Кіріспе

Шөгінді тау жынысының түрі – Mudrock (балшық тас) – ұсақ түйірлі кремнийлі шөгінді тау жыныстарының класы. Mudrock-тың (балшық тастың) әртүрлі түрлеріне саз тас, балшық тас, сазды тас және шифер жатады. Тасты құрайтын бөлшектердің көпшілігі өте кішкентай, оларды дала жағдайында зерттеу қиын. Көзге көріне келгенде, бұл тау жыныстары өте ұқсас, бірақ олардың құрамы мен атауларында маңызды айырмашылықтар бар. Mudrock-ты (балшық тасты) жіктеуде көптеген келіспеушіліктер болды. Оларды жіктеуге кедерес келтіретін бірнеше маңызды мәселе бар: Mudrock (балшық тас) – бүгінгі күнге дейін ең аз зерттелген және түсінігі келмеген шөгінді тау жыныстарының бірі. Mudrock-тың (балшық тастың) құрамын зерттеу олардың өте кішкентай өлшемдері мен сыртқы факторларға сезімталдығы себепті қиын. Ең бастысы, ғалымдар бірнеше жіктеу жүйесін қабылдайды. Геологиялық жазбадағы шөгінді тау жыныстарының 50% -ын Mudrock (балшық тас) құрайды және олар Жер бетіндегі ең кең таралған шөгінділер болып табылады. Ұсақ шөгінділер эрозияның ең көп таралған өнімдері және олар Mudrock-тың (балшық тастың) кең таралған болуына ықпал етеді. Уақыт өте келе қысымның артуымен, жапырақ тәрізді саз минералдары бір-біріне қатарласып, параллель қабаттану (фиссильділік) пайда болуы мүмкін. Бұл жұқа қабаттарға оңай бөлінетін материал шифер деп аталады, ол саз тастан ерекшеленеді. Саз тастың фиссильділігінің немесе қабаттанудың болмауы, литификацияға дейін шөгіндідегі организмдердің қабаттасуды бұзуына немесе оның бастапқы құрылымына байланысты болуы мүмкін. Адамзат тарихының басынан бері, қыш ыдыстар мен кірпіштер қолмен жасалған кезден бастап, Mudrock (балшық тас) маңызды рөл атқарып келді. Mudrock (балшық тас) туралы алғашқы кітап – Миллоның «Geologie des Argils» еңбегі 1964 жылға дейін жарияланбады. Алайда, ғалымдар, инженерлер және мұнай өндірушілер Burgess шиферінің ашылуынан бастап және Mudrock-тың (балшық тастың) мұнаймен байланысын анықтағаннан бері олардың маңыздылығын түсінді. Осы кең таралған тау жынысы туралы әдебиеттер соңғы жылдары көбейіп келеді және технология оны жақсырақ талдауға мүмкіндік береді.

Саз тас

Балшық тас – литифтелген және қабатталмайтын саз тас. Тас балшық тас деп есептелуі үшін, оның кемінде елу пайызы балшықтан (филлосиликаттардан) тұруы керек, олардың бөлшектері бір миллиметрдің 1/256 бөлігінен кіші болуы тиіс. Балшық минералдары саз тастардың негізгі құрауыштары болып табылады және көлем бойынша бірінші немесе екінші ең көп кездесетін компонентті құрайды. Олар балшықты байланыстырады және оған пластикалық қасиет береді, яғни ағып түсуге мүмкіндік жасайды. Балшық минералдары әдетте өте ұсақ бөлшекті болып келеді және саз тастарда танылған ең кішкентай бөлшектерді көрсетеді. Дегенмен, кварц, фельдшпат, темір оксидтері және карбонаттар да әдеттегі балшық минералдарының мөлшеріне дейін ыдырауы мүмкін. Мөлшерін салыстыру үшін, балшық бөлшегінің мөлшері құм түйіршігінің 1/1000 бөлігіне тең. Бұл балшық бөлшегі судың тұрақты жылдамдығымен 1000 есе қашыққа жүзеді дегенді білдіреді, сондықтан шөгу үшін тыныш жағдайлар қажет. "Саз тас" терминологиясын әктастарды Дунхам жіктеу схемасымен шатастыруға болмайды. Дунхам жіктеуі бойынша саз тас – карбонат бөлшектерінің 10 пайызынан кемін қамтитын кез келген әктас. Көміртекті балшық тастар карбонат бөлшектерімен жұмыс жасамайды. Фридман, Сандерс және Копаска Меркель (1992) силицикластық тау жыныстарымен шатасуды болдырмау үшін "сыртқы сазды тас" терминін қолдануды ұсынады.

Селт тас

Сазтасты – литияланған, жарылмайтын сазтас. Тас сазтас деп аталуы үшін, оның құрамында елу проценттен астам ұсақ тозаң мөлшері болуы керек. Ұсақ тозаң – құмнан кіші, 1/16 миллиметр, бірақ сазdan үлкен, 1/256 миллиметр болатын кез келген бөлшек. Ұсақ тозаң физикалық ыдыраудың нәтижесі деп саналады, оған қатып-еру, жылулық кеңею және қысымның азаюы кіруі мүмкін. Физикалық ыдырау тау жынысының химиялық құрамын өзгертпейді, оны тау жынысының физикалық бөлінуі деп қорытындылауға болады. Жер бетіндегі ұсақ тозаңның ең көп мөлшері Гималай тауларында кездеседі, онда жыл сайын 5-10 метрге дейін жауын-шашын жауады. Кварц пен фельдшпат – ұсақ тозаң құрамының ең үлкен бөлігін құрайды, ал ұсақ тозаң біріктірмейтін, пластикалық емес, бірақ оңай сұйықтанатын қасиетке ие. Тас сазтас па, жоқ па, оны анықтау үшін далада қарапайым тәжірибе жасауға болады: тасты тіске тигізу керек. Егер тас тіске "қыртылдаған" сияқты сезілсе, онда ол сазтас.

Скеле

Шлаф – ұсақ түйірлі, қатты, қабатталған балшық тас. Ол саз минералдары, кварц және дала шпатынан тұрады. Шлаф литофикацияланған және жарылуға бейім. Оның бөлшектерінің кем дегенде 50 пайызы 0,062 мм-ден кіші болуы керек. Бұл термин тек сазды немесе саз құрамы бар тастарға қатысты. Шлафтың әк және органикалық заттарға бай түрлері көп, бірақ қара шлаф, яғни органикалық заттарға бай шлаф, қосымша зерттеуді қажет етеді. Шлафтың қара шлаф болуы үшін, оның құрамында 1 проценттен астам органикалық көміртегі болуы тиіс. Көмірсутектерге жақсы бастапқы тас 20 процентке дейін органикалық көміртегін қамтуы мүмкін. Әдетте, қара шлафтың көміртегі балдырлардан түседі, олар ыдырап, сапропель деп аталатын шөгінді құрайды. Бұл шөгінді 3-6 километр (1,8-3,7 миль) тереңдікте және қажетті температура мен қысымда пісірілгенде керогенге айналады. Керогенді қыздырғанда, 1 тонна тасқа шамамен мұнай мен газ өнімдерінің белгілі бір мөлшері түседі. Өзендер, толқындар және жағалау ағындары құм мен қиыршық тастан саз, балшық және лайды еркін түсіру жылдамдығына байланысты бөліп алады. Ұзын өзендер, аз еңісті және кең су алабы бар өзендер сазды тасымалдауға ең қолайлы. Миссисипи өзені – судың көп мөлшері бар, ұзын және аз еңісті өзеннің жақсы мысалы. Ол солтүстік бөлігінен сазды алып келіп, оны сазды дельтасына шөгіндіреді.

Саз тасты жиналу орталары

Төменде саз тастардың пайда болу орталары, мұхитқа тасымалдау жолдары және шөгінді жиналатын орталар сияқты әртүрлі орталардың тізімі келтірілген.

Алювиалды орта

Үндістандағы Ганг, Қытайдағы Сары және АҚШ-тағы Төменгі Миссисипи өзендері – аллювиалды аңғарлардың жақсы мысалдары. Бұл жүйелердің суы үздіксіз толықтылып тұрады және су тасқыны кезінде саз бен лай жағалауға шөгіп, ал арнасы тасталған өзендер лаймен толады, осы арқылы саздық шөгінділердің қалыптасуына үлес қосады. Құрлық ғана емес, мұхитта тіршілік ететін организмдер де мұхит шөгінділеріне өз үлесін қосады. Әлемдегі өзендер теңізге ең көп көлемдегі еріген және суспензиядағы саз бен лайды тасымалдап, мұхиттың таяз суларына шөгіндіреді. Полюстердегі мұздықтар мен суда қалқып жүзетін мұздықтар шөгінділерін тікелей теңіз түбіне түсіреді. Құрғақ аймақтардан жел ұсақ бөлшекті материалдарды әкеле алады, сондай-ақ жанартаудың күшті жарылыстары да осы процеске үлес қосады. Осы көздердің барлығының үлес қосу деңгейі әртүрлі.

Саз тастар циклі

Біз балшық тастың өмірінің басталуын таудың басындағы шөгінді ретінде көзге елестете аламыз, ол плиталардың тектоникалық қозғалысымен көтерілген немесе жанартаудан ауаға лақтырылған болуы мүмкін. Бұл шөгінді жаңбыр, жел және гравитацияның әсеріне ұшырайды, бұл оны ауа райының әсерінен ыдыратып, бұзады. Ауа райының нәтижесінде пайда болған өнімдер, саздан бастап балшық, қиыршық тас және үлкен тастарға дейінгі бөлшектерді қамтиды, төменгі алапқа тасымалданады, онда олар көптеген шөгінді балшық тас түрлерінің біріне қатаңдануы мүмкін. Соңында, балшық тас жер астынан шақырымдармен төмен жылжиды, онда қысым мен температура балшық тасты пісіріп, метаморфтанған гнейске айналдырады. Метаморфтанған гнейс тау жынысы немесе жанартаудағы магма түрінде қайтадан жер бетіне оралады, және бүкіл процесс қайта басталады. Қызыл балшық тастар балшық тастағы темірдің тотығуынан пайда болады, ал қызыл түстің қарқындылығына байланысты тау жынысы толығымен тотыққандығын анықтауға болады. Тағы бір маңызды құрылым – Моррисон формациясы. Бұл аймақ 1,5 миллион шаршы мильді құрайды және АҚШ-тың Монтана штатынан Нью-Мексикоға дейін созылады. Бұл әлемдегі ең маңызды динозаврлардың жерленген жерлерінің бірі саналады, ал оның көптеген қазбаларын әлем музейлерінде табуға болады.

Мұнай және табиғи газ

Мұнайлы тау жыныстары, әсіресе қара балшық, бүкіл әлемде құнды мұнай ресурстарының бастауы және оларды сақтаушысы болып табылады. Саз тастар мен органикалық материалдың шөгуі үшін тыныш су ортасы қажет болғандықтан, мұнайдың ең сенімді көзі – саз тастар. Саз тастардың кеуектілігі төмен, олар су өткізбейді, және көбінесе, егер саз тас қара балшық болмаса, мұнай және табиғи газ кендерін жабу үшін қолданылады. Егер мұнай кенде табылып, оны қоршаған тау жынысы мұнайдың бастапқы көзі болмаса, қара балшық – нағыз бастапқы тау жынысы болып табылады.