Břidlice - Schist

Břidlicový vzorek ukazující charakteristickou „šupinatou“ schistosovou strukturu, způsobenou platovými slídy

Schist ( / ʃ ɪ s t / shist ) je středně zrnitá metamorfovaná hornina vykazující výraznou schistositu . To znamená, že hornina je složena z minerálních zrn, která jsou snadno viditelná ruční čočkou s nízkým výkonem , orientovaná tak, že se hornina snadno rozdělí na tenké vločky nebo desky. Tato textura odráží vysoký obsah platinových minerálů, jako jsou slídy , mastek , chlorit nebo grafit . Ty jsou často prokládány zrnitějšími minerály, jako je živce nebo křemen .

Břidlice se obvykle tvoří během regionální metamorfózy doprovázející proces budování hor ( orogeneze ) a obvykle odráží střední stupeň metamorfózy. Břidlice může vznikat z mnoha různých druhů hornin, včetně sedimentárních hornin, jako jsou bahenní kameny, a vyvřelých hornin, jako jsou tufy . Břidlice metamorfovaná z mudstone je obzvláště běžná a často je velmi bohatá na slídu ( slídová břidlice ). Tam, kde je typ původní horniny ( protolit ) rozeznatelný, je břidlici obvykle přidělen název odrážející jeho protolit, například schistózní metasandstone . V opačném případě budou názvy hornin obsažených v názvu skály zahrnuty, například křemen-felspar-biotitický břidlice .

Břidlicové podloží může představovat výzvu pro stavební inženýrství kvůli jeho výrazným rovinám slabosti.

Slovo břidlice je nakonec odvozeno z řeckého slova σχίζειν ( schízein ), což znamená „rozdělit“, což znamená snadnost, s jakou lze břidlice rozdělit podél roviny, ve které leží minerály.

Definice

Geologové definují břidlici jako středně zrnitou metamorfovanou horninu, která vykazuje dobře vyvinutou schistositu. Schistosity je tenké vrstvení horniny produkované metamorfózou ( foliace ), které umožňuje hornině snadné rozdělení na vločky nebo desky o tloušťce menší než 5 až 10 milimetrů (0,2 až 0,4 palce). Minerální zrna v břidle mají typicky velikost od 0,25 do 2 milimetrů (0,01 až 0,08 palce), a jsou tedy snadno viditelná pomocí 10 × ručního objektivu . Typicky více než polovina minerálních zrn v břidlici vykazuje preferovanou orientaci. Břidlice tvoří jednu ze tří divizí metamorfované horniny podle textury , přičemž dalšími dvěma divizemi jsou ruly , které mají slabě vyvinutou schistositu a silnější vrstvení, a granofely , které nemají žádnou rozeznatelnou schistositu.

Břidlice jsou definovány jejich strukturou, bez odkazu na jejich složení, a zatímco většina z nich je výsledkem metamorfózy středního stupně, mohou se v minerálním make-upu velmi lišit. Schistosita se však obvykle vyvíjí pouze tehdy, když hornina obsahuje bohaté minerály, jako jsou slídy nebo chlorit . Zrna těchto minerálů jsou silně orientována ve výhodném směru břidlicemi, často také tvoří velmi tenké rovnoběžné vrstvy. Snadnost, s jakou se skála rozděluje podél zarovnaných zrn, odpovídá schistositě. Ačkoli to není určující charakteristika, břidlice velmi často obsahují porfyroblasty (jednotlivé krystaly neobvyklé velikosti) výrazných minerálů, jako je granát , staurolit , kyanit , sillimanit nebo kordierit .

Vzhledem k tomu, že břidlice jsou velmi velkou třídou metamorfované horniny, geologové formálně označí horninu jako břidlici pouze tehdy, když původní typ horniny před metamorfózou ( protolit ) není znám a její minerální obsah ještě není určen. V opačném případě bude modifikátor schistose aplikován na přesnější název typu, jako je schistose semipelite (když je známo, že skála obsahuje mírné množství slídy ) nebo schistose metasandstone (pokud je známo, že protolit byl pískovec ). Pokud je známo pouze to, že protolit byl sedimentární hornina, bude břidlice popisována jako paraschist , zatímco pokud byl protolit vyvřelá hornina, bude břidlice popisována jako orthoschist . Kvalifikace minerálů jsou důležité při pojmenování břidlice. Například křemen-živce-biotitický břidlice je břidlice nejistého protolitu, která obsahuje biotitickou slídu, živce a křemen v pořadí podle zjevně klesající hojnosti.

Liniované břidlice má silnou lineární tkaninu ve skále, která má jinak dobře vyvinutou schistositu.

Historická hornická terminologie

Před polovinou 19. století nebyly výrazy břidlice, břidlice a břidlice těmi, kdo se zabývali těžbou, ostře odlišeny.

Formace

Schistosita se vyvíjí při zvýšené teplotě, když je hornina silněji stlačena v jednom směru než v jiných směrech ( nehydrostatické napětí ). Nehydrostatický stres je charakteristický pro regionální metamorfózu, kde dochází k budování hor ( orogenní pás ). Schistosita se vyvíjí kolmo na směr největší komprese, nazývaný také směr zkracování, protože minerály platiny se otáčejí nebo rekrystalizují do rovnoběžných vrstev. Zatímco platy nebo podlouhlé nerosty jsou zjevně přeorientovány, dokonce i křemen nebo kalcit mohou mít preferovanou orientaci.

Na mikroskopické úrovni je schistosita rozdělena na vnitřní schistositu , ve které inkluze uvnitř porfyroblastů mají upřednostňovanou orientaci, a vnější schistositu , což je orientace zrn v okolní středně zrnité hornině.

Složení horniny musí umožňovat tvorbu hojných minerálů. Například jílové minerály v mudstone jsou metamorfovány na slídu a vytvářejí slídovou břidlici. Počáteční fáze metamorfózy přeměňují mudstone na velmi jemnozrnnou metamorfní horninu zvanou břidlice , která se s další metamorfózou stává jemnozrnným fylitem . Další rekrystalizací se získá středně zrnitá slída. Pokud metamorfóza pokračuje, slídová břidlice zažívá dehydratační reakce, které převádějí minerály z platiny na zrnité minerály, jako jsou živce, snižují schistositu a mění horninu v ruly.

Mezi další minerály v břidlicích nalezené v břidlicích patří chlorit, mastek a grafit. Chloritová břidlice je obvykle tvořena metamorfózou ultramafických vyvřelých hornin, stejně jako břidlice z mastku. Mastencová břidlice vzniká také z metamorfózy karbonátových hornin obsahujících mastek vzniklých hydrotermální alterací . Grafitová břidlice je neobvyklá, ale může se tvořit metamorfózou sedimentárních lůžek obsahujících hojné množství organického uhlíku . To může být řasového původu.

Metamorfóza felsických vulkanických hornin , jako je tuf, může produkovat křemen-muskovitové břidlice.


  • Mikroskopický pohled na granát-slídu-břidlice v tenké sekci pod polarizovaným světlem s velkým granátovým krystalem (černý) v matici křemene a živce (bílá a šedá zrna) a rovnoběžnými vlákny slídy (červená, fialová a hnědá).

  • Pohled na řezané granát-slída-břidlice

  • Manhattanská břidlice z jihovýchodního státu New York

  • Scénář mastku ze Saint-Marcel, Francie

Technické úvahy

V geotechnickém inženýrství rovina schistosity často vytváří diskontinuitu, která může mít velký vliv na mechanické chování (pevnost, deformace atd.) Horninových mas, například v tunelech , základech nebo svazích . Nebezpečí může existovat i v nerušeném terénu. 17. srpna 1959 zemětřesení o síle 7,2 destabilizovalo horský svah poblíž jezera Hebgen v Montaně, složený z břidlice. To způsobilo obrovský sesuv půdy, který zabil 26 lidí tábořících v této oblasti.

Silniční řez v mosazitové břidlici skupiny Vadito . Řez byl skloněn tak, aby se téměř shodoval s rovinou schistosity, což snižuje padání skal na silnici. To také vytváří vzhled zářící kovové stěny v důsledku odrazu slunečního světla od muskovitu. Silnice a řez cesty jsou téměř rovné; zakřivený vzhled je artefaktem panoramatické fotografie.

Viz také

Reference

externí odkazy