caulinita também diminui com o aumento da profundidade de soterramento. A caulinita se forma em climas quentes e úmidos. O clima temperado mais seco tende a favorecer a esmectita. A razão é que muita precipitação remove os íons solúveis da rocha, enquanto um clima mais seco não realiza essa tarefa de maneira tão eficaz. A caulinita é preferida em climas úmidos porque contém apenas alumínio, além de sílica e água. O alumínio é altamente residual, enquanto os constituintes da esmectita (magnésio e cálcio, além do alumínio e ferro) se dissipam mais facilmente.

Outro processo importante e economicamente muito importante que ocorre durante a diagênese (às vezes, esse estágio é referido ascatagênese) é a maturação do querogênio em hidrocarbonetos. O querogênio é uma substância cerosa presa na rocha, mas amadurece em hidrocarbonetos mais leves, capazes de se mover para fora do xisto e migrar para cima. Este processo pode ocorrer a temperaturas entre cerca de 50-150 ° C4 (janela de óleo). Isso corresponde geralmente a 2 a 4 quilômetros de profundidade de sepultamento. Os hidrocarbonetos mais leves liberados durante os processos (conhecidos como craqueamento catalítico e térmico) estão agora livres para migrar para cima. Eles podem formar reservatórios de petróleo e gás exploráveis se parados por algum tipo de armadilha estrutural que pode ser um anticlinal ou um limite de falha. A camada de rocha que interrompe o movimento ascendente é, em muitos casos, outra camada de xisto porque o xisto compactado é uma barreira resistente para líquidos e gás. O xisto também pode formar um aquiclude entre as camadas que contêm água pelo mesmo motivo – não permite que a água flua facilmente através da rocha (tem baixa permeabilidade).

Esta é também a razão pela qual alguns dos hidrocarbonetos formados não são capaz de migrar para fora das rochas geradoras. Esse recurso ainda está pelo menos parcialmente disponível para nós se fizermos furos e injetar água pressurizada na rocha, o que fará com que ela se fratura. Este método é conhecido como fraturamento hidráulico (fracking). As fissuras formadas serão mantidas abertas pelos grãos e grãos injetados com a água e os hidrocarbonetos presos nas rochas se tornarão recuperáveis. A fratura, na verdade, é um processo comum na crosta. Veias e diques minerais são rachaduras na crosta abertas e seladas por um fluido ou magma altamente pressurizado.

Importância dos xistos para a indústria do petróleo

Segundo Okeke (2003), a indústria do petróleo abrange a exploração, produção, transporte, processamento e comercialização de óleo e gás de petróleo. A geração e acumulação de petróleo envolvem três etapas, a saber, geração nas rochas geradoras, migração por formações geológicas e armazenamento em reservatórios rochosos. As rochas geradoras de petróleo são formações geológicas capazes de gerar petróleo. Carvão, argilito e xisto são as rochas fontes reconhecidas devido ao seu conteúdo de carbono orgânico. Esses conteúdos orgânicos, dependendo de sua natureza, ambiente de deposição, temperatura, pressão e profundidade de soterramento são capazes de gerar petróleo. Geralmente, o gás de petróleo é produzido em sedimentos orgânicos de alta temperatura / pressão, húmicos e vegetais dominantes, como carvão, enquanto o petróleo é produzido a partir de xistos marinhos menos húmicos, com predominância fóssil e temperatura / pressão moderada. As rochas geradoras têm porosidade e permeabilidade muito baixas e, portanto, o petróleo, uma vez formado, fica preso na rocha, mas pode se mover devido às condições de pressão hidrodinâmica para uma rocha porosa próxima de onde continua se movendo ou migrando até que seja preso ou armazenado em uma formação de reservatório geológico adequado . O óleo de petróleo ou gastraptado nos reservatórios pode então ser explorado pela perfuração de poços nos reservatórios. Esses reservatórios incluem arenitos, calcários, bem como feno fraturado. Os folhelhos como rochas impermeáveis também são selos importantes em armadilhas estratigráficas e estruturais. Os folhelhos são, portanto, importantes como rochas geradoras, reservatórios e também como rochas selantes. Segundo Roegiers (1993), cerca de 90% de todas as formações perfuradas na indústria do petróleo são xistos e calcários. Também se sabe que o xisto pode ser problemático na indústria de petróleo. Roegiers (1993) afirma que cerca de 75% dos problemas de perfuração / completação de poços estão relacionados a formações de xisto. Detalhes dos aspectos positivos e negativos do xisto para a indústria do petróleo agora são revisados.

Características e propriedades do xisto

Aqui estão os diferentes níveis de definições.

• rocha sedimentar macia e finamente estratificada que se formou a partir de lama ou argila consolidada e pode ser facilmente dividida em fragmentos lajes.
• uma rocha físsil que é formada pela consolidação de argila, lama, ou silte, tem uma estrutura finamente estratificada ou laminada, e é composto de minerais essencialmente inalterados desde a deposição.
• uma rocha de estrutura físsil ou laminada formada pela consolidação de argila ou material argiloso.

Nenhum deles tem nada a ver com a chamada produção de gás de óleo de “xisto” &. Xistos verdadeiros, como acima, são principalmente minerais de argila que também são definidos como um tamanho (tamanho de argila) e são comumente chamados de folhelhos cinzentos. Os reservatórios produtores de hidrocarbonetos são menos de 50% de minerais de argila (às vezes muito menos), atendem à definição de tamanho de partícula e são ricos em orgânicos. Um dos “folhelhos” mais prolíficos nos EUA é a formação Woodford. Ele carrega um nível muito alto de orgânicos e é normalmente cerca de 30% de minerais de argila. O Theremainder é areia / clástico na maioria das áreas. Outros “xistos” são encarbonatos mais fortes do que argilas.

Usos do xisto

• O xisto tem muitos usos comerciais. É uma matéria-prima na indústria cerâmica para fazer tijolos, ladrilhos e olarias. O xisto usado para fazer cerâmica e materiais de construção requer pouco processamento além de triturar e misturar com água.
• O xisto é triturado e aquecido com calcário para fazer cimento para a indústria da construção. O aquecimento retira a água e quebra o calcário em óxido de cálcio e dióxido de carbono . O dióxido de carbono é perdido na forma de gás, deixando óxido de cálcio e argila, que endurece quando misturado com água e deixa-se secar.
• A indústria petrolífera usa fracking para extrair óleo e gás natural do xisto betuminoso. O fracking envolve injeção de líquido em alta pressão na rocha para forçar a saída das moléculas orgânicas. Normalmente, altas temperaturas e solventes especiais são necessários para extrair os hidrocarbonetos, levando a resíduos que levantam preocupações sobre o impacto ambiental.

Ponto-chave

• O xisto é o sedimento mais comum rocha, que representa cerca de 70 por cento da crosta terrestre.
• O xisto é uma rocha de granulação fina feita de lama comprimida e argila.
• A característica definidora dos xistos é sua fragilidade. Em outras palavras, o xisto é facilmente dividido em camadas finas.
• O xisto preto e cinza são comuns, mas a rocha pode aparecer em qualquer cor.
• O xisto é comercialmente importante. É utilizado na construção de tijolos, cerâmicas, telhas e cimento Portland. O demônio natural e o óleo podem ser removidos do oleaginoso.
• As rochas podem ocorrer nas playas, rios, bacias e oceanos.
• É comum encontrar calcário e arenito próximos ao xisto.
• O xisto geralmente ocorre nas folhas.
• Aproximadamente 55% de todas as rochas sedimentares são xisto.
• Someshales são provavelmente ricos em cálcio devido aos fósseis que contêm.
• Xisto com alto teor de alumina é usado na produção de cimento.
• O xisto com alto teor de gás natural foi recentemente usado como fonte de energia.
• Quartzo e outros minerais são normalmente encontrados no xisto.
• Embora o xisto normalmente seja cinza, pode ser preto se contiver muito carbono.
• Aproximadamente 95% da matéria orgânica na rocha sedimentar é encontrada no xisto ou lama .
• O xisto é criado por um processo chamado compressão.
• O xisto exposto ao calor e pressão extremos pode variar na forma de ardósia.
• Uma vez formado, o xisto é geralmente liberado em lagos e rios com água de movimento lento.
• A argila é um componente importante nas rochas de xisto.

Uma breve visão geral dos nomes das rochas usados para descrever os argilitos ou rochas derivadas deles:

Rocha lamacenta	Descrição
Xisto	Uma rocha laminada e compactada. A argila deve dominar o lodo.
Claystone	Como o xisto, mas carece de sua fina laminação ou fissilidade. A argila deve dominar o silte.
Rocha de argila	Um sinônimo de argila.
Argilita	Um tipo de rocha fracamente definida. É uma rocha compacta e endurecida enterrada mais profundamente do que a maioria dos mudrocks e pode ser considerada um mudstone fracamente metamorfoseado. A argilita não tem clivagem de xisto e não é laminada tão bem quanto o xisto típico.
Mudstone	Uma lama endurecida sem a característica de laminação fina de xisto. Mudstone tem proporções aproximadamente iguais de argila e lodo. “Mudstone” pode ser tratado como um termo geral que inclui todas as variedades de rochas que são compostas principalmente de lama compactada.
Siltstone	Um mudstone no qual o lodo predomina sobre a argila.
Mudrock	Um sinônimo de mudstone.
Lutite	Um sinônimo de mudstone, embora raramente usado de forma independente.Normalmente em combinação com algum modificador (calcilutita é um calcário de granulação muito fina).
Pelita	Outro sinônimo de lamito. Pode ser usado para descrever sedimentos de grãos finos não consolidados. Também é usado para descrever carbonatos de granulação fina, assim como lutita.
Marl	Uma lama calcária. É uma mistura de grãos de argila, silte e carbonato em várias proporções. Pode ser consolidado, mas neste caso é frequentemente denominado marga.
Sarl	Semelhante à marga, mas contém grãos biogênicos siliciosos em vez de lama carbonática.
Smarl	Uma mistura de sarl e smarl.
Xisto preto	Xisto carbonáceo preto que deve sua cor à matéria orgânica (> 5%). É rico em minerais de sulfeto e contém concentrações elevadas de vários metais (V, U, Ni, Cu).
Xisto betuminoso	Uma variedade de xisto rico em matéria orgânica. Ele renderá hidrocarbonetos na destilação.
Xisto de alumínio	Semelhante ao xisto negro, mas a pirita se decompôs parcialmente formando ácido sulfúrico que reagiu com os minerais constituintes do rocha para formar alúmen (sulfato de potássio-alumínio hidratado). É rico em vários metais, assim como o xisto negro, e foi extraído como fonte de urânio.
Olistostrome	Uma massa caótica de lama e clastos maiores formado debaixo dágua como um deslizamento de terra impulsionado pela gravidade. Não possui cama.
Turbidita	Um sedimento ou rocha depositado por uma corrente de turbidez. Esses depósitos se formam sob a água como uma mistura de argila, silte e água deslizando pela encosta continental (na maioria dos casos). Turbidita é freqüentemente composta de camadas alternadas de siltosos e argilosos.
Flysch	Um termo antigo hoje em dia amplamente substituído por turbidita.
Diamictito	Termo puramente descritivo usado para descrever qualquer rocha sedimentar contendo clastos maiores em uma matriz de granulação fina. A diamictita pode ser formada de várias maneiras, mas parece ser um til glacial litificado na maioria dos casos.
Tillite	Uma litificada mal classificada ( (clastos maiores em uma matriz lamacenta) sedimento depositado por uma geleira. Tillite é uma gaveta litificada.
Slate	Uma rocha metamórfica de granulação fina que pode ser dividida em folhas finas (tem clivagem em ardósia). A ardósia, na grande maioria dos casos, é um xisto / lamito metamorfoseado.
Metapelita	Qualquer lamito metamorfoseado. Ardósia, filito e vários xistos são metapelitos comuns.
Filito	Uma rocha metamórfica com grau superior ao da ardósia e inferior ao xisto. Possui um brilho característico nas superfícies de clivagem que lhe é dado por platy mica e / ou cristais de grafite.