Slānekļi — definīcija, sastāvs, īpašības un veidošanās
Slānekļi — definīcija, sastāvs, īpašības un veidošanās: uzzini par minerālu sastāvu, šķelšanos, organisko vielu lomu un melno slānekļu rašanos anoksiskos apstākļos.
Definīcija
Slāneklis ir sīkgraudains nogulumiezis, kas veidojies no dūņām. Dūņas sastāv no māla minerālu pārslu un citu minerālu — īpaši kvarca un kalcīta — sīku fragmentu (dūņu lieluma daļiņu) maisījuma. Slānekli raksturo izteikta plānu, paralēlu slāņu vai plāksnīšu (slāņojumu) klātbūtne, kuru biezums parasti ir mazāks par vienu centimetru; šo īpašību sauc par šķelšanos (fissility).
Sastāvs
Slānekļu minerālais sastāvs ir mainīgs, bet tipiski ietver:
- māla minerālus (smektīts, illīts, kaolīnīts u. c.),
- kvarcs un citas kvarca frakcijas,
- kalcīts un citi karbonāti,
- smalkas organiskās vielas (humusveida materiāls, kerogens),
- metalisku minerālu piederumi (piem., dzelzs sulfīdi kā pirīts).
Slānekļi un dūņakmeņi parasti satur lielu īpatnēju organisko vielu īpatsvaru nogulumos (dažkārt līdz ~95 % no nogulumu organiskā materiāla), tomēr vidējā slānekļu masas daļa, kas veido organiskās vielas, var būt mazāka par vienu procentu. Melnajiem slānekļiem raksturīgs lielāks brīvā oglekļa un sulfīdu saturs, kas dod tumšu līdz melnu krāsu.
Īpašības
- Šķelšanās: slānekļu plānu slāņu dēļ tie viegli šķeļas paralēli slāņojumam.
- Graudu izmērs: dominē ļoti smalks frakcijas materiāls — māla un sīksmiltis.
- Krāsa: pelēka, brūna, zaļgana vai melna (pēdējā saistīta ar organiskā oglekļa un pirīta klātbūtni).
- Porozitāte un caurlaidība: parasti augsta mikroporozitāte, bet zema caurlaidība (ūdens un gāzu plūsma notiek vāji).
- Ķīmiskais raksturs: var saturēt karbonātus, sulfīdus, smalkas organiskas vielas un reizēm smagos metālus.
Veidošanās un diagenēze
Slānekļi veidojas galvenokārt no smalkām dūņām, kas nogulsnējas klusās, zemas enerģijas vidēs — dziļjūras ielejās, lagūnās, ezeros, deltu ārējās zonās. Nogulumu pamatā ir smalku minerālu plāksnīšu un organiskā materiāla atliekas.
Nogulumu kompaktēšanās un diagenētiskie procesi (spiediens, minerālu pārkristalizācija, ūdens ķīmiskās izmaiņas) salīdzina un izlīdzina plānslāņus, kā arī liek māla minerālu plāksnītēm orientēties paralēli — tas rada slānekļiem raksturīgo šķelšanos. Anoksiskos (bez skābekļa) apstākļos organiskās vielas labāk saglabājas, tādēļ melnie slānekļi, kas bieži satur brīvo oglekli un pirītu, rodas tieši šādos apstākļos.
Ar turpmāku diepmetamorfozi (augstāku temperatūru un spiedienu) slānekļi var pārveidoties par metamorfa tipa akmeni — šīferi (metamorfs slānekļa variants), kam raksturīga spēcīgāka slāņu izteiktība un pārkristalizācija.
Ekonomiskā un praktiskā nozīme
- Slānekļi ir nozīmīgi kā source rocks (avota ieži) naftas un dabasgāzes ģenerācijā: organiskās vielas diagenēzes gaitā veido kerogēnu, kas galu galā var pārtapt par hidrokarbonātiem.
- Melnajos slānekļos var tikt atrasti dzelzs sulfīdi un citas rūdijas; reizēm tie satur arī ekonomiski nozīmīgas metālu koncentrācijas.
- Dažos gadījumos slānekļus izmanto grauzdētiem jumta materiāliem, dekoratīviem un celtniecības akmeņiem (pēc piemērotas apstrādes un stiprināšanas), tomēr to sadrupināmība un mainīgās īpašības ierobežo plašu lietojumu.
Atšķirība no dūņakmeņiem
Gan slānekļi, gan dūņakmeņi var saturēt līdzīgu minerālu sastāvu, tomēr dūņakmeņiem parasti nav raksturīgās šķelšanās (tie nav tik plānišķelaini) — tie ir kompaktāki un drupenāki. Šī atšķirība palīdz identificēt iežus laukā un laboratorijā.
Noteikšana un analīze
Lauksaimnieciskā un geoloģiskā prakse slānekļus identificē pēc šķelšanās, graudu lieluma un krāsas. Laboratorijā nosaka kopējo organisko vielu saturu, minerālo sastāvu (rentgenpūšamība — XRD), granulometriju un porozitāti. Melnajiem slānekļiem bieži nosaka arī sēra saturu, pirīta klātbūtni un organiskā oglekļa frakciju, kas svarīgi hidrokarbonātu ģenerācijas izvērtēšanai.
Parasti slānekļi veido plašus slāņu paklājus nogulumiežu baseinos un ir svarīgs ierobežojošs slānis ūdens un gāzu kustībā caur zemes slāņiem, kā arī būtisks ieraksts paleovides un klimata izmaiņu interpretācijai.
Bedfordas slānekļi
Slānekļa fragmenti no Grube Mesel fosiliju bedres
Slānekļa veidošanās
Slānekļi parasti nogulsnējas ļoti lēni kustīgā ūdenī, un tie bieži sastopami ezeros un lagūnu nogulumos, upju deltās, palienēs un pludmales smiltīs jūrā. Tie var nogulsnēties arī kontinentālajā šelfā, relatīvi dziļos, klusos ūdeņos. Šis process varētu būt ildzis miljoniem gadu.
Melnie slānekļi ir tumši, jo tajos ir īpaši daudz neoksidēta oglekļa. Melnie slānekļi nogulsnējas anoksiskā vai ar zemu skābekļa saturu vidē, piemēram, stāvoša ūdens kolonnās. Daži melnie slānekļi satur daudz smago metālu, piemēram, molibdēnu, urānu, vanādiju un cinku. Iespējams, ka smagie metāli tur nokļuvuši lēnas uzkrāšanās ceļā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir slānekļi?
A: Slānekļi ir sīkgraudainu nogulumiežu iežu veids, kas veidojas no dubļiem, kuri sastāv no māla minerāliem un sīkiem citu minerālu gabaliņiem.
J: Kāda ir māla un citu minerālu attiecība slānekļos?
A: Māla un citu minerālu attiecība slānekļos ir dažāda.
J: Kāda ir slānekļa raksturīgākā iezīme?
A: Slāneklim ir raksturīga šķelšanās, kas nozīmē pārrāvumus gar plānām plāksnītēm vai paralēliem slāņiem, kuru biezums ir mazāks par vienu centimetru.
J: Kāda ir atšķirība starp slānekļiem un dūņakmeņiem?
A: Dubļi pēc sastāva ir līdzīgi slānekļiem, bet tiem nepiemīt šķeltība.
J: Cik daudz organisko vielu satur slānekļi un dūņakmeņi salīdzinājumā ar citiem nogulumiežiem?
A: Slānekļi un dūņakmeņi satur aptuveni 95 % organisko vielu, kas sastopamas visos nogulumiežos.
J: Kas izraisa melno slānekļu veidošanos?
A: Melnie slānekļi veidojas anoksiskos apstākļos bez skābekļa, un tie satur brīvo oglekli un dzelzs sulfīdus, piemēram, pirītu, kas tiem piešķir melno krāsojumu.
J: Cik organisko vielu vidēji pēc masas satur melnie slānekļi?
A: Lai gan melnie slānekļi satur lielu daļu organisko vielu, kas sastopamas nogulumiežos, vidēji tie satur tikai mazāk nekā 1 % organisko vielu no masas.
Meklēt