Главная Наша энциклопедия Сланец и его особенности

Сланец и его особенности

Наши статьи. Консультация (☎️ ) 8 (812) 322-99-21 "Ремстекло"

автор: Студия "Ремстекло"
1k просмотры

Введение

Сланец является наиболее распространенной осадочной породой метаморфического происхождения, на долю которой приходится 50-60% процентов всех горных пород, обнаруженных в земной коре, образовавшиеся от 400 до 550 миллионов лет назад. Это мелкозернистая обломочная порода, состоящая из уплотненного ила (органических соединений), состоящего из глины и мельчайших частиц кварца, кальцита, слюды, пирита, серицита и других минералов. Они образуют параллельные друг другу слои, сформированные под воздействием тепла и давления, такая структура еще называется сланцеватостью. Сланец встречается во всем мире везде, где есть или когда либо была вода. Отложения, накопившиеся на морском дне, подверглись экстремальному давлению, что привело к химическим и минералогическим преобразованиям, которые вы видите сегодня.

Сланец
Chattanooga Shale — геологическое образование в США с сохраненными окаменелостями конодонтов, относящихся к девонскому периоду. Предоставлено: https://en.wikipedia.org/wiki/Chattanooga_Shale

Сланец – долговечная горная порода, во многом благодаря своему метаморфическому происхождению, в результате он имеет широкий спектр применений в строительной сфере, например, кровля, полы и облицовка, благодаря своей прочности и привлекательному внешнему виду, а также в промышленности. Большая часть мирового сланца добывается в Испании, Бразилии, на северо-востоке США, а в последние годы и в Китае. В России имеются залежи сланцевой породы в Алтайском крае и на Урале.

Что такое сланцевые породы

Сланцы рассматриваются как одно большое семейство родственных и чрезвычайно распространенных пород, которые в совокупности называются сланцами или глинистыми породами и аргиллитами (осадочные породы, богатые глиной). Сланцы можно разделить на две основные подргруппы, связанную с происхождением и формированием — это осадочные сланцы и метаморфические сланцы, все они характеризуются мелкозернистостью, наличием реликтовых структуру и сланцеватостью — породы обладают способностью расщепляться на тонкие пластины или плитки, потому что состоят из частей, ориентированных параллельно друг другу. Сланцы являются основными породами на нашей планете и составляют ее большую часть.

Что такое сланцевые породы
Стратиграфическая колонка нижнепалеозойских отложений окрестностей Саблино. Предоставлено: http://www.sablino.ru/arhiv/natalin.htm

Об этом, кстати, не понаслышке знают нефтяники, они составляют стратиграфические колонки для своей работы, на которых видно распределение основных пород в месте бурения. Им уже давно известно, что большую часть бурильных работ приходится именно на сланцы. Глинистые минералы составляют около 50-60 % большинства сланцев и часто являются причиной многих проблем. Сланцы в настоящее время также представляют интерес с точки зрения добычи нетрадиционной нефти и особенно сланцевого газа.

Более половины всех осадочных пород представляют собой различные типы аргиллитов и сланцев. За ними следуют карбонатные породы и песчаники. Аргиллиты и сланцы состоят из частиц органики (например ила) и глины, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Единственная разница между аргиллитами и сланцами заключается в том, что аргиллиты распадаются на глыбовые куски, тогда как сланцы распадаются на тонкие пластины с примерно параллельными верхними и нижними частями (сланцеватость).

Какие бывают типы сланцев

Существует различие между различными типами сланца, и только эксперт обладает реальным пониманием и опытом. Общее различие проводится между глинистым сланцем, кристаллическим сланцем и нефтяным сланцем (который богат органическим материалом и для которого до сих пор обычно применяется термин «натуральный сланец»). Затем идет разделение по свойствам, при этом критерий того, как слоистость составлены или образуют угол, является решающим для качества. В зависимости от местоположения добычи сланец может быть черного, антрацитового, голубовато-серого, зеленоватого, желтоватого, красного или фиолетового цвета.

Сланцы делятся на две основные подгруппы
  • Сланцы из группы недеформированных осадочных пород. Тектонические ненапряженные, очень мелкозернистые осадочные породы (сланцы) с высокой долей глинистых минералов получали обозначение «сланец» вплоть до 20-го века, когда они раскололись на тонкие пластины. Правильное название сегодня – аргиллиты, старое название еще используется для горючих сланцев, которые богаты органическим материалом. Существуют также стратиграфические обозначения, которые содержат термин сланцы и обозначают широко распространенные в регионе залежи горных пород определенного возраста.
  • Сланцы, образованные метаморфизмом. Геологически эти сланцы представляют собой метаморфические породы, в которых новые филлосиликаты, такие как мусковит, биотит и хлорит, образовались из глинистых минералов под высоким давлением и высокими температурами, все из которых выровнены параллельно и, таким образом, обеспечивают хорошее расщепление требуемой породы. Образование типичной структуры метаморфогенных (кристаллических) сланцев называется кристаллобластезом. Некоторые минералы, например глаукофан или минералы групп граната и амфибола, позволяют сделать выводы о термобарических условиях метаморфизма. Плоскость расслоения, перпендикулярная направлению сжатия метаморфизма, не имеет ничего общего с первоначальной осадочной слоистостью. Плоскости слоистости и напластования могут располагаться под любым углом друг к другу.

Некоторые виды сланцев

Глинистый сланец, может называться кровельным, шиферным сланцем

Осадочная порода, полученная из древнейших отложений, состоящая из очень мелких частиц глинистых минералов размером от 0 мкм до 64 мкм, таких, как серицита, каолинита, гидрослюд, хлорита, а также органических веществ. Цветовые оттенки варьируются от темно-серого и черного, до землистого коричневого цвета. Порода может быть легко расщеплена на тонкие пластины вдоль четко очерченных плоскостей, поэтому находит широкое применение в строительной и промышленной сферах: отделка интерьера и экстерьера зданий – кровельные пластины для крыш, облицовка стен (стеновые панели), полов, фасадов, как наполнитель для бетона, а также для рубильников, распределительных щитов и т. д. Именно эта разновидность сланца наиболее широко встречается в кровле старинных зданий Европы.

Глинистый сланец, может называться кровельным, шиферным сланцем
Крыша, покрытая сланцевыми плитками
Кристаллические сланцы

В геологическом отношении эти сланцы представляют собой метаморфические породы (например, зеленый сланец, слюдяной сланец, глаукофановый сланец). Они богаты слюдой и часто содержат в качестве второстепенных компонентов гранат, дистен, турмалин и др. Это означает, что при относительно высоких температурах (от 250°C до максимум 800°C, при температурах выше которых порода полностью плавится и образуется магма) и высоком давлении из глинистых минералов появляются новые филлосиликаты, такие как мусковит, биотит и хлорит. Минеральные «зерна» обычно располагаются так, что их плоскости перпендикулярны направленному давлению, оказываемому на породу при метаморфизме. Поэтому все они выровнены параллельно друг другу, что делает скалу такой легкой для раскалывания — происходит типичное расслоение в скале.Образование типичной структуры кристаллического сланца называется кристаллобластезом.

Эпидот-глаукофановый сланец
Эпидот-глаукофановый сланец. Ручей Пор-Морвиль, Примитюр, Груа, Лорьян, Морбиан, Бретань, Франция. Предоставлено: https://www.mindat.org/min-48641.html
Хлоритовый сланец

Представляет собой кристаллический сланец и относится к группе зеленых сланцев. В хлоритовых сланцах особенно высока доля хлорита (70 – 90%), который в данном случае является одноименным. Структура мелкозернистая и плотная. Помимо хлорита, также можно найти полевой шпат, слюду и кварц. Биотит в зеленых сланцах почти не встречается, изредка может присутствовать магнетит. Хлоритовый сланец часто используется для облицовки фасадов, для изготовления ступеней, плиток и в качестве напольного покрытия. Столешницы также могут быть изготовлены из хлоритого сланца.

хлоритовый сланец
Хлоритовый сланец с фенакитом, канал Лекбах, Зальцбург, Австрия Боде 29 декабря 2018 г. Предоставлено: https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/RockData?rock=Chloritschiefer
Зеленые сланцы

В дополнение к глинистым сланцам и филлитам еще одну подгруппу сланцевых пород представляют зеленые сланцы. Как и кристаллический сланец, зеленый сланец всегда содержит в своем минеральном составе компоненты зеленого цвета: хлорит — лишь один из возможных вариантов, встречается также зеленый сланец с компонентами эпидота или с актинолитом (зеленая роговая обманка). Такие минералы, как гематит или пирит, также можно найти в зеленом сланце. Зеленый сланец образуется путем преобразования целого ряда самых разных пород: с одной стороны, из магматических пород, таких как диабазы, с другой стороны, из глубинных пород, таких как габбро, а также из сегментитов с высоким содержанием кальция или магния, таких как как доломит. Под действием низкого давления и воды происходит преобразование (метаморфоз) горных пород. Таким образом, каждый зеленый сланец всегда представляет собой метаморфическую породу, но в зависимости от материнской породы и условий окружающей среды могут образовываться различные типы зеленого сланца.

зеленый сланец
Зеленый сланец (празинит) на мысе Корс на Корсике, Франция. Предоставлено: https://en.wikipedia.org/wiki/Greenschist
Филлит, филлитовый сланец, глинисто-слюдяной сланец

Представляет собой мелкокристаллический, тонкий сланец, преимущественно чешуйчатый метапелит с содержанием серицита более 50 %, который помимо слюды может также содержать кварц , полевой шпат, хлорит, авгит, турмалин и оксид железа в виде минеральных фаз. Низкосортная метаморфическая порода зеленосланцевой фации, филлит образовался из глинистого сланца в результате регионального метаморфизма. Филлит характеризуется отсутствием глинистых минералов по сравнению с глинистым сланцем, который, несмотря на метаморфические наложения, все еще считается осадочной породой. Содержание серицита (мусковита) придает сланцевым поверхностям шелковистый блеск. Цвет варьируется от темно-серого до серо-черного, встречаются также зеленовато-серые и фиолетово-серые. Подходит как для внутреннего, так и для наружного применения благодаря своим естественным противоскользящим свойствам. Из слюдяного сланца также изготавливают покрытия для стен и ступеней, столешницы для кухни и туалетных столиков. Его без проблем можно использовать в качестве кровельного или стенового шифера.

филлит
Филлит. Круммельталь, Раурис, Высокий Тауэрн, Земля Зальцбург, Австрия. Предоставлено: https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/RockData?rockid=174
Тальковый сланец или мыльный камень, стеатит

Мыльный представляет собой метаморфическую породу, состоящую в основном из талька. В зависимости от карьера, из которого он добывается, этот природный камень также содержит различное количество других минералов, таких как слюда, хлорит, амфиболы, кварц, магнезит и карбонаты. Это относительно мягкий, очень плотный, высокотермостойкий материал, обладающий оттенками серого, голубоватого, зеленого или коричневого цветов. Его название происходит от «мыльного» ощущения и мягкости. Мыльный камень находит много применений, особенно является хорошей альтернативой гранитным, кварцевым или мраморным столешницам. Другие популярные применения мыльного камня включают раковины, плитки, камины и печи (облицовка).

Тальковый сланец или мыльный камень
Образцы мыльного камня. Предоставлено: https://en.wikipedia.org/wiki/Soapstone
Слюдяные сланцы

Представляют собой метаморфические породы , которые, в отличие от глинистых сланцев, подверглись более высокой степени метаморфоза. Они возникли в результате тектонических движений в земной коре из бывших глинистых сланцев, попавших в более глубокие участки земной коры в ходе проседания. Слюдяные сланцы можно найти по всему миру. Состоят в основном из светлого минерала слюды мусковита. С долей около 50% мусковит является, наряду с кварцем, основным компонентом минералов, входящих в состав слюдяных сланцев. С долей до пяти процентов в минеральном составе слюдяных сланцев, кианита, андалузита, хлорита, графита представлены также минералы из группы гранатов, в частности альмандин, темная слюда, биотит, ставролит, датолит, силлиманит и турмалин. Иногда в минеральный состав слюдяных сланцев могут входить также магнетит, пирит, гематит, циркон, актинолит или кальцит. Слюдяной сланец используется в интерьере и экстерьере, часто в качестве шлифованного камня, например, для напольных покрытий, но не в качестве классического покрытия для крыши.

Слюдяные сланцы
Норвежский слюдяной сланец. Предоставлено: https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/RockData?rockid=303
Радиолярит (разновидность кремнистого сланца)

Представляет собой сланцевую породу, образовавшуюся в виде первичных месторождений и содержащую микрофоссилии радиолярий, состоящую из литифицированного, богатого кремнистого ила. Радиолярии – микрофоссилии с кремнистой оболочкой, входящие в состав зоопланктона и обитающие в первых 200 м толщи воды. После гибели радиолярии скапливаются на абиссальных равнинах, образуя толщи радиоляриевых кремней. Как правило, отложение кремнистого ила происходит на очень большой глубине (4000–5000 метров в современных океанах), так как глубокие воды богаты CO2, который растворяет карбонатные раковины других организмов, концентрируя кремнистый ил.

Радиолярит
Обнажение радиоляриевых кремней недалеко от Камбрии, Калифорния.
Горючие (черные) сланцы

К горючим сланцам относятся темно-серые до черных, глинистые и мергелистосланцевые глины, содержащие битум, кероген и/или малолетучие масла, из которых можно получить низкотемпературную карбонизацию нефти путем нагревания до 340-530°С и последующей конденсации. Горючий сланец — это не сланец в петрографическом смысле, а слоистая, но не расслоенная осадочная порода (в строгом смысле аргиллит). Керогены образуются в отсутствие кислорода из мертвого планктона, морской воды, пресноводных водорослей и бактерий. Аминокислоты и продукты разложения хлорофилла можно определить хроматографическими исследованиями. При определенных геологических условиях нефтематеринские породы могут образовываться из горючих сланцев в течение истории Земли в результате увеличения вскрышных пород и повышения температуры. Этот тип сланца образуется при захоронении керогена на глубине 2-4 км и может давать как жидкие, так и газообразные углеводороды, если породу нагревают или обрабатывают растворителями. В отличие от нефти, горючие сланцы еще не прошли все этапы процесса образования битума, поэтому порода называется незрелой нефтематеринской породой. Хотя этот ресурс является источником ископаемого топлива, процесс добычи этих углеводородов приводит к выбросам и отходам, которые вызывают серьезные экологические проблемы. Из-за этого обширные залежи горючих сланцев по всему миру активно не используются.

Горючие сланцы
Сланец, богатый керогеном, из России. Ширина образца 10 см. Предоставлено: https://www.sandatlas.org/shale/

Что такое сланцеватость

Сланцеватость — тип слоистости, характеризующийся преимущественной ориентацией продолговатых или пластинчатых зерен минералов (которых много в сланцеватых породах). Некоторые геологи используют свойства сланцеватости для отличия аргиллита от сланца.

Сланцеватость существует из за того, что столбчатые и пластинчатые зерна минералов, составляющих горную породу, обладают одинаковой ориентировкой в пространстве — это явление называется динамоморфизмом.

Рассланцевание, расщепление (кливаж) является результатом давления в земной коре, которое заставляет зерна породы выровняться перпендикулярно приложенной силе. Эта сила может быть сжимающей (в горных хребтах) или просто вызванной весом вышележащих пород. Метаморфические реакции между минералами при увеличении залегания приводят к потере сланцеватости, поскольку содержание полевого шпата увеличивается по мере того, как слюды становятся нестабильными. Этот процесс приведет к образованию высокосортных метаморфических пород гнейсов и гнейсовидной ткани, которую можно охарактеризовать как слаборазвитую сланцеватость, они близки к гранитам и глинистым сланцам.

Состав сланца

Сланец твердый, хрупкий и кристаллический. Зернистая структура очень мелкая, поэтому кристаллы не видны невооруженным глазом. При полировке сланец кажется матовым, но гладким на ощупь. Типичный сланец состоит примерно из 58 % глинистых минералов, 28 % кварца, 6 % полевого шпата, 5 % карбонатных минералов и 2 % оксидов железа. В сланце встречаются минералы кварц, мусковит (слюда) и иллит (глина, алюмосиликат). Другие минералы, содержащиеся в сланце, могут включать биотит, хлорит, гематит, пирит, апатит, графит, каолинит, магнетит, полевой шпат, турмалин и циркон.

Глинистые минералы являются основным компонентом сланца и других подобных горных пород. Представленные глинистые минералы представлены в основном каолинитом, монтмориллонитом и иллитом. Глинистые минералы позднетретичных аргиллитов представляют собой расширяющиеся смектиты, тогда как в более древних породах, особенно в сланцах среднего и раннего палеозоя, преобладают иллиты. Превращение смектита в иллит дает кремнезем, натрий, кальций, магний, железо и воду. Эти высвободившиеся элементы образуют аутигенные кварц, кремний, кальцит, доломит, анкерит, гематит и альбит, обнаруживаются в сланцах и других илистых породах.

Органические вещества. Очень важный компонент углеродистого материала в сланцевых породах. Это органическое вещество, которое обычно встречается в горных породах в виде керогена (смеси органических соединений с высокой молекулярной массой). Хотя кероген составляет не более 1% всех сланцев, подавляющее большинство керогена находится в аргиллитах. Сланцы, богатые органическим веществом (> 5%), известны как черные сланцы (горючие сланцы). Черный цвет этим породам придает органическое вещество. Органическое вещество в нормальных условиях должно разлагаться бактериями, но высокая продуктивность, быстрое отложение и захоронение или недостаток кислорода могут его сохранить. Пирит — распространенный сульфидный минерал в черных сланцах. Органическое вещество и пиритв стречаются вместе в одной и той же породе, потому что оба нуждаются в бескислородных условиях для своего образования.

Распространенные минералы в сланце
  • Группа слюды, такая как биотит и мусковит ( слюдяной сланец , биотитовый сланец, мусковитовый сланец)
  • Хлорит (хлоритовый сланец)
  • Кианит/дистен (кианитовый сланец)
  • Гематит (красный сланец)
  • Глаукофан (глаукофановый сланец)
  • Актинолит (актинолитовый сланец) или
  • Гранат (гранатовый сланец, гранатовый слюдяной сланец)

Оптические свойства сланца и его цвет

Типичная сланцевая порода обычно серого цвета, основными компонентами которой явлюятся глинистые и кварцевые минералы. Присутствие второстепенных минеральных и органических веществ меняет цвет сланца, при этом отмечается большое разнообразие цветовых гамм.

Обычно можно различать реальные цвета и поверхностные цвета. Большинство сланцев от черного до серого, черно-синего, а также субкрасного и зеленого. Поверхностные цвета образуются на сланцах в результате движения железистых вод по поверхности напластования или спайности и осаждения железа. Отложение гидроксида железа/лимонита приводит к появлению многогранных коричневато-красных пятен на поверхности. Иногда на красных сланцах видны зеленоватые пятна или участки, являющиеся результатом восстановительных процессов.

Некоторые типичные цвета сланцев
  • Черный и серый. Черный и серый цвет осадочной породы является индикатором присутствия органического материала в породе. Органический материал, присутствующий в сланцах, откладывается животными и растительными остатками на дне океана. Этот органический материал не разлагается из-за недостатка кислорода в окружающей среде, иначе все органическое вещество разложилось бы. Среда с дефицитом кислорода также обеспечивает надлежащие условия для производства сульфидных минералов, таких как пирит. Этот органический материал в среде с дефицитом кислорода производит нефть и газ.
  • Красный, коричневый и желтый. Коричневый, красный и желтый цвет сланца является показателем богатой кислородом среды и присутствия оксида или гидроксида железа, таких как гематит, гетит или лимонит. Меньшее его количество может придать цвет всему телу породы. Гематит дает красный цвет (и даже пурпурный), а присутствие гетита или лимонита дает коричневый или желтый цвет.
  • Зеленый, зеленоватый. Зеленый цвет сланца обусловлен слюдяными минералами (хлоритом, биотитом и иллитом), присутствующими в сланце. Например регулярно в сланцах, которые являются зелеными, встречается минерал хлорит (хлоритовый сланец) — группой обычных минералов пластового силиката, которые образуются на ранних стадиях метаморфизма. Чаще всего они образуются в горных породах, где минералы изменяются под воздействием тепла, давления и химической активности. Когда хлорит присутствует в достаточно высокой концентрации, он придает сланцу зеленый цвет.
  • Голубой (от бледно голубого до сине-зеленого) — это своего рода водная осадочная порода, он имеет тенденцию пересекаться с серым, чтобы придать сине-серый оттенок. Его основной минеральный состав – карбонат кальция.
  • Фиолетовый (пурпурный) – сланец красивого цвета вызван присутствием гематииа. Гематит представляет собой оксид железа, обнаруженный в сланцах, образованных из месторождений, образовавшихся в окислительных условиях. Это самая прочная форма железа, не подверженная воздействию внешних факторов.

Твердость сланца

Минеролог Фридрих Моос (1773-1839) установил шкалу твердости для сравнения различных минералов. Шкала твердости измеряет сопротивление минералов при проникновении заостренного предмета и имеет градацию величин от 1 до 10, где – 1 означает низкую твердость (можно поцарапать ногтем), 10 означает самую высокую твердость и может поцарапать только алмаз или нитрид бора.

По шкале Мооса твердость сланца колеблется от 2,0 до 6, что зависит от вида сланцевой породы, его минералогического состава и способа формирования. Некоторые сланцы довольно мягкие и могут резаться даже ножом, другие сланцы обладают большей твердостью и конкурируют с другими камнями, использующимися в строительной сфере.

Плотность сланца

Плотность варьирует от 2,06 до 3,19. В среднем сланец в твердом состоянии весит 2,675 грамма на кубический сантиметр или 2 675 кг на кубический метр, т.е. плотность среднего твердого сланца равна 2 675 кг/м³ или 2.68 г/см³.

Средние физические свойства строительной породы сланца

Характеристка и единица измерения Значение
Средняя плотность, кг/см3 2.7
Прочность на изгиб, MPa 74,7
Объемное влагопоглощение, % 0,78 – 3
Истираемость 1,80 г/см²

Где используют сланцевую породу

  • Сланец имеет много коммерческих применений. Это исходный материал в керамической промышленности для изготовления кирпича, плитки и гончарных изделий. Сланец, используемый для изготовления гончарных изделий и строительных материалов, требует небольшой обработки, кроме дробления и смешивания с водой.
  • Сланец измельчают и нагревают вместе с известняком для производства цемента в строительной отрасли. Нагрев вытесняет воду и расщепляет известняк на оксид кальция и углекислый газ. Углекислый газ удаляется в виде газа, оставляя оксид кальция и глину, которые затвердевают при смешивании с водой и после высыхания.
  • Нефтяная промышленность использует фрекинг для добычи нефти и природного газа из горючих сланцев. Фрекинг включает закачку жидкости под высоким давлением в горную породу, чтобы вытеснить органические молекулы. Обычно для извлечения углеводородов требуются высокие температуры и специальные растворители, что приводит к образованию отходов, которые вызывают опасения по поводу воздействия на окружающую среду.
  • Поскольку он является хорошим электрическим и огнестойким изолятором, он использовался для изготовления электрических распределительных щитов и релейных регуляторов для больших электродвигателей в начале 20-го века.
  • Мелкий сланец также можно использовать в качестве точильного камня для заточки ножей.
  • Благодаря своей термической стабильности и химической инертности сланец используется для изготовления столешниц лабораторных столов и столешниц бильярдных столов.
  • В районах, где он доступен, высококачественный сланец используется для надгробий и памятных табличек. В некоторых случаях сланец использовался древней цивилизацией майя для изготовления стел.
сланец
«Го́род мёртвых», Дарга́всский скле́повый моги́льник— комплекс наземных и полуподземных склеповых сооружений XIV—XVIII веков у селения Даргавс в Северной Осетии с использованием сланца в крышах.

Применение сланца в строительной и потребительской сфере

Сланцы имеют коммерческое значение, особенно в керамической промышленности. Они являются ценным сырьем для плитки, кирпича и гончарных изделий, а также основным источником глинозема для портландцемента. Кроме того, прогресс в методах извлечения может однажды сделать горючие сланцы практичным источником жидкой нефти.

Сланец довольно давно широко применяется в строительстве – для крыш, стен, но не только, находилось применение и в других сферах. Например, в 18-м и 19-м веках сланцевые пластины использовался в школах для изготовления классных досок и досок индивидуального письма, на которых писали мелом или грифельными карандашами. Любопытным фактом является то, что сланец используется и при строительстве бильярдных столов. Поскольку он не деформируется, как другие материалы, используемые для изготовления бильярдных столов, это очень хороший материал. Производители используют полированную плиту с чистовой отделкой толщиной 2,5 см и покрывают ее опалом.

В настоящее время сланцевая плитка довольно популярна как для внутренних, так и для наружных работ. Они являются отличным выбором для кухонного пола или столешницы в деревенском стиле, идеально подходят для прихожей, а также идеально подходят для патио или садовых аллей. Сланцевая плитка также подходит для стен ванной комнаты или влажного помещения и даже может быть превращена в красивую кухонную мебель на кухне.

Сланец в зданиях

Сланец особенно подходит в качестве кровельного материала, так как он имеет чрезвычайно низкий показатель водопоглощения. Его низкая склонность к поглощению воды делает его очень устойчивым к повреждениям от циклов заморозки-разморозки. Сланцевая плитка часто используется для внутренних и наружных полов, лестниц, дорожек и облицовки стен. Плитки укладываются на раствор и затираются по краям. Химические герметики часто используются на плитке для улучшения долговечности и внешнего вида, повышения устойчивости к пятнам, уменьшения выцветания и увеличения или уменьшения гладкости поверхности. Плитка часто продается обработанной, а это означает, что задняя поверхность отшлифована для простоты укладки. Сланцевый пол может быть скользким при использовании вне помещения, подверженного дождю.

сланец в зданиях
Сланец можно использовать в качестве защитной облицовки (бывшая станция в Вуппертале, Германия). Предоставлено: https://fr.wikipedia.org/wiki/Ardoise
Кровельные работы (Сланцевый шифер)

Сланцевая порода уже давно используется в изготовлении кровельной черепицы и покрытий. Сланец предпочтительнее искусственных материалов покрытия из-за его уникальных физических и химических свойств, влагостойкости, ветроустойчивости, хорошей изоляционной способности и устойчивости к холоду. Сланцевые крыши могут прослужить сотни лет. Примером послужат следующие крыши известных зданий: Вестминстер-холл в Лондоне, Англия, со сланцевой крышей, построенной в тринадцатом веке. Сланцевый шифер экологически чистый и его использование не наносит вреда окружающей среде. Существуют различные виды сланцевых шиферных кровельных покрытий, в том числе тройной, двойной, чешуйчатый, французский, тройной скругленный без углов.

кровельный сланец
Сланец в качестве покрытия для крыш домов
Полы и облицовка

Сланцевые плитки используется для наружных полов, внутренних полов и облицовки. Сланцевые полы обычно укладывают на открытых верандах, в подвалах, ванных комнатах и кухнях. Внутренние полы из сланца долговечны, универсальны и элегантны. Они позволяют домовладельцам и декораторам интерьера создавать уникальную, единственную в своем роде среду. Внутренние сланцевые полы доступны в широком ассортименте шлифованной готовой плитки, естественных рисунков и цветов, включая зеленый, черный, серый, красный и фиолетовый, — подчеркивающих пространство непревзойденным стилем. Сланцевые полы долговечны, непористы и не требуют особого ухода. Внешний сланцевый настил может быть сделан либо из природного необработанного сланца, либо из сланцевой плитки. Дикий сланец имеет различные формы, такие как трапеции и параллелограммы, и предлагает более естественный вид.

сланцевый полы
Пол из сланца состоит из натурального камня с очень эстетичным эффектом.
Ландшафтный дизайн

Сланцевая порода используется в различных жилых и коммерческих ландшафтных проектах из-за ее атмосферостойких и устойчивых к загрязнению свойств. Им стелят дорожки, окружают бассейны, покрывают наружные стены, делают подступенки и ступени на лестницах и даже для патио. Из сланца вырезают фонтаны, используемые как в традиционном, так и в современном стиле.

Ландшафтный дизайн
Его можно использовать как материал для ландшафтного дизайна
Бильярдные столы

Гладкая игровая поверхность бильярдного стола изготавливается из природного сланца. Некоторые столы сделаны из цельного куска сланца, а другие – из нескольких кусков «бильярдного» сланца. Толщина сланца, используемого для обычных бильярдных столов, составляет в среднем 2-2.5 см.

Бильярдные столы
Именно благодаря своей гладкости сланец является идеальным материалом для бильярдных столов.
Столешницы для кухни

Сланец – великолепный материал для столешницы. Он имеет красивую текстуру камня и приятный спектр цветов от светлого до темно-серого, а также может содержать глубокие насыщенные цвета синего, зеленого, красного, фиолетового, коричневого и черного. Столешницы из сланца — это твердые столешницы, которые редко можно увидеть на кухнях. Чаще вы найдете сланцевые материалы на зданиях — это полы и крыши из-за их прочной и крепкой природы. Как правило, столешница из сланца является альтернативой гранитным или известняковым столешницам. Такие столешницы придают кухне прочный и уникальный вид, независимо от того, идет ли речь о деревенском или классическом стиле.

столешницы
Экологический материал, сланец, подходит для изготовления столешницы.

Геология и формирование сланца

Около 400 миллионов лет назад тепло, вода, давление и движение на морском дне создали условия, породившие сланцевые породы. Сланец — это слегка измененная осадочная порода (геологически: очень слабометаморфическая осадочная порода), которая образовалась в основном в девонский геологический период (от 350 до 400 миллионов лет назад). Прежде всего, очень мелкозернистые массы глинистого ила затвердели под давлением с образованием аргиллитов. Во время более позднего горообразования эти слои аргиллитов были смяты боковым давлением.

Глинистые породы раскололись в ходе тектонических процессов. Первоначальные глинистые минералы были вытянуты вдоль этой плоскости сдвига и при нагревании под давлением кристаллизовались в новые пластинчатые минералы более высокого качества (слюда ). Это запечатлело новый структурный элемент в исходной глинистой породе: слоистость. Равномерная ориентация (регуляция) минералов параллельно слоистости, их переплетение друг с другом и образование плотных, микроскопически тонких слоев слюды создают характерную для сланца спайность.

Геология и формирование сланца
Обнажение сланца (турбидита) в Лафшинни, Ирландия. Предоставлено: https://www.sandatlas.org/shale/

Однако морские отложения состояли не только из чисто глинистых алевритовых масс. Помимо мелкозернистого глинистого ила, более песчаные и илистые материалы (осадочная порода, состоящая не менее чем на 95% из зерен размером от 0,002 мм до 0,063 мм) также отлагались последовательными слоями различной толщины. Руды и другие частицы были вымыты реками. Животные и растения бродили по морю в девонский период и были найдены в виде окаменелостей, этим объясняется присутствие в породе соединений серы и углерода.

Как соответствующий состав исходного материала, так и тектонические воздействия на слои осадконакопления сильно варьировались от места к месту. Сланец является продуктом геологических совпадений: он сформирован из чистого аргиллита без каких-либо заметных слоев ила и песка. В сложенном виде разрешалось иметь только одну, но идеально сформированную поверхность сдвига или расслоения – другие возмущающие разделяющие поверхности (например, трещины) по возможности не допускались.

Упомянутые влияния объясняют различные минеральные составы и свойства сланца от месторождения к месторождению, случайное присутствие инородных включений металлического типа (пириты) и широкую дифференциацию с точки зрения зернистости и кристаллизации, количества слоев слюды, типа переплетения и гораздо более.

Добыча сланца

Добыча или добыча сланца в основном состоит из удаления слоев или каменных плит из идентифицированного геологического месторождения. Существуют различия в методах добычи в зависимости от места происхождения, но общий процесс одинаков. Он начинается с обнаружения или создания трещин в камне, затем его удаления, транспортировки с помощью соответствующих тяжелых транспортных средств и хранения, где он может пройти дальнейшую обработку. Первым шагом для любого нового карьера является в первую очередь обнажение поверхности залежи путем удаления с нее любой растительности или слоев грунта. После этого можно использовать небольшой заряд взрывчатого вещества для извлечения сланца или делать разрезы каменной поверхности с помощью алмазной ленточной пилы. Из-за заметной спайности сланцевые плиты можно отделить с помощью стальных клиньев. Сланцевые породы различаются по размеру и весу и могут быть вывезены из карьера с помощью фронтальных погрузчиков, самосвалов и другой тяжелой техники. После добычи сланец подвергается дополнительной обработке в зависимости от его назначения. Это может включать первоначальную резку и расщепление, нанесение отделки и дополнительную резку или придание формы.

добыча сланца
Карьер серо-черного сланца Рио-Негро, Бразилия

Первым шагом является резка сланца на плиты, которые можно выполнить с помощью циркулярной пилы или пилы с алмазным канатом. После того, как камень приобрел желаемую форму, его можно расколоть на плитки вручную с помощью зубила и молотка, либо с помощью автоматических или полуавтоматических колющих машин. Таким образом, натуральную черепицу без какой-либо дополнительной обработки можно использовать, например, для кровли. Для других целей камень можно дополнительно обработать с помощью полировки, хонингования или термической обработки, а также придать ему форму нестандартного размера.

Интересно отметить, что многие сланцевые карьеры, которые больше не эксплуатируются, превратились в привлекательные туристические объекты, которые посещает большое количество туристов. Большинство из них расположены в Уэльсе, Шотландии и Ирландии, где вы также можете посетить некоторые музеи, железнодорожные станции и другие исторические места, связанные с добычей сланца.

Расположение месторождений сланца в мире

Сланец есть во многих странах мира: в Европе и Северной Америке, Южной Америке, Южной Африке, Японии, Китае, России и Индии. В Европе месторождения сланца находятся в Словении, Хорватии, Греции, Италии, Чехии, Польше, Венгрии, Норвегии, Швеции, Швейцарии, Португалии, Испании, Франции, Бельгии, Люксембурге, Великобритании, Ирландии и Германии. Однако подавляющее большинство месторождений не разрабатываются или используются в минимальных объемах добычи, поскольку зачастую представляют собой просто осадочные породы со сланцевой структурой. Крайне немногие соответствуют минимальным требованиям в отношении устойчивости к атмосферным воздействиям, другие же изначально непригодны в качестве строительного материала.

Расположение месторождений сланца в мире
Глыба горючего сланца Кашпирского месторождения, Сызрань, Россия

С точки зрения количества, значительные производства можно найти – в этом порядке – в Испании (90% европейского строительного сланца), Франции, Великобритании, Германии и Португалии. Крупнейшей страной-потребителем, безусловно, является Франция. Эта традиционная «сланцевая страна» раньше производила большое количество сланца в стране, но также является крупнейшим покупателем испанского сланца. Германия, Бенилюкс и Великобритания также являются традиционными «сланцевыми странами» с точки зрения использования.

Факты о сланце

  • Сланец — самая распространенная осадочная горная порода, доля которой в земной коре составляет большую часть
  • Сланец представляет собой мелкозернистую горную породу, состоящую из спрессованного ила и глины.
  • Отличительной чертой сланцев является их хрупкость. Другими словами, сланец легко разделяется на тонкие слои.
  • Черные и серые сланцы распространены, тем не менее камень может иметь любой цвет.
  • Цвет сланца во многом определяется количеством содержащегося в нем железа и минералов.
  • Сланец имеет коммерческое значение. Он используется в строительстве из кирпича, керамики, черепицы и портландцемента. Природный газ и нефть могут быть выделены из горючего сланца.
  • Камень может встречаться в бассейнах рек морей и океанах.
  • Часто рядом со сланцами залегают известняк и песчаник.
  • Некоторые сланцы, вероятно, богаты кальцием из-за содержащихся в них окаменелостей.
  • Сланец с высоким содержанием глинозема используется в производстве цемента.
  • Сланец с высоким содержанием природного газа в последнее время используется в качестве источника энергии.
  • Кварц и другие минералы обычно встречаются в сланцах.
  • Хотя сланец обычно серый, он может быть черным, если содержит слишком много углеродного материала.
  • Приблизительно 95% органического вещества в осадочных породах находится в сланцах или илах.
  • Сланец создается процессом, называемым сжатием.
  • Сланец, подвергающийся воздействию сильной жары и давления, может иметь различную форму.
  • Глина является важным компонентом сланцевых пород.
  • Сланец в основном состоит из глины, но глина может превратиться в слюду под экстремальным давлением.
  • Сланец используется для различных видов полов и кровли.
  • Школьники использовали куски сланца в качестве доски для письма, чтобы практиковаться в математике и письме в 1800-х годах.
  • Сланец можно легко разбить на аккуратные тонкие листы из-за его слоистости.
  • Большая часть добытого сланца используется для кровли, потому что он не впитывает много воды и выдерживает морозы
  • Меловые доски сделаны из сланца, а мел из известняка, другого вида горной породы.
  • Сланец можно найти в разных местах, например, на склонах скал и под землей.

Заключение

Сланцевые породы — очень важная составляющая жизнедеятельности человечества. Концентрация сланцевой породы в земной коре преобладающая. Его исползуют в разных секторах экономики, в том числе и строительной. Разнообразие сланцев находит разное применение.

Сланец в строительстве и промышленности – хороший водонепроницаемый, огнеупорный и прочный материал, срок службы которого составляет более 100 лет. Сланец требует небольших затрат на производство и техническое обслуживание, что делает его экономичным строительным материалом.

Жизненный климат в доме, покрытом шиферной черепицей, очень здоровый. Технического обслуживания или специального ухода не требуется. Сланец — цельная и чистая природа, поэтому материал такой прочный, износостойкий и термостойкий. Прежде всего, важен хороший экологический баланс, потому что при добыче и обработке не образуются токсичные вещества.

Источники

  • https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Geologisches%20Portrait/Schiefer#Durch.24Metamorphose.24entstandene.24Schiefer
  • https://sites.pitt.edu/~cejones/GeoImages/5SedimentaryRocks/ClasticSedRocks/MudstonesShales1.html
  • https://www.claysandminerals.com/materials/shales
  • https://www.thoughtco.com/shale-rock-4165848#:~:text=Shale%20is%20classified%20based%20on,shale%20depends%20on%20its%20composition
  • https://energyeducation.ca/encyclopedia/Sedimentary_rock
  • https://www.baunetzwissen.de/schiefer/fachwissen/schieferarten/otta-phyllit-1517431
  • https://www.archdaily.com/983222/the-sustainable-properties-of-natural-slate
  • https://www.chemie.de/lexikon/Phyllit.html
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Schiefer
  • https://strand-und-steine.de/gesteine/metamorphite/schiefer/schiefer.htm
  • https://www.alexstrekeisen.it/english/meta/talcschist.php
  • https://www.cogswellstone.com/products/soapstone-slate/#:~:text=The%20primary%20components%20of%20soapstone,very%20soft%20and%20easily%20carved
  • https://www.tenax4you.com/soapstone-vs-slate-countertops-s/2576.htm
  • https://schieferlexikon.de/geologie.html
  • https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/geo-2020-0320/html
  • https://wiki.web.ru/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%86
  • https://geologyscience.com/rocks/sedimentary-rocks/shale/
  • https://geologyscience.com/rocks/metamorphic-rocks/slate/
  • https://www.sandatlas.org/shale/
  • https://www.thoughtco.com/shale-rock-4165848#:~:text=Shale%20is%20classified%20based%20on,shale%20depends%20on%20its%20composition
  • http://geologylearn.blogspot.com/2015/03/shale.html

Оставить комментарий

Вам также может понравиться