Σχιστόλιθος

Σχιστόλιθος είναι ένα ελασματοποιημένο ή σχάσιμο κλαστικό ιζηματογενές πέτρωμα που αποτελείται από επικράτηση λάσπης και αργίλου άλλα ορυκτά , Ιδιαίτερα χαλαζίας και ασβεστίτης. Χαρακτηριστικές ιδιότητες του σχιστόλιθου είναι οι ρωγμές κατά μήκος των λεπτών ελασμάτων ή η παράλληλη στρώση ή η στρώση που ονομάζεται σχάση. Είναι πιο άφθονο ιζηματογενές πέτρωμα. Η σύνθεση (λάσπη και άργιλος) του σχιστόλιθου σε μια κατηγορία των ιζηματογενή πετρώματα γνωστός ως λασπόπετρα. Διαφορά μεταξύ σχιστόλιθου και λασπόλιθου, Είναι σχάσιμο και ελασματοποιημένο φαίνεται. Σχιστόλιθος τεμαχίζεται εύκολα σε λεπτά κομμάτια κατά μήκος των ελασμάτων.

Προέλευση: Detrital/Clastic

Χρώμα: Μαύρο, Γκρι

Group: Κλαστικό ιζηματογενές πέτρωμα

Υφή:     Clastic; Πολύ λεπτόκοκκος (< 0.004 mm) Σχιστόλιθος . Πηλός σχιστόλιθος. Αμμώδης σχιστόλιθος

Ορυκτολογική Σύνθεση: Σχιστόλιθος Feldspathic, Shale χαλαζόζης, Micaceous Shale

Ορυκτά: Ορυκτά αργίλου, Χαλαζίας

Υλικά Τσιμέντου. Ασβεστώδης σχιστόλιθος . Σιδηρώδης σχιστόλιθος. Πυριτικός σχιστόλιθος

Εναπόθεση Περιβάλλοντος Flood Plain, Lake (μακριά από την ακτή), Mid-continental Shelf, Delta, Tidal Flat, Lagoon ή Deep Marine

Ταξινόμηση σχιστόλιθου

Οι σχιστόλιθοι είναι σχάσιμα κλαστικά ιζηματογενή βράχους που σχηματίζεται από τη μεταφορά, την εναπόθεση και τη συμπίεση επιβλαβών υλικών λάσπης και αργίλου. Η σχάση του πηλού είναι το κύριο χαρακτηριστικό του διακριτικό από άλλα ιζηματογενή πετρώματα. Η σχάση ορίζεται ως η ιδιότητα ενός βράχου να διασπάται εύκολα κατά μήκος λεπτών (< 10 mm περίπου) παράλληλων στρωμάτων. Αυτός ο παράγοντας σχάσης τονίζεται στο ότι δείχνει την ταξινόμηση των ιζημάτων και των ιζηματογενών πετρωμάτων με βάση τα μεγέθη των θραυσμάτων.

Ταξινόμηση με βάση την υφή

Οι σχιστόλιθοι περιέχουν χαρακτηριστικά λεπτόκοκκα σωματίδια ιλύος και αργίλου (< 0.063 mm). Ως εκ τούτου, ταξινομούνται ως ιλύς σχιστόλιθος ή αργιλικός σχιστόλιθος, ανάλογα με το αν κυριαρχούν οι λάσπες ή οι άργιλοι στα συστατικά του βράχου. Ο αργιλώδης σχιστόλιθος και ο αργιλικός σχιστόλιθος μπορούν συλλογικά να ονομαστούν αργιλικοί σχιστόλιθοι. Περιστασιακά, οι σχιστόλιθοι μπορεί επίσης να περιέχουν αξιόλογες ποσότητες άμμου, οπότε μπορεί να ονομάζονται αμμώδης σχιστόλιθος ή επιφανειακοί σχιστόλιθοι.

 Ταξινόμηση με βάση την ορυκτολογική σύσταση

Οι σχιστόλιθοι μπορούν να ταξινομηθούν ως σχιστόλιθοι χαλαζόζης, αστροπαθείς ή μικώδεις, ανάλογα με την επικράτηση των ορυκτών χαλαζία, αστριός or μικρό, αντίστοιχα, στο βράχο μετά από κατάλληλη ανάλυση XRD (Pettijohn, 1957).

 Ταξινόμηση με βάση τον τύπο των υλικών τσιμέντου/τσιμεντοποίησης.

Οι σχιστόλιθοι όπως και άλλα ιζηματογενή πετρώματα τσιμεντώνονται από ορισμένα ορυκτά ή στοιχεία μετά από εναπόθεση και συμπίεση. Ο κυρίαρχος τύπος υλικού τσιμέντου μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην ταξινόμηση του σχιστόλιθου, καθώς αυτό μπορεί να επηρεάσει τις ιδιότητες ή την απόδοση του σχιστόλιθου όταν χρησιμοποιείται ως υλικό μηχανικής. Τα κοινά υλικά τσιμέντου είναι το πυρίτιο, σίδερο οξείδιο και ασβεστίτης ή ασβέστης. Αντίστοιχα, οι σχιστόλιθοι μπορούν να ταξινομηθούν ως πυριτικοί, σιδηρούχων ή ασβεστώδεις (μερικές φορές ονομάζονται και ασβεστώδεις), αντίστοιχα.

Ταξινόμηση με βάση το περιβάλλον εναπόθεσης

 Το ιζηματογενές περιβάλλον οποιουδήποτε ιζηματογενούς πετρώματος (συμπεριλαμβανομένου του σχιστόλιθου) είναι μια φυσική γεωγραφική οντότητα στην οποία συσσωρεύονται ιζήματα και αργότερα μετατρέπονται σε βράχο (Reineck and Singh, 1980). Τρία ιζηματογενή περιβάλλοντα αποθέσεως αναγνωρίζονται, συγκεκριμένα, ηπειρωτικό, μεταβατικό ή οριακό και θαλάσσιο. Κάθε περιβάλλον καταθέσεων έχει διάφορες υποδιαιρέσεις. Οι σχιστόλιθοι εναποτίθενται γενικά σε λιμναία (ηπειρωτικά), δελταϊκά (μεταβατικά) και θαλάσσια αποθέματα και μπορούν αντίστοιχα να ταξινομηθούν ως τέτοια. δηλαδή λιμνώδεις, δελταϊκούς και θαλάσσιους σχιστόλιθους (Compton, 1977· Boggs, 1995). Λιμνοθάλασσα καταθέσεις χαρακτηρίζονται από μείγμα αργίλου, λάσπης και άμμου. ανόργανα ανθρακικά ιζήματα. και διάφοροι ασπόνδυλοι οργανισμοί του γλυκού νερού, συμπεριλαμβανομένων δίθυρων, οστρακωδών, γαστερόποδων, διατόμων και διαφόρων αποθέσεων φυτών. Τα περισσότερα κοιτάσματα λιμνών έχουν πάχος μικρότερο από 10 μέτρα. Οι δελταϊκές αποθέσεις είναι γενικά παραλικές (αποτελούμενες από τακτικές αλληλουχίες σχιστόλιθων και ψαμμιτών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα εναλλασσόμενων θαλάσσιων παραβιάσεων και παλινδρόμησης). Χαρακτηρίζονται επίσης από μικρό βάθος και συγκέντρωση ορυκτών αργίλου καολινίτη/ιλίτη/μοντμοριλλονίτη. Οι αποθέσεις του θαλάσσιου περιβάλλοντος χαρακτηρίζονται από ομοιογενείς αλληλουχίες πετρωμάτων (μη παραλιακή), μεγάλο βάθος, ανεπάρκεια οξυγόνου και συγκέντρωση ιλίτη/μοντμοριλλονίτη ορυκτά αργίλου. Οι σχιστόλιθοι του θαλάσσιου περιβάλλοντος εναπόθεσης είναι γενικά πιο σκούρες στο χρώμα και πλουσιότεροι σε θαλάσσιο πλαγκτονικό απολιθώματα από τους σχιστόλιθους που εναποτίθενται σε λιμναία και δελταϊκά περιβάλλοντα.

Ταξινόμηση με βάση την περιεκτικότητα σε οργανική ύλη

Οι σχιστόλιθοι μπορούν να ταξινομηθούν ως ανθρακούχοι ή ασφαλτικοί με βάση την περιεκτικότητά τους σε οργανική ύλη (Krumbein and Sloss, 1963). Η περιεκτικότητα σε οργανική ουσία των ανθρακούχων και ασφαλτούχων σχιστόλιθων είναι γενικά πάνω από 10%. Η οργανική ύλη προκαλεί μαύρο ή γκρι χρώμα στους σχιστόλιθους. Το μαύρο χρώμα ορισμένων σχιστόλιθων μπορεί επίσης να οφείλεται στην παρουσία θειούχου σιδήρου. Όταν η κυρίαρχη περιεκτικότητα σε οργανική ύλη προέρχεται από θραύσματα φυτών όπως κόκκοι γύρης, μίσχοι και φύλλα, ο σχιστόλιθος ταξινομείται ως ανθρακώδης και το περιβάλλον εναπόθεσης είναι συνήθως ηπειρωτικό (λίμνη) ή μεταβατικό (δελταϊκό ή λιμνοθάλασσα). Όταν η κυρίαρχη περιεκτικότητα σε οργανική ύλη στον σχιστόλιθο προέρχεται από θραύσματα ζώων όπως απολιθώματα, ο σχιστόλιθος ταξινομείται ως ασφαλτούχος και το περιβάλλον εναπόθεσής του είναι συνήθως δελταϊκό ή θαλάσσιο. Τόσο οι ανθρακικοί όσο και οι ασφαλτούχοι σχιστόλιθοι είναι σημαντικές πηγές πετρωμάτων για την παραγωγή πετρέλαιο πετρέλαιο και φυσικό αέριο ανάλογα με την ποσότητα / είδος περιεκτικότητάς τους σε κερογόνο. Το Kerogen είναι αυτό το Mud Shale όταν είναι πλαστικοποιημένο

Σύνθεση σχιστόλιθου

Οι σχιστόλιθοι αποτελούνται από λάσπη, ορυκτά αργίλου και κόκκους χαλαζία. Γενικά τυπικά κρεμ χρώμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις το χρώμα του βράχου είναι διαφορετικό. Ένα δευτερεύον στοιχείο αλλάζει το χρώμα του βράχου. Το αποτέλεσμα μαύρου σχιστόλιθου με παρουσία περισσότερο από ένα τοις εκατό ανθρακούχο υλικό και υποδηλώνει ένα αναγωγικό περιβάλλον. Το κόκκινο, το καφέ και το πράσινο χρώμα είναι ενδεικτικά του οξειδίου του σιδήρου (αιματίτης – κόκκινα), υδροξείδιο σιδήρου (γκάιτε – καφέ και λιμονίτης – κίτρινο), ή μικτώδη ορυκτά (χλωρίτης, βιοτίτη και ανόητος – χόρτα).

Τα ορυκτά αργίλου είναι το κύριο συστατικό του σχιστόλιθου και άλλων παρόμοιων πετρωμάτων. Τα ορυκτά αργίλου που αντιπροσωπεύονται είναι ως επί το πλείστον καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και ιλλίτης. Τα αργιλικά ορυκτά των αργολιθών του Ύστερου Τριτογενούς είναι διογκώσιμοι σμηκτίτες, ενώ σε παλαιότερα πετρώματα, ειδικά στους σχιστόλιθους του μέσου έως πρώιμου Παλαιοζωικού, κυριαρχούν οι ιλίτες. Η μεταμόρφωση του σμηκτίτης στο illite παράγει πυρίτιο, νάτριο, ασβέστιο, μαγνήσιο, σίδηρο και νερό. Αυτά τα απελευθερωμένα στοιχεία σχηματίζουν αυθεντικό χαλαζία, τσερτ, ασβεστίτης, δολομίτης λίθος, ανκερίτης, αιματίτης και αλβίτης, όλα ίχνη σε δευτερεύοντα (εκτός από χαλαζία) ορυκτά που βρίσκονται σε σχιστόλιθους και άλλους πετρώματα

Οργανική ύλη

Πολύ σημαντικό συστατικό ανθρακούχο υλικό στα σχιστολιθικά πετρώματα. Αυτό είναι το οργανικό υλικό που συνήθως απαντάται στα πετρώματα ως κερογόνο (ένα μείγμα οργανικών ενώσεων με υψηλό μοριακό βάρος). Αν και η κηρογονική ουσία δεν σχηματίζει περισσότερο από το 1% περίπου όλων των σχιστόλιθων, η συντριπτική πλειονότητα της κερογόνου βρίσκεται σε λασπόλιθους. Οι σχιστόλιθοι που είναι πλούσιοι σε οργανική ουσία (>5%) είναι γνωστοί ως μαύροι σχιστόλιθοι. Μαύρο χρώμα δίνεται σε αυτά τα πετρώματα από οργανική ύλη. Η οργανική ύλη θα πρέπει να αποσυντίθεται σε κανονικές συνθήκες από βακτήρια, αλλά η υψηλή παραγωγικότητα, η ταχεία εναπόθεση και η ταφή ή η έλλειψη οξυγόνου μπορεί να τη διατηρήσουν. Σιδηροπυρίτης είναι ένα κοινό θειούχο ορυκτό στους μαύρους σχιστόλιθους. Οργανική ουσία και σιδηροπυρίτης εμφανίζονται μαζί στον ίδιο βράχο γιατί και τα δύο χρειάζονται συνθήκες χωρίς οξυγόνο για τον σχηματισμό τους.

Ορισμένοι σχιστόλιθοι είναι ιδιαίτερα πλούσιοι σε οργανική ουσία. Αυτό το είδος ροκ όνομα είναι Σχιστόλιθος πετρελαίου. Ο σχιστόλιθος πετρελαίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ορυκτό καύσιμο, αν και είναι σχετικά «βρώμικο» καύσιμο επειδή συνήθως περιέχει πολλά ανεπιθύμητα (δεν καίγονται) ορυκτά.

Οι σχιστόλιθοι και τα πετρώματα περιέχουν περίπου το 95 τοις εκατό της οργανικής ύλης σε όλα τα ιζηματογενή πετρώματα. Ωστόσο, αυτό ανέρχεται σε λιγότερο από ένα τοις εκατό κατά μάζα σε έναν μέσο σχιστόλιθο. Οι μαύροι σχιστόλιθοι, που σχηματίζονται σε ανοξικές συνθήκες, περιέχουν μειωμένο ελεύθερο άνθρακα μαζί με σίδηρο (Fe2+) και θείο (S2−). Ο πυρίτης και το άμορφο θειούχο σίδηρο μαζί με τον άνθρακα παράγουν το μαύρο χρώμα.

Σχηματισμός σχιστόλιθου

Ο σχηματισμός σχιστόλιθου είναι λεπτά σωματίδια που μπορούν να παραμείνουν αιωρούμενα στο νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα που έχουν εναποτεθεί μεγαλύτερα σωματίδια άμμου. Οι σχιστόλιθοι συνήθως εναποτίθενται σε πολύ αργά κινούμενα νερά και συχνά απαντώνται σε λίμνες και λιμνοθάλασσες, σε δέλτα ποταμών, σε πλημμυρικές πεδιάδες και υπεράκτια από αμμουδιές. Μπορούν επίσης να εναποτεθούν σε ιζηματογενείς λεκάνες και στην υφαλοκρηπίδα, σε σχετικά βαθιά, ήσυχα νερά.

Οι «μαύροι σχιστόλιθοι» είναι σκουρόχρωμοι, λόγω του ότι είναι ιδιαίτερα πλούσιοι σε μη οξειδωτό άνθρακα. Κοινό σε ορισμένα στρώματα του Παλαιοζωικού και του Μεσοζωικού, οι μαύροι σχιστόλιθοι αποτέθηκαν σε ανοξικά, αναγωγικά περιβάλλοντα, όπως σε στάσιμες στήλες νερού. Ορισμένοι μαύροι σχιστόλιθοι περιέχουν άφθονα βαρέα μέταλλα όπως το μολυβδαίνιο, ουράνιο, βανάδιο, να ψευδάργυρος.

Απολιθώματα, ίχνη ζώων/λαγούμια, ακόμη και κρατήρες πρόσκρουσης σταγόνων βροχής διατηρούνται μερικές φορές σε επιφάνειες σχιστόλιθου. Οι σχιστόλιθοι μπορεί επίσης να περιέχουν σκυρόδεμα που αποτελούνται από πυρίτη, απατίτης, ή διάφορα ανθρακικά ορυκτά.

Οι σχιστόλιθοι που υπόκεινται σε θερμότητα και πίεση μεταμόρφωσης μετατρέπονται σε σκληρούς, σχάσιμους, μεταμορφωμένος βράχος γνωστή ως σχιστόλιθος. Με συνεχή αύξηση του μεταμορφωτικού βαθμού η ακολουθία είναι φυλίτης, Τότε σχιστόλιθος και τελικά γνευσίτης.

Διαγένεση και υδρογονάνθρακες

Η διαδικασία της ιλλιτιοποίησης (ο σμηκτίτης μετατρέπεται σε ιλίτη) είναι μια σημαντική αλλαγή που λαμβάνει χώρα στους λασπόλιθους κατά τη διάρκεια της διαγένεσης. Η αλοιφοποίηση καταναλώνει κάλιο (που παρέχεται συνήθως από τον άφθονα άστριο) και απελευθερώνει σίδηρο, μαγνήσιο και ασβέστιο, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα άλλα ορυκτά που σχηματίζουν, όπως ο χλωρίτης και ο ασβεστίτης. Το εύρος θερμοκρασιών της illitization είναι περίπου 50-100°C3. Η περιεκτικότητα σε καολινίτη μειώνεται επίσης με το αυξημένο βάθος ταφής. Ο καολινίτης σχηματίζεται σε ζεστό και υγρό κλίμα. Το πιο ξηρό εύκρατο κλίμα τείνει να ευνοεί τον σμηκτίτη. Ο λόγος είναι ότι οι πολλές βροχοπτώσεις ξεπλένουν τα διαλυτά ιόντα από το βράχο, ενώ το ξηρότερο κλίμα δεν ολοκληρώνει αυτό το έργο τόσο αποτελεσματικά. Ο καολινίτης ευνοείται σε υγρό κλίμα γιατί περιέχει μόνο αλουμίνιο εκτός από πυρίτιο και νερό. Το αλουμίνιο είναι πολύ υπολειμματικό ενώ τα συστατικά του σμηκτίτη (μαγνήσιο και ασβέστιο, εκτός από αλουμίνιο και σίδηρος) παρασύρονται πιο εύκολα.

Μια άλλη σημαντική και οικονομικά πολύ σημαντική διαδικασία που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαγένεσης (μερικές φορές αυτό το στάδιο αναφέρεται ως καταγένεση) είναι η ωρίμανση του κερογόνου σε υδρογονάνθρακες. Το κερογόνο είναι μια κηρώδης ουσία παγιδευμένη στο βράχο, αλλά θα ωριμάσει σε ελαφρύτερους υδρογονάνθρακες που μπορούν να κινηθούν έξω από το σχιστόλιθο και να μεταναστεύσουν προς τα πάνω. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί σε θερμοκρασίες μεταξύ περίπου 50-150°C4 (παράθυρο λαδιού). Αυτό αντιστοιχεί συνήθως σε 2-4 χιλιόμετρα βάθος ταφής. Οι ελαφρύτεροι υδρογονάνθρακες που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια των διεργασιών (γνωστοί ως καταλυτική και θερμική πυρόλυση) είναι πλέον ελεύθεροι να μεταναστεύσουν προς τα πάνω. Μπορούν να σχηματίσουν εκμεταλλεύσιμες δεξαμενές πετρελαίου και φυσικού αερίου εάν σταματήσουν από κάποιο είδος δομικής παγίδας που μπορεί να είναι ένα αντίκλινο ή σφάλμα Όριο. Το στρώμα βράχου που σταματά την ανοδική κίνηση είναι σε πολλές περιπτώσεις ένα άλλο στρώμα σχιστόλιθου επειδή ο συμπαγής σχιστόλιθος είναι ένα σκληρό φράγμα για υγρά και αέρια. Ο σχιστόλιθος μπορεί επίσης να σχηματίσει ένα υδροφόρο ορίζοντα μεταξύ υδατοφόρων στρωμάτων για τον ίδιο λόγο - δεν επιτρέπει στο νερό να ρέει εύκολα μέσα από το βράχο (έχει χαμηλή διαπερατότητα).

Αυτός είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο ορισμένοι από τους σχηματιζόμενους υδρογονάνθρακες δεν είναι σε θέση να μεταναστεύσουν έξω από τα πετρώματα της πηγής. Αυτός ο πόρος εξακολουθεί να είναι τουλάχιστον εν μέρει διαθέσιμος σε εμάς εάν ανοίξουμε τρύπες και εγχύουμε νερό υπό πίεση στο βράχο που θα προκαλέσει τη θραύση του. Αυτή η μέθοδος είναι γνωστή ως υδραυλική θραύση (fracking). Οι ρωγμές που σχηματίζονται θα διατηρηθούν ανοιχτές από τους κόκκους άμμου που εγχέονται με το νερό και οι υδρογονάνθρακες που έχουν παγιδευτεί στα πετρώματα θα καταστούν ανακτήσιμοι. Η θραύση είναι στην πραγματικότητα μια κοινή διαδικασία στον φλοιό. Οι ορυκτές φλέβες και τα αναχώματα είναι ρωγμές στον φλοιό που ανοίγουν και σφραγίζονται από ένα υγρό ή μάγμα υψηλής πίεσης.

Σημασία των σχιστόλιθων για τη βιομηχανία πετρελαίου

Σύμφωνα με τον Okeke (2003), η βιομηχανία πετρελαίου περιλαμβάνει την εξερεύνηση, την παραγωγή, τη μεταφορά, την επεξεργασία και την εμπορία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Η παραγωγή και η συσσώρευση πετρελαίου περιλαμβάνει τρία στάδια, δηλαδή, παραγωγή στα πετρώματα πηγής, μετανάστευση μέσω γεωλογικών σχηματισμών και αποθήκευση σε δεξαμενές πετρωμάτων. Τα πετρώματα που προέρχονται από πετρέλαιο είναι γεωλογικοί σχηματισμοί που είναι ικανοί να παράγουν πετρέλαιο Άνθρακας, ο αργόλιθος και ο σχιστόλιθος είναι οι αναγνωρισμένες πηγές πετρωμάτων λόγω της περιεκτικότητάς τους σε οργανικό άνθρακα. Αυτά τα οργανικά περιεχόμενα, ανάλογα με τη φύση τους, το περιβάλλον εναπόθεσης, τη θερμοκρασία, την πίεση και το βάθος ταφής τους είναι ικανά να παράγουν πετρέλαιο. Γενικά, το πετρελαϊκό αέριο παράγεται σε οργανικά ιζήματα υψηλής θερμοκρασίας/πίεσης, χουμικά και κυρίαρχα στα φυτά, όπως ο άνθρακας, ενώ το πετρέλαιο παράγεται από λιγότερο χουμικούς, κυρίαρχους και μέτριας θερμοκρασίας/πίεσης θαλάσσιους σχιστόλιθους. Τα πετρώματα της πηγής έχουν πολύ χαμηλό πορώδες και διαπερατότητα, και έτσι το πετρέλαιο αφού σχηματιστεί παγιδεύεται στο βράχο αλλά μπορεί να μετακινηθεί λόγω των συνθηκών υδροδυναμικής πίεσης σε ένα κοντινό πορώδες πέτρωμα από όπου συνεχίζει να κινείται ή να μεταναστεύει μέχρι να παγιδευτεί ή να αποθηκευτεί σε κατάλληλος γεωλογικός σχηματισμός δεξαμενής. Το πετρέλαιο ή το αέριο που έχει παγιδευτεί στις δεξαμενές μπορεί στη συνέχεια να αξιοποιηθεί με τη διάνοιξη γεωτρήσεων στις δεξαμενές. Τέτοιες δεξαμενές περιλαμβάνουν ψαμμίτες, ασβεστόλιθους καθώς και σπασμένους σχιστόλιθους. Οι σχιστόλιθοι ως αδιαπέραστα πετρώματα είναι επίσης σημαντικές σφραγίδες σε στρωματογραφικές και δομικές παγίδες. Ως εκ τούτου, οι σχιστόλιθοι είναι σημαντικοί ως πετρώματα πηγής, ταμιευτήρες, καθώς και πετρώματα φώκιας. Σύμφωνα με τον Roegiers (1993), περίπου το 90% όλων των σχηματισμών που γεωτρήθηκαν στη βιομηχανία πετρελαίου είναι σχιστόλιθοι και ασβεστόλιθοι. Είναι επίσης γνωστό ότι οι σχιστόλιθοι μπορεί να είναι προβληματικοί στη βιομηχανία πετρελαίου. Ο Roegiers (1993) λέει ότι περίπου το 75% των προβλημάτων γεώτρησης/ολοκλήρωσης φρέατος σχετίζονται με σχηματισμούς σχιστόλιθου. Λεπτομέρειες για τις θετικές καθώς και τις αρνητικές πτυχές του σχιστόλιθου στη βιομηχανία πετρελαίου εξετάζονται τώρα.

Χαρακτηριστικά και ιδιότητες σχιστόλιθου

Εδώ είναι διαφορετικά επίπεδα ορισμών.

• μαλακό, λεπτά στρωματοποιημένο ιζηματογενές πέτρωμα που σχηματίζεται από ενοποιημένη λάσπη ή άργιλο και μπορεί να χωριστεί εύκολα σε εύθραυστες πλάκες.
• ένα σχάσιμο πέτρωμα που σχηματίζεται από την ενοποίηση αργίλου, λάσπης ή λάσπης, έχει μια λεπτή στρωματοποιημένη ή ελασματοποιημένη δομή και αποτελείται από ορυκτά ουσιαστικά αναλλοίωτα από την εναπόθεση.
• ένα πέτρωμα από σχάσιμη ή ελασματοποιημένη δομή που σχηματίζεται από την ενοποίηση αργίλου ή αργιλώδους υλικού.

Κανένα από αυτά δεν έχει καμία σχέση με τη λεγόμενη «σχιστολιθική» παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι πραγματικοί σχιστόλιθοι, όπως παραπάνω, είναι κυρίως αργιλικά ορυκτά τα οποία ορίζονται επίσης ως κατηγορία μεγέθους (μεγέθους αργίλου) και ονομάζονται συνήθως γκρίζοι σχιστόλιθοι. Οι δεξαμενές παραγωγής υδρογονανθράκων είναι λιγότερο από 50% αργιλικά ορυκτά (μερικές φορές πολύ λιγότερα), πληρούν τον ορισμό του μεγέθους των σωματιδίων και είναι πλούσιες σε οργανικά. Ένας από τους πιο παραγωγικούς «σχιστόλιθους» στις ΗΠΑ είναι ο σχηματισμός Woodford. Φέρει πολύ υψηλό επίπεδο οργανικών ουσιών και είναι συνήθως περίπου 30% αργιλικά ορυκτά. Το υπόλοιπο είναι άμμο/κλαστικό στην περισσότερη περιοχή. Άλλοι «σχιστόλιθοι» είναι ισχυρότεροι σε ανθρακικά άλατα από τους αργίλους.

Χρήσεις σχιστόλιθου

• Ο σχιστόλιθος έχει πολλές εμπορικές χρήσεις. Είναι ένα αρχικό υλικό στη βιομηχανία κεραμικών για την κατασκευή τούβλων, πλακιδίων και αγγείων. Ο σχιστόλιθος που χρησιμοποιείται για την κατασκευή αγγείων και οικοδομικών υλικών απαιτεί λίγη επεξεργασία εκτός από τη σύνθλιψη και την ανάμειξη με νερό.
• Ο σχιστόλιθος συνθλίβεται και θερμαίνεται με ασβεστόλιθος για την κατασκευή τσιμέντου για τον κατασκευαστικό κλάδο. Η θέρμανση απομακρύνει το νερό και διασπά τον ασβεστόλιθο σε οξείδιο του ασβεστίου και διοξείδιο του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα χάνεται ως αέριο, αφήνοντας οξείδιο του ασβεστίου και άργιλο, που σκληραίνει όταν αναμιγνύεται με νερό και αφήνεται να στεγνώσει.
• Η βιομηχανία πετρελαίου χρησιμοποιεί fracking για την εξαγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου από σχιστόλιθο πετρελαίου. Το fracking περιλαμβάνει έγχυση υγρού σε υψηλή πίεση στο βράχο για να εξαναγκάσει τα οργανικά μόρια. Τυπικά απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες και ειδικοί διαλύτες για την εξαγωγή των υδρογονανθράκων, οδηγώντας σε απόβλητα που εγείρουν ανησυχίες σχετικά με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Σημείο κλειδί

• Ο σχιστόλιθος είναι το πιο κοινό ιζηματογενές πέτρωμα, το οποίο αντιπροσωπεύει περίπου το 70 τοις εκατό του φλοιού της Γης.
• Ο σχιστόλιθος είναι ένας λεπτόκοκκος βράχος από συμπιεσμένη λάσπη και πηλό.
• Το καθοριστικό χαρακτηριστικό των σχιστόλιθων είναι η ευθραυστότητά τους. Με άλλα λόγια, ο σχιστόλιθος χωρίζεται εύκολα σε λεπτά στρώματα.
• Οι μαύροι και γκρίζοι σχιστόλιθοι είναι συνηθισμένοι, αλλά ο βράχος μπορεί να εμφανιστεί σε οποιοδήποτε χρώμα.
• Ο σχιστόλιθος είναι εμπορικά σημαντικός. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή τούβλων, κεραμικών, πλακιδίων και τσιμέντου Portland. Ο φυσικός διάβολος και το λάδι μπορούν να αφαιρεθούν από τον σχιστόλιθο πετρελαίου.
• Ο βράχος μπορεί να εμφανιστεί στις πλαγιές, τα ποτάμια, τις λεκάνες και τους ωκεανούς.
• Είναι σύνηθες να βρίσκουμε ασβεστόλιθο και αμμόπετρα που βρίσκεται κοντά σε σχιστόλιθο.
• Ο σχιστόλιθος εμφανίζεται συνήθως στα φύλλα.
• Περίπου το 55% όλων των ιζηματογενών πετρωμάτων είναι σχιστόλιθος.
• Μερικοί σχιστόλιθοι πιθανώς έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο λόγω των απολιθωμάτων που περιέχουν.
• Στην παραγωγή τσιμέντου χρησιμοποιείται σχιστόλιθος με υψηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνα.
• Ο σχιστόλιθος με υψηλή περιεκτικότητα σε φυσικό αέριο έχει χρησιμοποιηθεί πρόσφατα ως πηγή ενέργειας.
• Ο χαλαζίας και άλλα ορυκτά βρίσκονται συνήθως στον σχιστόλιθο.
• Αν και ο σχιστόλιθος είναι συνήθως γκρίζος, μπορεί να είναι μαύρος εάν περιέχει πολύ άνθρακα.
• Περίπου το 95% της οργανικής ύλης στα ιζηματογενή πετρώματα βρίσκεται σε σχιστόλιθο ή λάσπη.
• Ο σχιστόλιθος δημιουργείται με μια διαδικασία που ονομάζεται συμπίεση.
• Ο σχιστόλιθος που εκτίθεται σε υπερβολική θερμότητα και πίεση μπορεί να ποικίλλει σε μορφή σχιστόλιθου.
• Μόλις σχηματιστεί, ο σχιστόλιθος συνήθως απελευθερώνεται σε λίμνες και ποτάμια με νερό που κινείται αργά.
• Ο πηλός είναι ένα σημαντικό συστατικό στα σχιστολιθικά πετρώματα.

Μια σύντομη επισκόπηση των ονομάτων των βράχων που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν λασπόλιθους ή βράχους που προέρχονται από αυτές:

Λασπώδης βράχος	Περιγραφή
Σχιστόλιθος	Ένας πλαστικοποιημένος και συμπαγής βράχος. Ο πηλός πρέπει να κυριαρχεί έναντι της λάσπης.
Κλάιστοουν	Όπως ο σχιστόλιθος, αλλά δεν έχει λεπτή πλαστικοποίηση ή σχάσιμό του. Ο πηλός πρέπει να κυριαρχεί έναντι της λάσπης.
Πήλινο βράχο	Συνώνυμο του αργιλόλιθου.
Argillite	Ένας μάλλον ασθενώς καθορισμένος τύπος βράχου. Είναι ένας συμπαγής και σκληρυμένος βράχος θαμμένος βαθύτερα από τους περισσότερους βράχους και μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ένας ασθενώς μεταμορφωμένος λασπόλιθος. Ο Αργιλίτης δεν έχει την σχιστόλιθο και δεν είναι ελασματοποιημένος όπως ο τυπικός σχιστόλιθος.
Λασπόπετρα	Μια σκληρυμένη λάσπη που δεν έχει τη λεπτή ελασματοποίηση που χαρακτηρίζει τους σχιστόλιθους. Η λασπόπετρα έχει περίπου ίσες αναλογίες αργίλου και λάσπης. Το "Mudstone" μπορεί να αντιμετωπιστεί ως ένας γενικός όρος που περιλαμβάνει όλες τις ποικιλίες πετρωμάτων που αποτελούνται κυρίως από συμπαγή λάσπη.
Siltstone	Λασπόλιθος στον οποίο η λάσπη υπερισχύει του πηλού.
Mudrock	Συνώνυμο της λασπόπετρας.
Λουτίτης	Συνώνυμο του λασπόλιθου αν και σπάνια χρησιμοποιείται ανεξάρτητα. Συνήθως σε συνδυασμό με κάποιο τροποποιητή (ο ασβεστίτης είναι ένας πολύ λεπτόκοκκος ασβεστόλιθος).
Πελίτης	Άλλο ένα συνώνυμο της λασπόπετρας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή μη στερεοποιημένων λεπτόκοκκων ιζημάτων. Χρησιμοποιείται επίσης για την περιγραφή των λεπτόκοκκων ανθρακικών ως λαουτίτη.
Λιπαντικό χώμα	Μια ασβεστολιθική λάσπη. Είναι ένα μείγμα από πηλό, λάσπη και ανθρακικούς κόκκους σε διάφορες αναλογίες. Μπορεί να ενοποιηθεί αλλά σε αυτή την περίπτωση συχνά ονομάζεται marlstone.
Sarl	Παρόμοιο με τη μάργα αλλά περιέχει πυριτικούς βιογενείς κόκκους αντί για ανθρακική λάσπη.
Smarl	Ένα μείγμα από sarl και smarl.
Μαύρος σχιστόλιθος	Μαύρος ανθρακούχος σχιστόλιθος που οφείλει το χρώμα του στην οργανική ύλη (>5%). Είναι πλούσιο σε θειούχα μέταλλα και περιέχει υψηλές συγκεντρώσεις αρκετών μετάλλων (V, U, Ni, Cu).
Σχιστόλιθος πετρελαίου	Ποικιλία σχιστόλιθου πλούσια σε οργανική ουσία. Θα δώσει υδρογονάνθρακες κατά την απόσταξη.
Σχιστόλιθος στυπτηρίας	Παρόμοια με τον μαύρο σχιστόλιθο, αλλά ο πυρίτης έχει εν μέρει αποσυντεθεί σχηματίζοντας θειικό οξύ το οποίο αντέδρασε με τα συστατικά ορυκτά του πετρώματος για να σχηματίσει στυπτηρία (ένυδρο θειικό κάλιο-αλουμίνιο). Είναι πλούσιο σε πολλά μέταλλα όπως και ο μαύρος σχιστόλιθος και έχει εξορυχθεί ως πηγή ουρανίου.
Ολιστόστρωμα	Μια χαοτική μάζα λάσπης και μεγαλύτερες λωρίδες σχηματίστηκαν υποβρύχια ως κατολίσθηση λάσπης που οδηγείται από τη βαρύτητα. Δεν έχει κλινοσκεπάσματα.
Turbidite	Ένα ίζημα ή ένας βράχος που εναποτίθεται από ένα ρεύμα θολότητας. Αυτές οι αποθέσεις σχηματίζονται υποβρύχια ως μείγμα αργίλου, λάσπης και νερού που γλιστράει στην ηπειρωτική πλαγιά (στις περισσότερες περιπτώσεις). Ο τουρμπιδίτης συχνά αποτελείται από εναλλασσόμενα στρώματα ιλύος και αργιλώδους.
Φλυσχ	Ένας παλιός όρος στις μέρες μας έχει αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από το turbidite.
Διαμικτίτης	Καθαρά περιγραφικός όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει οποιοδήποτε ιζηματογενές πέτρωμα που περιέχει μεγαλύτερους κλάστες σε λεπτόκοκκη μήτρα. Ο διαμικτίτης μπορεί να σχηματιστεί με πολλούς τρόπους, αλλά φαίνεται να είναι λιθοποιημένος παγετώνας στην πλειονότητα των περιπτώσεων.
Tillite	Ένα λιθοποιημένο κακώς ταξινομημένο (μεγαλύτερες κλάσεις σε μια λασπώδη μήτρα) ίζημα που εναποτίθεται από έναν παγετώνα. Ο Tillite είναι ένα λιθοποιημένο till.
Σχιστόλιθος	Ένα λεπτόκοκκο μεταμορφωμένο πέτρωμα που μπορεί να χωριστεί σε λεπτά φύλλα (έχει σχισμή). Ο σχιστόλιθος στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων είναι μεταμορφωμένος σχιστόλιθος/λασπόλιθος.
Μεταπελίτης	Οποιοσδήποτε μεταμορφωμένος λασπόλιθος. Ο σχιστόλιθος, ο φυλλίτης και οι διάφοροι σχιστόλιθοι είναι κοινοί μεταπελίτες.
Φυλλίτης	Μεταμορφωμένος βράχος υψηλότερος σε βαθμό από σχιστόλιθο και χαμηλότερος από σχιστόλιθο. Έχει μια χαρακτηριστική γυαλάδα στις επιφάνειες διάσπασης που του δίνει η πλατύ μαρμαρυγία ή/και γραφίτης κρύσταλλα.

αναφορές

• Bonewitz, R. (2012). Πετρώματα και ορυκτά. 2η έκδ. Λονδίνο: DK Publishing.
• Okeke, OC, & Okogbue, CO (2011). Σχιστόλιθοι: Ανασκόπηση των ταξινομήσεων, των ιδιοτήτων και της σημασίας τους για τη βιομηχανία πετρελαίου. Global Journal of Geological Sciences, 9(1), 75-83.
• Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018, 22 Οκτωβρίου). Shale Rock: Γεωλογία, Σύνθεση, Χρήσεις. Ανακτώνται από https://www.thoughtco.com/shale-rock-4165848
• Συνεργάτες της Wikipedia. (2019, 26 Απριλίου). Σχιστόλιθος. Στη Wikipedia, The Free Encyclopedia. Ανακτήθηκε στις 02:01, 9 Μαΐου 2019, από https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shale&oldid=894256126