Сланец: легко расслаивающаяся метаморфическая порода.

Введение

Легко расщепляющаяся среднезернистая метаморфическая порода

Схист (/'//ʃ//ɪ//s//t/ SHIST) – среднезернистая метаморфическая порода, демонстрирующая выраженную слоистость. Это означает, что порода состоит из минеральных зерен, легко видимых невооруженным глазом или с помощью лупы, ориентированных таким образом, что порода легко расщепляется на тонкие пластинки или чешуйки. Эта текстура отражает высокое содержание пластинчатых минералов, таких как слюда, тальк, хлорит или графит. Они часто перемежаются с более зернистыми минералами, такими как полевой шпат или кварц. Схист обычно формируется в процессе регионального метаморфизма, сопровождающего горообразование (орогенез), и обычно соответствует средней степени метаморфизма. Схист может образовываться из различных пород, включая осадочные, такие как глинистые сланцы, и магматические, такие как туфы. Схист, образовавшийся из глинистого сланца, особенно распространен и часто очень богат слюдой (слюдистый схист). Если тип исходной породы (протолита) можно определить, схисту обычно дают название, отражающее его протолит, например, схистозный метапесчаник. В противном случае в названии породы указываются названия составляющих ее минералов, например, кварц-полевошпатовый биотитовый схист. Схист может представлять сложность для гражданского строительства из-за его ярко выраженных плоскостей спайности.

Этимология

Слово «сланец» происходит от греческого слова σχίζειν (schízein), означающего «раскалывать», что отражает легкость, с которой сланцы раскалываются по плоскости, в которой расположены пластинчатые минералы.

Определение

До середины XIX века термины «сланец», «сланец» и «сланец» не были чётко разграничены специалистами, занимающимися добычей полезных ископаемых. Геологи определяют сланцы как метаморфические породы средней зернистости, демонстрирующие хорошо выраженную сланцеватость. Сланцеватость – это тонкое слоистое строение породы, образованное метаморфизмом (фолиацией), которое позволяет легко раскалывать породу на чешуйки или плиты толщиной менее… Минеральные зерна в сланце обычно имеют размер от… и поэтому хорошо видны при использовании лупы с 10-кратным увеличением. Как правило, более половины минеральных зерен в сланце имеют преимущественную ориентацию. Сланцы составляют одно из трех подразделений метаморфических пород по текстуре, два других подразделения – гнейсы, характеризующиеся слабо выраженной сланцеватостью и более толстым слоистым строением, и гранофелисы, лишенные видимой сланцеватости. На микроскопическом уровне сланцеватость подразделяется на внутреннюю сланцеватость, при которой включения внутри порфиробластов имеют преимущественную ориентацию, и внешнюю сланцеватость, которая характеризуется ориентацией зерен в окружающей среднезернистой породе. Состав породы должен обеспечивать образование обильных пластинчатых минералов. Например, глинистые минералы в аргиллите при метаморфизме превращаются в слюду, образуя слюдяной сланец. На ранних стадиях метаморфизма аргиллит превращается в мелкозернистую метаморфическую породу, называемую сланцем, которая при дальнейшем метаморфизме становится мелкозернистым филлитом. Последующая перекристаллизация приводит к образованию сланца с микой средней зернистости. При дальнейшем протекании метаморфизма слюдяной сланец подвергается реакциям дегидратации, в результате которых пластинчатые минералы превращаются в зернистые минералы, такие как полевые шпаты, что снижает сланцеватость и превращает породу в гнейс. Другие пластинчатые минералы, встречающиеся в сланцах, включают хлорит, тальк и графит. Хлоритовые сланцы обычно образуются в результате метаморфизма ультрамафических магматических пород, как и тальковые сланцы. Тальковые сланцы также образуются в результате метаморфизма талькосодержащих карбонатных пород, образовавшихся в результате гидротермальных изменений. Графитовый сланец встречается редко, но может образовываться в результате метаморфизма осадочных слоев, содержащих большое количество органического углерода, который может иметь происхождение от водорослей. Метаморфизм фелсических вулканических пород, таких как туф, может приводить к образованию кварц-мусковитового сланца.

Before the mid 19th century, the terms slate, shale and schist were not sharply differentiated by those involved with mining. Geologists define schist as medium grained metamorphic rock that shows well developed schistosity. Schistosity is a thin layering of the rock produced by metamorphism (a foliation) that permits the rock to easily be split into flakes or slabs less than thick. The mineral grains in a schist are typically from in size and so are easily seen with a 10× hand lens. Typically, over half the mineral grains in a schist show a preferred orientation. Schists make up one of the three divisions of metamorphic rock by texture, with the other two divisions being gneiss, which has poorly developed schistosity and thicker layering, and granofels, which has no discernible schistosity. At the microscopic level, schistosity is divided into internal schistosity, in which inclusions within porphyroblasts take a preferred orientation, and external schistosity, which is the orientation of grains in the surrounding medium grained rock. The composition of the rock must permit formation of abundant platy minerals. For example, the clay minerals in mudstone are metamorphosed to mica, producing a mica schist. Early stages of metamorphism convert mudstone to a very fine grained metamorphic rock called slate, which with further metamorphism becomes fine grained phyllite. Further recrystallization produces medium grained mica schist. If the metamorphism proceeds further, the mica schist experiences dehydration reactions that convert platy minerals to granular minerals such as feldspars, decreasing schistosity and turning the rock into a gneiss. Other platy minerals found in schists include chlorite, talc, and graphite. Chlorite schist is typically formed by metamorphism of ultramafic igneous rocks, as is talc schist. Talc schist also forms from metamorphosis of talc bearing carbonate rocks formed by hydrothermal alteration. Graphite schist is uncommon but can form from metamorphosis of sedimentary beds containing abundant organic carbon. This may be of algal origin. Metamorphosis of felsic volcanic rock, such as tuff, can produce quartz muscovite schist.

Инженерные соображения

В геотехнической инженерии плоскость сланцеватости часто формирует разрыв, который может существенно влиять на механическое поведение (прочность, деформацию и т.д.) горных массивов при, например, строительстве тоннелей, фундаментов или склонов. Опасность может существовать даже на нетронутой местности. 17 августа 1959 года землетрясение магнитудой 7,2 дестабилизировало горной склон вблизи озера Хебген, штат Монтана, сложенный сланцами. Это привело к массивному оползню, в результате которого погибло 26 человек, находившихся в лагере в этом районе.