Войти
Глиняный камень ледникового озера Миссула 
Красная илистая порода в формации рваного рифа ( Пенсильвания ), бассейн Камберленд, Новая Шотландия Грязевые породы - это класс тонкозернистых кремнисто - обломочных осадочных пород. Различные типы mudrocks включают алевролиты, аргиллиты, аргиллит, шифер и сланец. Большинство частиц, из которых состоит камень меньше, чем 1 / 16 мм (0,0625 мм; 0,00246 дюйма), и слишком малы, чтобы легко изучить в этой области. На первый взгляд типы пород кажутся очень похожими; однако есть важные различия в составе и номенклатуре.
Было много разногласий по поводу классификации грязевых пород. Несколько важных препятствий для их классификации включают следующее:
Грязевые породы составляют 50% осадочных пород в геологической летописи и являются одними из самых распространенных отложений на Земле. Мелкие отложения являются наиболее распространенным продуктом эрозии, и эти отложения способствуют повсеместному распространению грязевых пород. При повышении давления со временем пластинчатые глинистые минералы могут выровняться с появлением параллельного наслоения ( хрупкости ). Этот тонкослоистый материал, который легко разделяется на тонкие слои, называется сланцем, в отличие от аргиллита. Отсутствие хрупкости или наслоения аргиллита может быть связано либо с исходной текстурой, либо с нарушением наслоения из-за зарывающихся организмов в отложения до литификации.
С самого начала цивилизации, когда керамика и глиняные кирпичи делались вручную, до наших дней глиняные породы играли важную роль. Первая книга о грязевых породах, Geologie des Argils Милло, не была опубликована до 1964 года; однако ученые, инженеры и нефтедобывающие компании осознали важность глинистых пород с момента открытия сланцевого месторождения Берджесс и взаимосвязь между глинистыми породами и нефтью. Литература по этому вездесущему типу горных пород в последние годы увеличилась, а технологии продолжают обеспечивать лучший анализ.
Грязевые породы по определению состоят как минимум на 50% из частиц размером с грязь. В частности, грязь состоит из частиц размером с ил, размер которых составляет от 1/16 до 1/256 ((1/16) 2) миллиметра в диаметре, и частиц размером с глину, размер которых составляет менее 1/256 миллиметра.
Грязевые породы содержат в основном глинистые минералы, а также кварц и полевые шпаты. Они также могут содержать следующие частицы размером менее 63 микрометров: кальцит, доломит, сидерит, пирит, марказит, тяжелые минералы и даже органический углерод.
Существуют различные синонимы для мелкозернистых кремнисто-обломочных пород, содержащих пятьдесят или более процентов составляющих менее 1/256 миллиметра. Аргиллиты, сланцы, лютиты и аргиллиты являются общими определителями или зонтичными терминами; однако термин «грязевые породы» все чаще становится терминологией, которую предпочитают геологи и авторы, занимающиеся осадочными отложениями.
Термин «Mudrock» позволяет для дальнейших подразделений алевролитов, аргиллита, аргиллитов и сланцев. Например, алевролит состоит из более чем 50 процентов зерен, что соответствует 1/16 - 1/256 миллиметра. «Сланец» означает делимость, что подразумевает способность легко разделяться или ломаться параллельно с расслоением. Алевролиты, аргиллиты и аргиллиты подразумевают литифицированный или затвердевший детрит без трещин.
В целом, «глинистые породы» могут быть наиболее полезным квалифицирующим термином, потому что он позволяет разделить породы по наибольшей части вносящих вклад зерен и их соответствующему размеру зерна, будь то ил, глина или ил.
| Тип | Мин зерно | Максимальное зерно |
|---|---|---|
| Глиняный камень | 0 мкм | 4 мкм |
| Аргиллит | 0 мкм | 64 мкм |
| Алевролит | 4 мкм | 64 мкм |
| Сланец | 0 мкм | 64 мкм |
| Шифер | на | на |
Глиняный камень в Словакии Аргиллиты - это литифицированные и нерасщепляемые глинистые породы. Чтобы камень можно было считать аргиллитом, он должен состоять не менее чем на пятьдесят процентов из глины ( филлосиликатов ), частицы которой имеют размер менее 1/256 миллиметра. Глинистые минералы являются неотъемлемой частью глинистых пород и представляют собой первый или второй наиболее распространенный компонент по объему. Они делают грязь липкой и пластичной или способной течь. Глинистые минералы обычно очень мелкозернистые и представляют собой мельчайшие частицы, обнаруживаемые в илистых породах. Однако кварц, полевой шпат, оксиды железа и карбонаты также могут выветриваться до размеров типичных зерен глинистых минералов.
Для сравнения по размеру частицы размером с глину составляют 1/1000 размера песчинки. Это означает, что частица глины будет перемещаться в 1000 раз дальше при постоянной скорости воды, что требует более тихих условий для оседания.
Формирование глины хорошо известно и может происходить из почвы, вулканического пепла и оледенения. Еще одним источником являются древние глинистые породы, потому что они выветриваются и легко разрушаются. Полевой шпат, амфиболы, пироксены и вулканическое стекло являются основными донорами глинистых минералов.
Аргиллиты - это кремнисто-обломочные осадочные породы, которые содержат смесь частиц размером с ил и глину (не менее 1/3 каждой).
Терминологию «аргиллита» не следует путать со схемой классификации известняков Данхэма. По классификации Данхэма аргиллитом считается любой известняк, содержащий менее десяти процентов карбонатных зерен. Отметим, что силикокластический аргиллит не имеет отношения к карбонатным зернам. Фридман, Сандерс и Копаска-Меркель (1992) предлагают использовать «известняковые аргиллиты», чтобы избежать путаницы с силикокластическими породами.
Алевролит на УАТ, Эстония Алевролит - это литифицированная, нерасщепляемая илистая порода. Для того чтобы породу можно было назвать алевролитом, она должна содержать более пятидесяти процентов материала размером с ил. Ил - это любая частица меньше песка, 1/16 миллиметра, и больше глины, 1/256 миллиметра. Считается, что ил является продуктом физического выветривания, которое может включать замерзание и оттаивание, тепловое расширение и сброс давления. Физическое выветривание не связано с какими-либо химическими изменениями в породе, и его лучше всего можно описать как физическое разрушение породы.
Одна из самых высоких пропорций ила на Земле находится в Гималаях, где филлиты подвергаются осадкам до пяти-десяти метров (от 16 до 33 футов) в год. Кварц и полевой шпат вносят наибольший вклад в иловую среду, а ил имеет тенденцию быть несвязным, непластичным, но может легко разжижаться.
Существует простой тест, который можно провести в полевых условиях, чтобы определить, является ли камень алевролитом, и это приложить камень к зубам. Если камень кажется «песчаным» на зубах, то это алевролит.
Марселлус Шейл, Нью-Йорк 
Черный сланец с пиритом Сланец представляет собой мелкозернистую твердую слоистую глинистую породу, состоящую из глинистых минералов, кварца и полевого шпата ила. Сланцы литифицированы и расщепляются. Он должен иметь как минимум 50 процентов частиц размером менее 0,062 мм. Этот термин относится к глинистым или глинистым породам.
Существует много разновидностей сланца, в том числе известковых и богатых органическими веществами; однако черный сланец или сланец, богатый органическими веществами, заслуживает дальнейшей оценки. Чтобы сланец считался черным сланцем, он должен содержать более одного процента органического углерода. Хорошая нефтематеринская порода для углеводородов может содержать до двадцати процентов органического углерода. Как правило, черный сланец получает приток углерода от водорослей, которые разлагаются и образуют слизь, известную как сапропель. Когда этот ил готовится при желаемом давлении, глубине от трех до шести километров (1,8 - 3,7 мили) и температуре 90–120 ° C (194–248 ° F), он образует кероген. Кероген может быть нагрет и дает до 10–150 галлонов США (0,038–0,568 м 3) природного газа и нефти на тонну породы.
Шиферная крыша Сланец - твердый аргиллит, претерпевший метаморфизм, с хорошо развитой спайностью. Он прошел через метаморфизм при температурах между 200–250 ° C (392–482 ° F) или крайней деформации. Поскольку сланец образуется в нижней части метаморфизма, в зависимости от давления и температуры, сланец сохраняет свою стратификацию и может быть определен как твердый мелкозернистый камень.
Сланец часто используется для кровли, полов или старинных каменных стен. Он имеет привлекательный внешний вид, желательны идеальный раскол и гладкая текстура.
Большинство илистых пород образуется в океанах или озерах, потому что в этих средах есть спокойные воды, необходимые для осаждения. Хотя глинистые породы можно найти в любой среде осадконакопления на Земле, большинство из них находится в озерах и океанах.
Сильные дожди обеспечивают кинетическое движение, необходимое для переноса грязи, глины и ила. Юго-Восточная Азия, включая Бангладеш и Индию, получает большое количество дождей из-за муссонов, которые затем смывают отложения из Гималаев и прилегающих территорий до Индийского океана.
Теплый влажный климат лучше всего подходит для выветривания скал, а на шельфах океана у тропических побережий больше грязи, чем на шельфе умеренного или полярного климата. Система Амазонки, например, имеет третье место по величине наносов на Земле, с дождями, которые приносят глину, ил и ил из Анд в Перу, Эквадоре и Боливии.
Реки, волны и прибрежные течения отделяют ил, ил и глину от песка и гравия из-за скорости падения. Более длинные реки с небольшими уклонами и большими водоразделами имеют лучшую пропускную способность для грязи. Река Миссисипи, хороший пример длинной реки с низким градиентом и большим количеством воды, будет уносить грязь из самых северных участков и откладывать материал в своей дельте с преобладанием ила.
Ниже приведен список различных сред, которые выступают в качестве источников, способов транспортировки к океанам и сред отложения грязевых пород.
Ганг в Индии, Желтая в Китае и нижняя часть Миссисипи в Соединенных Штатах - хорошие примеры аллювиальных долин. Эти системы имеют постоянный источник воды и могут вносить грязь из-за отложений на берегу, когда грязь и ил откладываются на берегу во время затопления, и застаивания, когда заброшенный ручей заполняется грязью.
Для существования аллювиальной долины должна быть высокогорная зона, обычно поднятая активным тектоническим движением, и нижняя зона, которая действует как канал для воды и наносов в океан.
Огромные количества ила и тилла образуются в результате оледенения и откладываются на суше в виде тилла и озер. Ледники могут размывать уже уязвимые образования илистых пород, и этот процесс усиливает ледниковое производство глины и ила.
В Северном полушарии находится 90 процентов озер мира размером более 500 км (310 миль), и многие из этих озер образовали ледники. Озерные отложения, образованные оледенением, в том числе глубоким ледниковым размывом, многочисленны.
Хотя ледники составляют 90 процентов озер Северного полушария, они не ответственны за образование древних озер. Древние озера - самые большие и глубокие в мире, и в них содержится до двадцати процентов сегодняшних нефтяных резервуаров. Они также являются вторым по величине источником грязевых пород после морских грязевых пород.
Древние озера обязаны своим обилием грязевых пород своей долгой жизни и толстым слоям отложений. Эти отложения были восприимчивы к изменениям содержания кислорода и осадков и дают надежный отчет о стабильности палеоклимата.
Дельта Миссисипи Дельта - это субаэральные или субаквальные отложения, образующиеся там, где реки или ручьи осаждают отложения в водоем. Дельты, такие как Миссисипи и Конго, обладают огромным потенциалом отложений и могут перемещать отложения в глубокие океанические воды. Среда дельты находится в устье реки, где ее воды замедляются по мере того, как они входят в океан, и осаждаются ил и глина.
Низкоэнергетические дельты, которые откладывают много грязи, расположены в озерах, заливах, морях и небольших океанах, где прибрежные течения также невелики. Дельты, богатые песком и гравием, представляют собой высокоэнергетические дельты, где преобладают волны, а грязь и ил переносятся намного дальше от устья реки.
Прибрежные течения, поступление грязи и волны являются ключевыми факторами отложения грязи на береговой линии. Река Амазонка доставляет 500 миллионов тонн наносов, которые в основном состоят из глины, в прибрежный регион на северо-востоке Южной Америки. 250 тонн этого осадка движутся вдоль берега и осаждаются. Большая часть скопившейся здесь грязи имеет толщину более 20 метров (65 футов) и простирается на 30 километров (19 миль) в океан.
Большая часть наносов, переносимых Амазонкой, может поступать из гор Анд, и окончательное расстояние, пройденное отложениями, составляет 6000 км (3700 миль).
70 процентов поверхности Земли покрыто океаном, а морская среда - это место, где мы находим самую высокую в мире долю глинистых пород. В океане наблюдается большая боковая непрерывность, в отличие от континентов, которые ограничены.
Для сравнения, континенты - временные распорядители грязи и ила, а неизбежным местом скопления илистых отложений являются океаны. Обратитесь к циклу глинистых пород ниже, чтобы понять захоронение и возрождение различных частиц.
В океанах есть различные среды, включая глубоководные желоба, абиссальные равнины, вулканические горы, сходящиеся, расходящиеся и трансформируемые края плит. Не только суша является основным источником океанских отложений, но и организмы, живущие в океане, также вносят свой вклад.
Реки мира переносят наибольший объем взвешенных и растворенных масс глины и ила в море, где они откладываются на шельфе океана. На полюсах ледники и плавающие ледяные капли оседают прямо на морское дно. Ветры могут приносить мелкозернистый материал из засушливых регионов, также вносят свой вклад взрывные извержения вулканов. Все эти источники различаются по ставке вклада.
Осадки перемещаются в более глубокие части океанов под действием силы тяжести, и процессы в океане сравнимы с процессами на суше.
Местоположение оказывает большое влияние на типы грязевых пород, встречающихся в океане. Например, река Апалачикола, которая впадает в субтропики Соединенных Штатов, несет от шестидесяти до восьмидесяти процентов каолинитовой грязи, тогда как Миссисипи несет от десяти до двадцати процентов каолинита.
Мы можем представить начало жизни глинистой породы как осадок на вершине горы, который, возможно, был поднят в результате тектоники плит или поднялся в воздух из-за вулкана. Этот осадок подвергается воздействию дождя, ветра и силы тяжести, которые разбивают скалу на части в результате выветривания. Продукты выветривания, в том числе частицы от глины до ила, гальки и валунов, переносятся в нижний бассейн, где они могут затвердеть в один из множества осадочных аргиллитов.
В конце концов, глинистая порода продвинется на километры ниже недр, где давление и температура превратят аргиллиты в метаморфизованный гнейс. Метаморфизованный гнейс снова выйдет на поверхность в виде вмещающей породы или в виде магмы вулкана, и весь процесс начнется снова.
Грязевые породы могут быть разных цветов, в том числе красного, фиолетового, коричневого, желтого, зеленого и серого и даже черного. Оттенки серого чаще всего встречаются в глинистых породах, а более темные цвета черного получаются из органических углеродов. Зеленые глинистые породы образуются в восстановительных условиях, когда органическое вещество разлагается вместе с трехвалентным железом. Их также можно найти в морской среде, где пелагические или свободно плавающие виды оседают из воды и разлагаются в илистых породах. Красные глинистые породы образуются, когда железо в глинистых породах окисляется, и в зависимости от интенсивности красного цвета можно определить, полностью ли окислена порода.
Burgess Shale Окаменелости хорошо сохранились в образованиях илистых пород, потому что мелкозернистая порода защищает окаменелости от эрозии, растворения и других процессов эрозии. Окаменелости особенно важны для записи окружающей среды прошлого. Палеонтологи могут посмотреть на конкретную область и определить соленость, глубину воды, температуру воды, мутность воды и скорость осаждения с помощью типа и количества окаменелостей в илистых породах.
Одно из самых известных образований глинистых пород - сланцы Берджесс в Западной Канаде, образовавшиеся во время кембрия. На этом месте мягкотелые существа, некоторые целиком, были сохранены действием грязи в море. Твердые скелеты, как правило, единственные сохранившиеся остатки древней жизни; однако сланец Берджесса включает твердые части тела, такие как кости, скелеты, зубы, а также мягкие части тела, такие как мышцы, жабры и пищеварительная система. Сланец Берджесс - одно из самых значительных мест окаменелостей на Земле, где хранятся бесчисленные образцы видов, которым 500 миллионов лет, и его сохранение связано с защитой илистых пород.
Еще одно примечательное образование - формация Моррисон. Эта область занимает 1,5 миллиона квадратных миль, простираясь от Монтаны до Нью-Мексико в Соединенных Штатах. Он считается одним из самых значительных захоронений динозавров в мире, а его многочисленные окаменелости можно найти в музеях по всему миру. Это место включает окаменелости динозавров нескольких видов динозавров, включая аллозавров, диплодоков, стегозавров и бронтозавров. Есть также двоякодышащие, пресноводные моллюски, папоротники и хвойные деревья. Это месторождение было образовано влажным тропическим климатом с озерами, болотами и реками, которые откладывали грязевые породы. Неизбежно, что в илистых породах сохранились бесчисленные образцы поздней юры, примерно 150 миллионов лет назад.
Грязевые породы, особенно черные сланцы, являются источником и резервуарами ценных источников нефти во всем мире. Поскольку глинистые породы и органический материал требуют спокойных водных условий для отложения, глинистые породы являются наиболее вероятным источником нефти. Грязевые породы имеют низкую пористость, они непроницаемы, и часто, если глинистая порода не является черным сланцем, она остается полезной в качестве уплотнения для залежей нефти и природного газа. В случае нефти, обнаруженной в коллекторе, порода, окружающая нефть, не является материнской породой, тогда как черный сланец является нефтематеринской породой.
Как отмечалось ранее, илистые породы составляют пятьдесят процентов геологической летописи земных отложений. Они широко распространены на Земле и важны для различных отраслей промышленности.
Метаморфизованный сланец может содержать изумруд и золото, а глинистые породы могут содержать рудные металлы, такие как свинец и цинк. Грязевые породы важны для сохранения нефти и природного газа из-за их низкой пористости и обычно используются инженерами для предотвращения утечки вредных жидкостей со свалок.
Песчаники и карбонаты фиксируют высокоэнергетические события в нашей истории, и их гораздо легче изучать. Между высокоэнергетическими явлениями есть прослои глинистых пород, которые регистрировали более спокойные, нормальные условия в истории нашей Земли. Это более спокойные, нормальные события нашей геологической истории, которых мы еще не понимаем. Песчаники дают большую тектоническую картину и некоторые признаки глубины воды; Грязевые породы отражают содержание кислорода, в целом более богатое изобилие и разнообразие ископаемых, а также гораздо более информативную геохимию.
Признавая иногда недооцененное значение грязи и глинистых пород для наук о Земле, Геологическое общество Лондона назвало 2015 год «Годом грязи».
