Shale (Italiano)

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Lo scisto è un clastico laminato o fissile roccia sedimentaria composta da predominanza di limo e argilla altri minerali, in particolare quarzo e calcite. Le proprietà caratteristiche dello scisto sono le rotture lungo lamine sottili o stratificazioni parallele o lettiere chiamate fissilità. È la roccia sedimentaria più abbondante. La composizione (limo e argilla) di scisto in una categoria di rocce sedimentarie noto come mudstone. Differenza tra shale to mudstone, è fissile e laminato visto. Shale rock prontamente in thin piec es lungo le laminazioni.

Origine: Detrital / Clastic

Colore: Nero, Grigio

Gruppo: ClasticSedimentary Rock

Texture: Clastic ; Siltyshale a grana molto fine (< 0,004 mm). Scisto argilloso. Scisto sabbioso

Composizione mineralogica: scisto feldspatico, scisto quarzoso, scisto micaceo

Minerali: minerali argillosi, quarzo

Materiali da cementazione. Scisto calcareo. Scisto ferruginoso. Scisto siliceo

Ambiente deposizionale Pianura alluvionale, lago (lontano dalla riva), piattaforma medio-continentale, delta, distesa di marea, laguna o mare profondo

Classificazione dello scisto

Gli scisti sono rocce sedimentarie clastiche fissili formate dal trasporto, deposizione e compattazione di materiali detritici di limo e argilla. La fissilità dellargilla è la sua principale caratteristica distintiva dalle altre rocce sedimentarie. La fissilità è definita come la proprietà di una roccia di dividersi facilmente lungo sottili strati paralleli ravvicinati (< 10 mm circa). Questo fattore di fissilità è evidenziato dal fatto che mostra la classificazione dei sedimenti e delle rocce sedimentarie in base alle dimensioni dei frammenti.

Classificazione basata sulla tessitura

Gli scisti contengono tipicamente limo a grana fine e particelle di argilla (< 0,063 mm). Sono quindi classificati come scisti limosi o argille, a seconda che i limi o le argille dominino nei costituenti del bacino. Lo scisto limoso e lo scisto argilloso possono essere chiamati collettivamente argillaceousshales. Occasionalmente, gli scisti possono anche contenere quantità apprezzabili di sabbie, nel qual caso possono essere chiamati scisti sabbiosi o arenacei.

Classificazione basata sulla composizione mineralogica

Gli scisti possono essere classificati come quarzosi, feldspatici o micacei scisti a seconda della predominanza dei minerali quarzo, rispettivamente feldspato mica, nella roccia dopo opportune analisi XRD (Pettijohn, 1957).

Classificazione basata sul tipo di materiali da cementazione / cementazione.

Gli scisti come altre rocce sedimentarie sono cementati da alcuni minerali o elementi dopo la deposizione e la compattazione. Il tipo dominante di materiale cementizio può essere utilizzato nella classificazione dello scisto poiché questo può influenzare le proprietà o le prestazioni dello scisto quando utilizzato come materiale di ingegneria. I materiali di cementazione comuni sono silice, ossido di ferro e calcite o calce. Di conseguenza, gli scisti possono essere classificati rispettivamente come silicei, ferruginosi o calcarei (talvolta chiamati anche calcarei).

Classificazione basata sullambiente deposizionale

Lambiente sedimentario di qualsiasi roccia sedimentaria (compreso lo scisto) è unentità geografica naturale in cui i sedimenti vengono accumulati e successivamente trasformati in roccia (Reineckand Singh, 1980). Si riconoscono tre ambienti sedimentari deposizionali, vale a dire continentale, di transizione o marginale e marino. Ogni ambiente deposizionale ha varie suddivisioni. Gli scisti sono generalmente depositati in ambienti deposizionali lacustri (continentali), deltaici (di transizione) e marini e possono corrispondentemente essere classificati come tali; cioè scisti lacustri, deltaici e marini (Compton, 1977; Boggs, 1995). I depositi lacustri sono caratterizzati da miscele di argilla, limo e sabbie; carbonatoprecipitati inorganici; e vari organismi invertebrati di acqua dolce inclusi bivalvi, ostracodi, gasteropodi, diatomee e vari depositi di piante. La maggior parte dei depositi ha uno spessore inferiore a 10 m. I depositi deltaici sono generalmente paralici (costituiti da sequenze ordinate di scisti e arenarie formate a seguito di trasgressioni e regressioni marine alternate). Sono inoltre caratterizzati da profondità ridotta e concentrazione di minerali argillosi caolinite / illite / montmorillonite. I depositi dellambiente marino sono caratterizzati da sequenze rocciose omogenee (non paraliche), grande profondità, carenza di ossigeno e concentrazione di minerali argillosi diillite / montmorillonite.Gli scisti dellambiente deposizionale marino sono generalmente di colore più scuro e più ricchi di fossili planctonici marini rispetto agli scisti depositati in ambienti lacustri e deltaici.

Classificazione basata sul contenuto di materia organica

Gli scisti possono essere classificati come carboniosi o bituminosi sulla base del loro contenuto di materia organica (Krumbein e Sloss, 1963). Il contenuto di materia organica degli scisti carboniosi e bituminosi è generalmente superiore al 10%. La materia organica induce il colore nero o grigio agli scisti. Il colore nero di alcuni scisti può anche essere dovuto alla presenza di solfuro di ferro. Quando il contenuto di materia organica dominante proviene da frammenti di piante come pollingrani, fusti e foglie, lo scisto è classificato come carbonioso e lambiente di deposizione è solitamente continentale (lacustre) o di transizione (deltaico o laguna). Quando il contenuto di materia organica dominante nello scisto proviene da frammenti di animali come i fossili, lo scisto è classificato come bituminoso e il suo ambiente di deposizione è solitamente deltaico o marino. Sia gli scisti carboniosi che bituminosi sono importanti rocce madri per la generazione di petrolio e gas di petrolio a seconda della loro quantità / tipo di contenuto di cherogeno. Kerogenis that Mud Shale quando laminata

Composizione di scisto

Gli scisti sono composti da limo, minerali argillosi e granuli di quarzo. Colore generalmente tipicamente crey. In alcuni casi il colore della roccia è diverso. Un costituente minore altera il colore della roccia. Il risultato è uno shaler nero che contiene più dell1% di materiale carbonioso e indica un ambiente riducente. e illite – verdi).

I minerali argillosi sono i componenti principali dello scisto e di altre rocce simili. I minerali argillosi rappresentati sono principalmente caolinite, montmorillonite andillite. I minerali argillosi delle pietre fangose del tardo terziario sono smectites espandibili mentre nelle rocce più antiche, specialmente negli scisti medio-primi del Paleozoico, predominano illites. La trasformazione della smectite in illite produce silice, sodio, calcio, magnesio, ferro e acqua. Questi elementi rilasciati formano quarzo autentico, selce, calcite, dolomite, ankerite, ematite e albite, tutte tracce di minerali minori (tranne il quarzo) presenti negli scisti e in altre rocce fangose

Materia organica

Molto importante materiale carbonioso componente nelle rocce di scisto. Questo è il materiale organico che di solito si trova nelle rocce come cherogeno (una miscela di composti organici ad alto peso molecolare). Sebbene il cherogeno non formi più dell1% circa di tutti gli scisti, la stragrande maggioranza del cherogeno si trova nelle pietre fangose. Gli scisti ricchi di materia organica (> 5%) sono noti come scisti neri. Il colore nero è dato a queste rocce dalla materia organica. La materia organica dovrebbe essere decomposta in condizioni normali dai batteri, ma lelevata produttività, la rapida deposizione e interramento o la mancanza di ossigeno possono preservarla. La pirite è un minerale solfuro comune negli scisti neri. La materia organica e la pirite si trovano insieme nella stessa roccia perché entrambe necessitano di condizioni prive di ossigeno per la loro formazione.

Alcuni scisti particolarmente ricchi di materia organica. Il nome di questo tipo di roccia è Oil Shale. Lo scisto bituminoso può essere utilizzato come combustibile fossile, sebbene sia un carburante relativamente “sporco” perché di solito contiene molti minerali indesiderati (non in combustione).

Gli scisti e le rocce fangose contengono circa il 95% della materia organica in tutte le rocce sedimentarie Tuttavia, ciò equivale a meno dell1% in massa in uno scisto medio. Gli scisti neri, che si formano in condizioni anossiche, contengono carbonio libero ridotto insieme a ferro ferroso (Fe2 +) e zolfo (S2−). Pirite e solfuro di ferro amorfo insieme al carbonio producono la colorazione nera.

Formazione di scisto

La formazione di scisto è costituita da particelle fini che possono rimanere sospese nellacqua molto tempo prima che le particelle di sabbia più grandi si siano depositate. Gli scisti si depositano aretipicamente in acque molto lente e sono si trovano spesso nei laghi e nei depositi lagunari, nei delta dei fiumi, nelle pianure alluvionali e al largo delle spiagge. Possono anche essere depositati in bacini sedimentari e sulla superficie dei continenti, in acque relativamente profonde e tranquille.

scuro, come ar risultato di essere particolarmente ricco di carbonio non ossidato. Comune in alcuni strati del Paleozoico e del Mesozoico, gli argilli neri erano depositati in ambienti anossici e riducenti, come nelle colonne di acqua stagnante. Alcuni scisti neri contengono metalli pesanti in abbondanza come il molibdeno, luranio, il vanadio e lo zinco.

Fossili, tracce di animali / tane e persino i crateri da impatto delle gocce di pioggia sono talvolta conservati sulle superfici di letti di scisto. Gli scisti possono anche contenere concrezioni costituite da pirite, apatite o vari carbonatiminerali.

Gli scisti che sono soggetti al calore e alla pressione del metamorfismo si trasformano in una roccia dura, fissile e metamorfica nota come ardesia.Con il continuo aumento del grado metamorfico la sequenza è fillite, poi scisto e infine gneiss.

Diagenesi e idrocarburi

Il processo di illitizzazione (la smectite si trasforma in toillite) è un cambiamento importante che avviene in calcoli di fango durante la diagenesi. Lillitizzazione consuma potassio (fornito solitamente dal K-feldspato detritico) e libera ferro, magnesio e calcio, che possono essere utilizzati da altri minerali formanti come la clorite e la calcite. Lintervallo di temperatura dellillitizzazione è di circa 50-100 ° C3. Anche il contenuto di caolinite diminuisce con laumentare della profondità di sepoltura. La caolinite si forma in climi caldi e umidi. Il clima temperato più secco tende a favorire la smectite. Il motivo è che molte precipitazioni lavano via gli ioni solubili dalla roccia, mentre il clima più secco non svolge questo compito in modo così efficace. La caolinite è favorita nei climi umidi perché contiene solo alluminio oltre a silice e acqua. Lalluminio è altamente residuo mentre i costituenti della smectite (magnesio e calcio, oltre allalluminio e al ferro) vengono portati via più facilmente.

Un altro processo importante ed economicamente molto importante che si verifica durante la diagenesi (a volte si fa riferimento a questa fase ascatagenesi) è la maturazione del cherogeno in idrocarburi. Il cherogeno è una sostanza cerosa intrappolata nella roccia, ma maturerà in idrocarburi più leggeri che sono in grado di uscire dallo scisto e migrare verso lalto. Questo processo può avvenire a temperature comprese tra circa 50-150 ° C4 (finestra dellolio). Questo corrisponde di solito a 2-4 chilometri di profondità di sepoltura. Gli idrocarburi più leggeri liberati durante i processi (noti come cracking catalitico e termico) non sono ora liberi di migrare verso lalto. Possono formare serbatoi di petrolio e gas sfruttabili se fermati da una sorta di trappola strutturale che può essere un anticlinale o un confine di faglia. Lo strato roccioso che arresta il movimento verso lalto è in molti casi un altro strato di scisto perché lo scisto compattato è una dura barriera per liquidi e gas. Lo scisto può anche formare un acquiclude tra gli strati portatori dacqua per lo stesso motivo: non consente allacqua di fluire facilmente attraverso la roccia (ha una bassa permeabilità).

Questo è anche il motivo per cui alcuni degli idrocarburi formati non lo sono in grado di migrare dalle rocce madri. Questa risorsa è ancora almeno in parte a nostra disposizione se trapaniamo fori e iniettiamo acqua pressurizzata nella roccia che ne causerà la frattura. Questo metodo è noto come fratturazione idraulica (fracking). Le crepe formatesi saranno mantenute aperte dai granelli di sabbia iniettati con lacqua e gli idrocarburi intrappolati nelle rocce saranno recuperabili. La frattura in realtà è un processo comune nella crosta. Le vene minerali e le dighe sono crepe nella crosta aperte e sigillate da un fluido o magma altamente pressurizzato.

Importanza dello scisto per lindustria petrolifera

Secondo Okeke (2003), lindustria petrolifera comprende lesplorazione, la produzione, il trasporto, la lavorazione e la commercializzazione di petrolio e gas. La generazione e laccumulo di petrolio coinvolgono tre fasi, vale a dire la generazione nelle rocce madri, la migrazione attraverso le formazioni geologiche e lo stoccaggio in serbatoi rocciosi. Le rocce madri petrolifere sono formazioni geologiche in grado di generare petrolio Carbone, pietra fangosa e scisti sono le rocce sorgenti riconosciute a causa del loro contenuto di carbonio organico. Questi contenuti organici, a seconda della loro natura, ambiente di deposizione, temperatura, pressione e profondità di sepoltura, sono in grado di generare petrolio. Generalmente, il gas di petrolio viene prodotto in alimenti organici ad alta temperatura / pressione, umici e vegetali come il carbone, mentre il petrolio è prodotto da scisti marini meno umici, a predominanza fossile e a temperatura / pressione moderata. Le rocce madri hanno una porosità e una permeabilità molto basse e quindi il petrolio una volta formato è intrappolato nel bacino ma può spostarsi a causa delle condizioni di pressione idrodinamica in una roccia porosa vicina da dove continua a muoversi o migrare fino a quando non viene intrappolato o immagazzinato in una formazione di serbatoio geologico adatto . Lolio di petrolio o gastrapped nei serbatoi può quindi essere sfruttato perforando i pozzi nelle riserve. Tali serbatoi includono arenarie, calcari e argille fratturate. Gli scisti come rocce impermeabili sono anche importanti sigilli nelle trappole stratigrafiche e strutturali. Gli scisti sono quindi importanti come rocce madri, serbatoi e rocce di foca. Secondo Roegiers (1993), circa il 90% di tutte le formazioni perforate nellindustria petrolifera è costituito da scisti e calcari. È anche noto che gli scisti possono essere problematici nellindustria petrolifera. Roegiers (1993) afferma che circa il 75% dei problemi di perforazione / completamento dei pozzi sono correlati alle formazioni di scisto. I dettagli sugli aspetti positivi e negativi dello scisto per lindustria petrolifera sono ora esaminati.

Caratteristiche e proprietà dello scisto

Di seguito sono riportati diversi livelli di definizioni.

• Roccia sedimentaria morbida e finemente stratificata che si è formata da fango o argilla consolidata e può essere facilmente scissa in lastre fragili.
• una roccia fissile formata dal consolidamento di argilla, fango, o limo, ha una struttura finemente stratificata o laminata ed è composta da minerali sostanzialmente inalterati dalla deposizione.
• una roccia di struttura fissile o laminata formata dal consolidamento di argilla o materiale argilloso.

Nessuno di questi ha nulla a che fare con il cosiddetto “petrolio di scisto” & produzione di gas. I veri scisti, come sopra, sono principalmente minerali argillosi che vengono definiti anche come dimensione classe (dimensioni dellargilla) e sono comunemente chiamati scisti grigi. I serbatoi che producono idrocarburi sono meno del 50% di minerali argillosi (a volte molto meno), soddisfano la definizione delle dimensioni delle particelle e sono ricchi di organici. Uno degli “scisti” più prolifici negli Stati Uniti è la formazione Woodford. Trasporta un livello molto alto di sostanze organiche ed è in genere circa il 30% di minerali argillosi. Il resto è sabbia / clastico nella maggior parte dellarea. Altri “scisti” sono incarbonati più forti delle argille.

Usi dello scisto

• Lo scisto ha molti usi commerciali. È un materiale di base nellindustria della ceramica per fabbricare mattoni, piastrelle e ceramiche. Lo scisto utilizzato per fabbricare ceramiche e materiali da costruzione richiede poca lavorazione oltre alla frantumazione e alla miscelazione con acqua.
• Lo scisto viene scaldato e riscaldato con calcare per produrre cemento per lindustria edile. . Lanidride carbonica viene persa come gas, lasciando ossido di calcio e argilla, che si induriscono se mescolati con acqua e lasciati essiccare.
• Lindustria petrolifera utilizza il fracking per estrarre petrolio e gas naturale dallo scisto bituminoso. ad alta pressione nella roccia per espellere le molecole organiche. In genere sono necessarie temperature elevate e solventi speciali per estrarre gli idrocarburi, portando a prodotti di scarto che si preoccupano dellimpatto ambientale.

Punto chiave

• Lo scisto è il sedimentario più comune roccia, che rappresenta circa il 70% della crosta terrestre.
• Lo scisto è una roccia a grana fine composta da fango e argilla compressi.
• La caratteristica distintiva degli scisti è la sua fragilità. In altre parole, lo scisto si divide facilmente in strati sottili.
• Gli scisti neri e grigi sono comuni, ma la roccia può apparire in qualsiasi colore.
• Lo scisto è commercialmente importante. È utilizzato nella costruzione di mattoni, ceramica, piastrelle e cemento Portland. Il diavolo naturale e lolio possono essere rimossi dallargilla petrolifera.
• Le rocce possono verificarsi nei playas, nei fiumi, nei bacini e negli oceani.
• È comune trovare calcare e arenaria che giacciono vicino allo scisto.
• Lo scisto si trova di solito sulle foglie.
• Circa il 55% di tutte le rocce sedimentarie sono scisti.
• Gli scisti sono probabilmente ricchi di calcio a causa dei fossili che contengono.
• Lo scisto con un alto contenuto di allumina viene utilizzato nella produzione di cemento.
• Lo scisto con un alto contenuto di gas naturale è stato recentemente utilizzato come fonte di energia.
• Quarzo e altri minerali si trovano tipicamente in scisto.
• Sebbene lo scisto sia normalmente grigio, può essere nero se contiene troppo materiale di carbonio.
• Circa il 95% della materia organica nella roccia sedimentaria si trova nello scisto o nel fango .
• Lo scisto è creato mediante un processo chiamato compressione.
• Lo scisto esposto a temperature e pressioni estreme può variare in forma di ardesia.
• Una volta formato, lo scisto viene solitamente rilasciato nei laghi e fiumi con acqua che si muove lentamente.
• Largilla è un componente importante nelle rocce di scisto.

Una breve panoramica dei nomi delle rocce usati per descrivere le pietre fangose o le rocce da esse derivate:

Roccia fangosa	Descrizione
Shale	Una roccia laminata e compattata. Largilla dovrebbe dominare sul limo.
Pietra argillosa	Come lo scisto ma manca della sua fine laminazione o fissilità. Largilla dovrebbe dominare sul limo.
Roccia argillosa	Un sinonimo di pietra argillosa.
Argillite	Un tipo di roccia piuttosto debolmente definito. È una roccia compatta e indurita sepolta più in profondità della maggior parte delle rocce fangose e può essere considerata una pietra fangosa debolmente metamorfizzata. Largillite non ha la fenditura ardesia e non è laminata come lo è lo scisto tipico.
Pietra fangosa	Un fango indurito privo della caratteristica laminazione fine degli scisti. Mudstone ha proporzioni approssimativamente uguali di argilla e limo. “Mudstone” può essere trattato come un termine generale che include tutte le varietà di rocce composte principalmente da fango compattato.
Siltstone	Un mudstone in cui il limo predomina sullargilla.
Mudrock	Un sinonimo di mudstone.
Lutite	Un sinonimo di mudstone sebbene usato raramente in modo indipendente.Di solito in combinazione con qualche modificatore (la calcilutite è un calcare a grana molto fine).
Pelite	Un altro sinonimo di mudstone. Può essere utilizzato per descrivere sedimenti a grana fine non consolidati. Viene anche usato per descrivere i carbonati a grana fine proprio come la lutite.
Marl	Un fango calcareo. È una miscela di grani di argilla, limo e carbonato in varie proporzioni. Può essere consolidato ma in questo caso viene spesso chiamato marna.
Sarl	Simile alla marna ma contiene grani biogenici silicei invece di fango carbonatico.
Smarl	Un misto di sarl e smarl.
Scisto nero	Scisto carbonioso nero che deve il suo colore alla materia organica (> 5%). È ricco di minerali solfuri e contiene concentrazioni elevate di diversi metalli (V, U, Ni, Cu).
Scisti bituminosi	Una varietà di scisti ricco di sostanza organica. Produrrà idrocarburi per distillazione.
Alum shale	Simile allo scisto nero ma la pirite si è parzialmente decomposta formando acido solforico che ha reagito con i minerali costituenti del roccia per formare allume (solfato idrato di potassio-alluminio). È ricco di diversi metalli proprio come lo scisto nero ed è stato estratto come fonte di uranio.
Olistostrome	Una massa caotica di fango e clasti più grandi formato sottacqua come una colata di fango guidata dalla gravità. Manca di lettiera.
Torbidite	Un sedimento o una roccia depositata da una corrente di torbidità. Questi depositi si formano sottacqua come una miscela di argilla, limo e acqua che scivola lungo il versante continentale (nella maggior parte dei casi). La torbidite è spesso composta da strati alternati limosi e argillosi.
Flysch	Un vecchio termine oggigiorno in gran parte sostituito da torbidite.
Diamittite	Termine puramente descrittivo usato per descrivere qualsiasi roccia sedimentaria contenente clasti più grandi in una matrice a grana fine. La diamittite può essere formata in molti modi, ma nella maggior parte dei casi sembra essere un fino glaciale litificato.
Tillite	Un litificato scarsamente ordinato ( clasti più grandi in una matrice fangosa) sedimenti depositati da un ghiacciaio. La tillite è una lama litificata.
Slate	Una roccia metamorfica a grana fine che può essere suddivisa in fogli sottili (ha una fenditura slaty). Lardesia nella stragrande maggioranza dei casi è uno scisto / pietra fangosa metamorfizzata.
Metapelite	Qualsiasi pietra fango metamorfizzata. Ardesia, fillite e vari scisti sono metapeliti comuni.
Phyllite	Una roccia metamorfica di grado superiore allardesia e inferiore allo scisto. Presenta una caratteristica lucentezza sulle superfici di scollatura conferitagli dalla mica platinata e / o dai cristalli di grafite.