شیل

[masi eng 47,044]

شيل سنگ آواري دانه ريزي استكه خيلي به سهولت ورقه ورقه و يا در امتداد سطوح معيني خرد و شكسته مي شود .در واقعاين سنگهاي رسوبي دانه ريز بر اثر سخت شدگي رس و سيلت يا گل تشكيل مي شود .شيلها باساخت لايه اي با لاميناسيون ظريف و با تورقي كه به تقريب موازي با لايه بندي است ،شناخته مي شوند. اين سنگ در امتداد اين تورق به آساني به صورت لايه هاي نازك مي شكنديا بريده مي شود و ساخت لايه اي آن به طور معمول در سطوح هوازده خيلي واضح مي باشدو با كاني هاي رسي فراوان و كوارتز آواري مشخص مي شود. شيل به طور معمول دست كم 50درصد سيلت ،35 درصد رس يا مقداري ميكاي ريز و 15 درصد مواد شيميائي يا اتوژنيك دارد.معمولا" سيليس ، اكسيدهاي اهن و آلومينيوم و درصد محدودي كربنات كلسيم از اجزاءتشكيل دهنده شيل محسوب مي گردند كه بعضي از خصوصيات و ويژگيهاي ظاهري شيل به همين موادتشكيل دهنده آن بستگي دارد . از جمله كربنات كلسيم كه بطور معمول مقدار متوسط آن درشيلها حدود 6 درصد است و با افزايش مقدار كربنات كلسيم درجه تورق شيل كم مي شود و درمقابل واكنش آن در مقابل اسيد شديد تر مي شود و يا مقدار اكسيد آهن كه رنگ شيلها بهمقدار زيادي بستگي به درجه اكسيداسيون آهن آنها دارد. از نظر دياژنز ، شيلها نيز ماننداكثر رسوبات در معرض بسياري از تغييرات فيزيكي و شيميائي بعد از نهشتگي قرار مي گيرند.مهمترين اين نوع تغييرات فيزيكي، فشردگيو اهم تغييرات شيميائي شامل تحولات كاني شناسي در اجزاء تشكيل دهنده سنگ است. اين سنگمعمولا" نرم و سست است ولي آنقدر سخت شده كه در رطوبت ازهم نپاشد. شيلها بر حسببافت سنگ شناسي و تركيب كاني شناسي و همچنينمشخصات فيزيكي به انواع شيلهاي باقيمانده كه مشخصات بافتي و كاني شناسي سنگ مادر راحفظ مي كنند، شيلهاي توده اي يا غير مطبق كه تورق و لايه بندي در آنها پيشرفت نكرده،شيلهاي معمولي؛ شيلهاي قرمز و شيلهاي سياه تقسيم بندي مي شوند. از سوئي نيز شيلها رااز روي كانيهاي سيلتي موجود در آنها طبقه بندي مي كنند و از اينرو مي توان آنها رابه چهار دسته تقسيم كرد. در مورد شيلهاي ريز دانه كه فاقد دانه هاي سيلتي است يا تجزيهشيميائي آنها را مبناي تقسيم بندي قرار مي دهند و يا اينكه آنها را از روي طبقات ماسهسنگي كه همراه آنها وجود دارد طبقه بندي مي كنند و اگر بخواهيم آنها را خيلي دقيق ترطبقه بندي نمائيم بايستي بوسيله اشعه ايكس نوع كاني رسي آنها را معلوم كرده و از رويآن طبقه بندي نمائيم. با اين وجود مهمترين انواع شيلها عبارتند از :شيلهاي سيليسي، كه قسمت عمده آنها را دانههاي ريز كوارتز تشكيل داده و دانه هاي فلدسپاتي معمولا" نادر است .رنگ اين شيلهامعمولا" سبز تا خاكستري است و گاهي هم به رنگهاي قهوه اي، قرمز و سياه ديده ميشوند.شيلهاي فلدسپاتي، كه عموما" دارايبيش از 10 درصد فلدسپات بوده و از نظر اندازه دانه در حد سنگهاي سيلتي ماسه اي تا سيلتهايرسي مي باشند و گاهی دانه درشت تر نيز هستند. رنگ اين شيلها معمولا" خاكستري ،سبز ، قرمز و شكلاتي است .شيلهاي كلريتي، كه نظير فيلارنايت ها بودهو اكثرا" همراه آنها ديده مي شوند. در اين شيلها هميشه فلدسپات وجود دارد و مقدارآن ممكن است بيش از كوارتز باشد .شيلهاي ميكائي، كه مقدار زيادي ميكا درآنهاديده مي شود و غالبا" با سريسيت همراه است .رنگ اين شيلها معمولا" خاكسترييا خاكستري قهوه اي است ولي گاهی نيز به رنگهاي قرمز و سبز ديده مي شوند.شيلهاي نفتي، كه گروه متنوعي از سنگها ميباشند و داراي مواد آلي بوده و بيشتر در حلالهاي آلي غير قابل حل مي باشند. اين شيلهاداراي مقادير قابل توجهي مواد غير آلي هستند كه عمدتا" از كوارتز در اندازه سيلتو كانيهاي رسي تشكيل شده اند.

[masi eng 47,044]

اجزاء تشكيل دهنده گل سنگ ها شامل كوارتز، كاني هاي رسي و مواد ديگر است. كاني هاي رسي جزء اصلي تشكيل دهنده گل سنگ ها مي‌باشند . ساختمان كاني هاي رسي از بنيان هاي تترائدر واكتائدر و لايه هاي بروسيت Mg(OH)2 تشكيل شده است .

در لايه تترائدر، سيليس _ اكسيژن است كه سه اتم اكسيژن در هر تترائدر با تترائدر مجاور به اشتراك گذاشته شده و به يكديگر متصل شده و يك هگزاگونال را تشكيل مي دهند.

از نظر ساختماني كاني هاي رسي به دو گروه داراي ساختمان دولايه اي (گروه كانديت) و سه لايه اي (گروه اسمكتيت) تقسيم مي شوند.

•در گروه كانديت يا كائولينيت، تناوب ورقه هاي تترائدر و اكتائدر وجود دارد و يك ورقه سيليس تترائدر توسط يون هاي مشترك H+ به آلومينيوم اكتائدر متصل شده است.

اگر بين آنها آب وجود نداشته باشد كائولينيت و اگر آب وجود داشته باشد هالوسيت ايجاد مي شود. از ديگر اعضاي اين گروه مي توان به ديكيت و ناكريت ، برتيرين ، شاموزيت و گريناليت اشاره كرد. كائولينيت داراي يك فاصله بنيادي (يعني فاصله بين يك لايه سيليس و لايه بعدي) 7 آنگستروم است.

•اعضاء گروه اسمكتيت داراي ساختمان 3 لايه اي هستند بطوريكه يك لايه آلومينيوم اكتائدري بين دو لايه سيليس تترائدر قرار مي گيرد.

فاصله بنيادي در اين گروه 14 آنگستروم است ولي بعلت توانايي جذب مولكول هاي آب توسط اسمكتيت اين فاصله مي‌تواند از 6/9 تا 4/21 آنگستروم تغيير كند.

كاني معروف اين گروه كه آبدار است، مونت موريونيت مي باشد و قابليت انبساط دارد. ناترونيت، ساپونيت و استونزيت از ديگر اعضاي اين گروه هستند.

در نانترونيت Fe3+ در لايه اكتائدري جانشين Al+3 مي شود و در ساپونيت و استونزيت جانشيني Mg2+ با Al+3 صورت مي گيرد .

ورميکوليت ساختماني شبيه به اسمكتيت با قابليت انبساط کمتري دارد و تمام موقعيت هاي اكتائدري توسط Mg2+ وFe2+ اشغال شده و مقدار زيادي از Si4+ توسط Al+3 جانشين شده است. اگر به جاي H+ در مونت موريونيت يون K+ قرار بگيرد (به منظور خنثي نمودن وكمبود ناشي از جانشيني Al+3 با Si4+ در اكتائدر ) ايليت تشكيل مي شود.

اگر به جاي لايه هاي آبدار، لايه هاي بروسيت قرار گيرد، كاني كلريت ايجاد مي شود. ايليت و كلريت پايدارترين كاني هاي رسي هستند. علاوه بر اين كاني هاي رسي با لايه هاي مختلط نيز فراوانند. از جمله كرنزيت (Corrensite) كه از لايه هاي مختلط كلريت- مونت موريونيت تشكيل شده است.

بيرفرنژانس كاني‌هاي رسي از كائولينيت به مونت موريونيت و ايليت افزايش مي يابد. كوارتز در گل سنگ ها عمدتاً در اندازه سيلت است که از برخورد دانه ها در محيط آبي و بادي و سايش يخچالي مشتق شده است .

تغييرات منطقه اي در اندازه دانه و درصد كوارتز در توالي گلسنگي مي تواند در مطالعات جغرافيايي قديم مورد استفاده قرار گيرد. ساير تركيبات موجود در گل سنگ ها شامل فلدسپات ها، موسكويت كه فراوانتر از بيوتيت است، كلسيت به صورت خرده هاي اسكلتي، پيريت به صورت ندولي، گلوكونيت ، بريترين ، هماتيت، ژيپس، انيدريت و نمك مي باشند.مواد آلي در گل سنگ ها به ويژه در شيل هاي سياه فراوان است و اگر تمركز آن ها به مقدار كافي برسد ممكن است منجر به تشكيل شيلهاي نفتي شود.

ايليت (k, Fe) و کائولن ، فراوانترين كاني رسي اتي ژن در ماسه سنگ ها مي باشند .

مونت موريلونيت (Mg) ، كلريت (Mg, Fe) نشان گر شرايط دياژنزدريايي (محيط كولابي) است كه در مناطق معتدله، 2 برابر ايليت مي باشد . مونت موريلونيت، بيشترين مقدار جذب يوني را دارد.

 

رنگ گل سنگ ها:رنگ يك گل سنگ تابعي از كاني شناسي و ژئوشيمي آن است. وجود مواد آلي و پيريت باعث ايجاد رنگ خاكستري تيره و سياه مي شود. هماتيت و اكسيد فريك رنگ قرمز ايجاد مي كنند. رنگ سبز نشان دهنده وجود كلريت يا آهن دو ظرفيتي است. برخي مواقع در داخل يك لايه قرمز رنگ، لكه هاي سبزرنگ ديده مي شود. اين امر بيانگر وجود بخش هاي متخلخل و نفوذ آب و احيا آن است. اين حالت لكه لكه بنام Marmerization (مرموريزاسيون) ناميده مي شود.