Геология сланца. Сланец

Геология сланца. Сланец

Сланец – вулканическая горная порода, состоящая из пластов минералов, спрессованных под воздействием давления и высоких температур, при этом пластины легко делятся. Нельзя утверждать, что сланец – это самостоятельная минералогическая единица с единой структурой и химическим составом. Сланцевые породы включают в себя множество минералов, которые формируются и залегают в них слоями.

История образования сланцев насчитывает не менее 300 миллионов лет. Большинство залежей формировалось в процессе вулканических изменений в недрах земли или на морском дне из оседавшего ила и глины, которые под давлением горных массивов или воды преобразовывались в тонкие слоистые пласты.

Основу сланцев составляют минералы темных оттенков с включениями полевых шпатов или кварцев. В некоторых разновидностях породы (например, в слюдяных сланцах) в составе присутствует слюда.

Разная структура и минеральный состав породы отражаются на ее физических свойствах. По шкале Мооса показатель твердости варьируется в пределах от 2 до 6 единиц. Низкий коэффициент у графитных сланцев, высокий – у ортоклазов. Хрупкой разновидностью породы является также горючий сланец, состоящий из перегнивших органических веществ. Разлагающиеся моллюски и водоросли выделяют большое количество углеводорода, поэтому горючий сланец быстро воспламеняется и используется в качестве эффективного топлива.

Остальные виды сланцев пожаробезопасны, водонепроницаемы, имеют низкий показатель теплопроводности, устойчивы к негативному воздействию внешних факторов и токсических компонентов.

Виды и цвета сланца

Существует множество разновидностей сланца, отличающихся окраской, минеральным составом, структурой и происхождением.

Окраска сланцев многообразна, зависит от наличия и количества минералов и примесей химических элементов. Наиболее распространенными считаются черные и серые сланцы. Черный камень (аспидный, графитовый, углистый) обладает выраженным графитовым оттенком с матовым блеском, в залежах формируется в виде ровных, легко откалывающихся пластин. Камни серого цвета имеют красивый масляный блеск, поэтому востребованы в отделочных работах. В природе также встречаются сланцы коричневых, зеленых, желтых, бежевых, серых, серо-фиолетовых, красных и белых оттенков.

По химическому составу и минералогическому происхождению различают:

  • Глинистый сланец – твердая порода темно-серого цвета, доходящего до черного. Встречаются образцы зеленых и красных оттенков. В составе присутствуют микроскопические частицы таких глинистых пород, как хлорит и гидрослюда, не разрушается в воде.
  • Кремнистый сланец – порода, образовывающая плотные тонкие листы или плиты из тонкокристаллических кварцевых формирований с возможным присутствием халцедона. В зависимости от количества примесей бывает черного, серого, красного, зеленого или серо-фиолетового цвета.
  • Слюдяной сланец – распространенная порода метаморфического происхождения с кристаллической структурой, в составе которой преобладают кварц и слюда.
  • Горючий сланец – минерал, внешне напоминающий окаменевшую глину, легко воспламеняется, имеет средний показатель плотности и окраску, варьирующую в желтых и серых тонах, часто доходящих до черного цвета.
  • Хлоритовый сланец – камень зеленого цвета с ярким блеском, основу которого составляет хлорит.

Месторождения минерала

Залежи сланцевых пород разрабатываются практически на всех континентах. Их добывают в США (Колорадо, Вайоминг и Юта) и Бразилии, на территории Центральной Европы и Монголии. Имеются месторождения сланцев в Белоруссии, Украине, Казахстане, Эстонии и государствах Средней Азии.

В России значимые объемы горных сланцевых пород добывают в Сибири, на Урале, в Ленинградской, Костромской и Кировской области, окрестностях Екатеринбурга, а также на территориях Чувашии, Мордовии, Республики Коми и Северном Кавказе.

Магические свойства

Сланцы обладают магической силой и могут открыть доступ к познанию вселенских тайн. Для этого просвещенные маги и медиумы налаживают контакт с камнем при помощи несложного ритуала. Подбирается кусочек породы, рядом с которым в полночь на улице зажигается свеча. Около пятнадцати минут нужно пристально смотреть на камень, чтобы увидеть образы и видения. После таких действий владелец сланца может увидеть пророческий сон или предвидение.

С помощью сланца можно избавиться от душевной боли, вызванной разрывом отношений. Постоянный контакт с ним создает вокруг владельца защитную ауру, которая будет оберегать от зависти и злости.

В качестве талисмана сланец рекомендован творческим личностям. В них камень развивает талант, открывает новые идеи и образы, при этом не гарантирует быстрого признания и славы. Оберегами, сделанными из породы, пользуются ясновидящие, медиумы и маги, чтобы развивать свои сверхъестественные таланты и познавать язык Вселенной.

Лечебные свойства

Сланец позитивно влияет на эмоциональный фон и нервную систему. Он успокаивает, избавляет от нервного напряжения, помогает в борьбе с затяжными депрессиями. Поэтому камень используется в отделке жилых помещений, а для нормализации сна в спальне устанавливаются декоративные элементы.

За счет низкой теплопроводности сланец используют в аппликационных процедурах, для чего разогретые камни прикладывают к проблемным органам и суставам.

Компоненты сланцевых пород нейтрализуют хлор и примеси тяжелых металлов, поэтому вода, настоянная на камне, полезна для здоровья.

Применение сланца

Природный сланец обладает качественными физическими и эстетическими свойствами, поэтому в качестве отделочного материала используется при оформлении интерьеров жилых домов, офисов, а также фасадов зданий. Из него сооружают камины, обустраивают полы и декорируют стены. Несмотря на дороговизну натурального камня, его используют в ландшафтном дизайне для мощения дорожек, устройства колонн, декоративных фонтанов, ступеней и других элементов.

Кристаллический сланец обладает высокой прочностью и низким показателем водопоглощения, поэтому в развитых европейских странах используется для устройства кровли. Сланцевое покрытие длительный период сохраняет первоначальный вид, так как за счет своей структуры способно самоочищаться от грязи и пыли.

Из сланца изготавливают эксклюзивную и качественную посуду, которая набирает стремительную популярность не только в ресторанном деле, но и на домашних кухнях. Сланцевая посуда имеет оригинальный вид, легко моется, устойчива к ударам и гигиенична, так как камень устойчив к размножению на нем грибковых бактерий.

Горючий сланец является эффективным топливом для печей и твердотопливных котлов. В химической промышленности сланцевые углеводороды применяют для изготовления пластика, битума, машинных горючих составов и газа.

Камень не используется ювелирами, однако некоторые магические предметы (талисманы или обереги) могут выступать украшением.

Знаки зодиака

Сланец оказывает позитивное влияние на представителей практически всех знаков зодиака. Исключением являются Козероги и Овны, которым камень противопоказан, если только они не относятся к категории творческих личностей.

Явными фаворитами сланца считаются Рыбы и Раки – знаки, которым присуща инфантильность и рассеянность. Им камень открывает секреты по поиску личного жизненного пути, рационального использования времени и достижения результата.


Сфалерит — цинковая обманка Гематит и его защитные свойства Оникс – камень энергии и силы Камень Соколиный глаз и его свойства

Сейчас часто можно услышать слово сланец. Сланец кровельный, сланец интерьерный, сланцевый газ и даже всеми любимые пляжные шлепанцы, также называют сланцами. Так что же такое сланец, каков этот камень, в чем разница между сланцем, который добывают в городе Сланцы, в Ленинградской области, и сланцем, который лежит у Вас на крыше

Будем использовать Международною классификацию по нескольким причинам, главная из которых, в Европе и Америке, что такое сланцевая крыша знают на протяжении многих веков. В этих странах, добыча сланца, - традиция, и конечно, геологи и горные инженеры давно не только описали подробно "Что такое кровельный сланец", но и участвовали в разработке стандартов, как на национальном уровне, к примеру Британский стандарт, принятый в 1940 году, ставший основой для общеевропейского стандарта


Кровельный сланец - Международная классификация CEN 1997

Сланец - Это мелкозернистая горная порода камня, низкой, средней и высокой степени метаморфизма, образованная путем сжатия осадочных пород, способная раскалываться на пластинки, плитку, вдоль параллельных слоев камня. - Это камень, который легко раскалывается на большие и ровные пластины, применяемый в качестве кровельного покрытия

Сланец - Это дно, когда-то существовавшего Мирового океана. Миллионы лет, на дне оседали отложения. Течения, формировали направленные пласты, такой процесс Вы можете увидеть и сегодня, возле берега моря, прогуливаясь по песчаному пляжу. Иногда можно услышать, что Сланец связан с вулканической деятельностью. Это не верно! Да, извергаясь вулканы выбрасывают вулканический пепел, который также оседает на дно моря, но к сланцу это имеет косвенное отношение, в отличии от других пород камня, которые образовались непосредственно во время вулканической деятельности. Образование сланца происходило при сжатии осадочных пород при температуре 300 - 400 градусов, и давлении в 2 - 3 Kbar


Происхождение

Весь сланец в Европе объединяет одно название - VARISCAN, или Большой сланцевый пласт, протянувшийся от Португалии, проходя через Испанию, южную часть Англии, Францию, Италию и Германию. Все основные месторождения сланца в Европе относятся к эпохе Палеозоя и расположены на одном протяженном пласте. Вот почему кровельный сланец из той же Испании, по цвету мало отличим от Немецкого или Французского камня. Он весь черного или серо-черного цвета. Помимо этого, каждый регион выделяет свою Подгруппу, к примеру расположены в зоне "Truchas Syncline".

Английский сланец Welsh Slate - это другое геологическое образование, другой сланцевый пласт, сформировавшийся в более ранний Докембрийский период. Этот сланец имеет другие свойства, впрочем, как и


Сланец бывает разный

Весь сланец можно разделить на четыре большие группы, по степени метаморфизма. Геология дает более расширенные толкования, поэтому возле каждой группы будет ссылка на Википедию

Schist Википедия - Самый прочный сланец. Камень очень плотный, который расколоть практически невозможно. Этот камень используют люди тысячи лет. С армией Александра Македонского традиции добычи и обработки попали на Восток и Древний Египет, а впоследствии в Грецию (σχιστός) и Европу. Именно так, раньше, назывался этот черный камень, сланец, из которого сделаны прекрасные гробницы Египетских Фараонов, камень, на котором наши предки, оставили нам послания. Примечательно, что так раньше назывался весь сланец - камень, который лежал на крышах средневековых дворцов и замков Европы. И только с началом промышленной добычи, в конце XVIII века, начале XIX, сланец стал называться привычным сегодня словом "Slate". Но и сегодня, в той же Америке, часто используют старое название, а к примеру, в Португалии, сланец имеет название "Xisto", что очень созвучно с названием Schist

В отличие от других минералов сланцы могут похвастать довольно большим разнообразием видов.

Поэтому неправильно будет говорить о сланце как определенном минерале - правильнее говорить о сланцевой, или слоистой форме залегания похожих по свойствам минералов.

Виды сланцев

Сланцы отличаются по свойствам, использованию и распространенности.

Выделим наиболее известные:

  • строительный сланец для кровельного дела и отделки;
  • глинистый сланец для химической промышленности;
  • гнейсовый сланец для дорожного строительства;
  • горючие сланцы как топливное сырье.

Существуют также виды, которые используются в машиностроении в качестве наждаков. В них есть значительные включения слюды, что делает их более прочными.

Горючий сланец

Это самый известный вид минерала, который быстро воспламеняется и хорошо горит. Правда, процесс требует интенсивной подачи кислорода, иначе будет образовываться большое количество копоти, особенно если сжигать сланец черного цвета. Вообще этот вид минерала бывает разных оттенков: желтого, серого, до черных тонов. Чем больше в нем органических включений, тем лучше он горит. Его можно внешне сравнить с окаменелой глиной. В принципе, это уже готовое печное топливо и отличное сырье для химиков.

Разведаны огромные залежи этого минерала, однако добыча считается мало рентабельной, потому что залегает он на глубине трех-четырех километров. Поэтому альтернативой другим видам топлива он пока считаться не может.

Глинистые сланцы

Это одна из больших и обширных групп сланцев. В промышленности их применяют довольно широко, и процесс исследования новых возможностей использования минерала продолжается. Его можно использовать как строительный материал. Ровными плитками из этого камня облицовывают здания, ими мостят дорожки в саду и используют для покрытия крыш. Это очень удобный материал в том плане, что в природе он залегает в виде ровных пластин, а его очертания порой имеют идеальную геометрическую форму. Из этих плит даже делают бильярдные столы.

В природе встречаются сланцы, которые насыщены углеродом - это мягкий материал, он носит название «рисовального сланца», потому что им можно рисовать на бумаге. Сюда относится и грифельный сланец. Он залегает столбиками, которые легко отделяются друг от друга.

Во время извержения грязевого вулкана образуются такие минералы, которые тоже называются глинистыми. Они отличаются по цвету: желтому, желто-коричневому, красному и бордовому, зеленоватому. Правда, сланцы зеленого цвета - это редкость. Чаще всего встречаются серые, черные и грязноватые оттенки. Однако для дизайнеров и декораторов тон минерала находится не на первом месте. Хотя и те оттенки, которые встречаются часто, выглядят весьма благородно и естественно.

Как образуется сланец

Ученые так и не пришли к единому мнению об образовании сланцев. Есть версии, которые утверждают, что благодаря высоким температурам и значительному давлению вполне могут появиться такие минералы. Однако четкой и логично выстроенной картины этого процесса не существует. К слову сказать, ее может и не быть, потому что минералы с такими разными свойствами и должны отличаться по механизмам происхождения.

Что касается химического состава, то и здесь есть отличия:

  • глинистые сланцы имеют значительные включения кремнистых алюмосиликатов;
  • горючие сланцы составом похожи на тяжелую нефть, только с гораздо более высокой зольностью;
  • гнейсовые, слюдяные и тальковые сланцы отличаются тем, что в их составе есть самые различные минералы земной коры.

История и современность сланцев

На протяжении нескольких веков сланец используется для строительства жилья. Во времена средневековья римские вельможи покрывали свои дворцы так называемым природным шифером - это и были пластины из сланца. Для облицовки его начали использовать еще раньше, во времена существования Междуречья. В те времена глиняные строения украшались мозаикой из пластинок разноцветного сланца. Считается, что этот опыт дал толчок к освоению камня в виде облицовочного материала, что в дальнейшем привело к изобретению искусственных облицовочных материалов.

В наше время модно украшать загородные дома имитацией кладки из сланца внутри помещений. Для этого используют близкие по тону оттенки. Однако вошедший в моду белый сланец таковым не является - это песчаник.

Наружную облицовку зданий производят так называемым горным сланцем. Это темный и очень прочный материал, который по прочности немного уступает граниту. Поэтому им можно мостить дорожки и площадки на участке.



Сланец относится к метаморфическим горным породам, которые образуются в результате длительного воздействия внешних факторов (температура, давление и т. д.) на исходную горную породу, из-за чего последняя подвергается перекристаллизации. По характеру исходных пород различают ортосланцы (происходящие из магматических пород) и парасланцы (исходная порода осадочная).
Различают сланцы и по степени метаморфизма - слабометаморфизованные глинистые сланцы, кремнистые сланцы, глубокометаморфизованные кристаллические сланцы. Между этими двумя группами промежуточное положение занимают сланцевые породы - филлиты, хлоритовые, серицитовые, зеленые сланцы и некоторые др.

Кремнистые сланцы представляют собой твёрдые плотные тонкоплитчатые (иногда листоватые) породы серого цвета, сложенные роговиковым агрегатом кварца (иногда с халцедоном). Содержание SiО2 в породе 67,5-97%. Нередко присутствуют примеси органического вещества, графита, оксидов и гидроксидов Fe и Mn, хлорита, скелетов радиолярий, спикул губок, водорослевого детрита.
Наиболее распространённые разновидности кремнистых сланцев - радиоляриты (богатые скелетами радиолярий) и лидиты (фтаниты), или пробирные камни, обогащённые углеродом.

Кристаллические сланцы в широком понимании как продукты амфиболитовой и отчасти гранулитовой фаций регионального метаморфизма охватывают гнейсы и мигматиты, в узком - отличаются от последних количественными соотношениями породообразующих минералов. В качестве главных минералов кристаллические сланцы обычно содержат либо кварц и слюду (биотит, мусковит), либо пироксены, амфиболы и плагиоклаз или скаполит, либо только темноцветные минералы (например, роговую обманку).
В составе кристаллических сланцев содержатся также специфические минералы метаморфических пород - гранат (альмандин), кордиерит, андалузит, кианит, силлиманит, ставролит, скаполит, иногда карбонаты и др.
По минеральному составу различают кварцсодержащие слюдяные, гранат-биотитовые, андалузит-биотитовые, кордиерит-биотитовые; бескварцевые диопсид-скаполитовые, диопсид-плагиоклазовые, диопсид-карбонатные и другие кристаллические сланцы.



Сланцы низких ступеней метаморфизма распространены в формациях различного геологического возраста; кристаллические сланцы совместно с гнейсами и мигматитами слагают фундамент древних (докембрийских) щитов, платформ, осевые зоны горных хребтов (ядра крупных антиклинориев). Глинистые сланцы, обогащённые органическими веществами, используются как горючие сланцы.

Основная характерная черта сланцев - слоистость. Породообразующие минералы в этой горной породе расположены тонкими параллельными слоями, благодаря чему из сланца можно получать прочные и ровные пластинки и плитки.
Физико-механические свойства этой породы сильно зависят от степени метаморфизма и минералогического состава. Прочность может быть и на уровне гипса, и на уровне ортоклаза, водопоглощение - от 0,01 % до 3 %.

Месторождения сланцев обнаружены во многих районах и странах. Его используют и как строительно-поделочный камень, для изготовления облицовки зданий и других строительных объектов с древних времен. Чрезвычайная слоистость кварцевых пород позволяет использовать пластины кварца (особенно - глинистого) в качестве кровельного материала. Иногда сланец так и называют - природным шифером.
Сланцы, обогащённые графитом, служат сырьём для извлечения последнего.
Кремнистые сланцы применяются в производстве щебня и силикатного кирпича (динаса), кристаллические сланцы (высокоглинозёмистые кианитовые, силлиманитовые и др.) - как огнеупорное сырьё, для получения силумина.
Разновидности слабометаморфизованных сланцев, обладающие способностью вспучиваться при обжиге, применяют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала (керамзит, шунгизит и др.).

Горючие сланцы – метаморфическая горная порода из группы твердых каустобиолитов. Горючими сланцами называют осадочные породы, тонкоплитчатые аргиллиты или мергели со значительным, до 50-60%, содержанием битуминозных веществ. По сути они являются глинистыми или известковыми углями-сапропелитами.

Структура сланцеватая. Легко распадается на плитки. Загорается от спички и издает запах жженой резины, сильно коптит. Глинистые или мергелистые сланцы, обогащенны органическими веществами и имеют в силу этого черный цвет, а иногда желтый и оливковый. Плотность зависит от содержания органического вещества и минералов, колеблясь в пределах 0,9-1,99 г/см 3 . Твердость по шкале Мооса от 2 до 6. Удельная теплота сгорания до 14 МДж/кг (для сравнения у сухих дров 15 МДж/кг, у бензина 44 МДж/кг).

Отличительные признаки . Для горючего сланца характерны сланцеватое строение, черный, желтый цвет. Горючие сланцы напоминают глинистые сланцы. Отличаются горючие сланцы от глинистых тем, что обладают способностью гореть, и более легки, по сравнению с глинистыми сланцами.

Состав и фото горючих сланцев

Минералогический состав . Органическая часть (кероген) 10-70%, каолинит, монтмориллонит, кальцит, доломит, гидрослюды и полевые шпаты.

Химический состав . Из органических веществ в состав горючих сланцев входят петролены, битум, гумусовые вещества. Для органической части сланцев следующий состав: углерод C 56-80%, водород Н 6-10%, кислород О 11-24%, сера S до 16%, азот N до 2,5%. Неорганическая часть сланцев слишком разнообразна и меняет состав в широком диапазоне: алюмосиликаты, окислы железа, гипс и др.

Горючий сланец, США Горючий сланец, Австралия Пластинчатый горючий сланец

Происхождение

Горючие сланцы образовались на дне морей благодаря одновременному отложению органического и неорганического ила около 450 миллионов лет тому назад.

Образуются из осадков морских, озерных водоемов, лагун при одновременном осаждении глинистых и карбонатных частиц, тонкого органического ила, состоящего из мельчайших водорослей и других организмов. Разлагаясь под водой, без доступа воздуха, органические остатки постепенно превращают ил в темное горючее вещество, затвердевающее при диагенезе. Слагают протяженные пласты мощностью 15-20 м.

Применение горючих сланцев

Горючие сланцы – топливо и технологическое сырье. Из горючих сланцев получают масла и смолы. Первые идут в качестве топлива на электростанции, а смолы являются ценным химическим сырьем для производства почти пятидесяти различных продуктов. Эстонская и Прибалтийская ГРЭС – крупнейшие в мире электростанции, работающие на сланцах.

Из горючих сланцев в ряде стран (в основном США и Канаде) уже вовсю ведется добыча сланцевого газа и сланцевой нефти из наклонно-направленных скважин с горизонтальным стволом и предварительным проведением многостадийного ГРП (сланцы — низкопроницаемая осадочная порода).

Горючие сланцы используются для получения бензина, бытового газа, фенола, ароматических углеводородов, электродного кокса, бензола, синтетического дубителя, клея для строительной индустрии (для скрепления блоков домов), пластмасс, гербицидов, дорожных битумов. Сланцы называют топливом будущего, потому что их мировые запасы во много раз превышают запасы других горючих ископаемых (нефть, природный газ, каменный уголь), вместе взятых. Сланцевая смола является хорошим изолятором, «защитником» от коррозии, в ряде случаев заменяет пайку и сварку. Она также используется для удобрения почвы. Сланцевая зола используется в производстве вяжущих веществ и строительных деталей. Смола находит применение в производстве химических препаратов и даже лекарств.

Месторождения горючих сланцев

Горючие сланцы добываются как открытым так и подземным способом. В России выделяются целые бассейны с залежами ценной породы: Тимано-Печорский, Прибалтийский, Волжский, Вычегодский.

Месторождения сланцев имеются в Белоруссии (Полесье), Эстонии (Кохтла-Ярве, Йыхви), в России (Сланцы – Ленинградская область), Среднем Поволжье (Ульяновск, Сызрань). Богатейшие залежи горючих сланцев имеются также в США (Колорадо, Юта. Вайоминг), Канаде, Бирме, Бразилии (Параиба, Ирати), Италии, Конго и во многих других странах.