Skały ilaste (kolejna grupa skał okruchowych)

Skały ilaste to bardzo rozpowszechnione skały, mają największe rozprzestrzenienie spośród skał osadowych. Zbudowane są z minerałów ilastych w ponad 50%. obok minerałów ilastych występują inne minerały - kwarc, skalenie, fragmenty skał, węglany, siarczany, elementy pioroklastyczne (szczególne w środowisku oceanicznym, gdyż na dnie oceanu działalność wulkaniczna odgrywa ogromną rolę).

Minerały ilaste - cechy:

• uwodnione krystaliczne krzemiany Al i niekiedy Mg

• wykazują budowę warstwową lub warstwowo - wstęgową, na którą składają się dwa typy warstw

• okroedryczne - połączenia metalo - tlenowo - wodorotlenowe, na narożach warstwy tlenu i grupy OH, w środku metal

• tetraedryczne - uformowane są z połączeń krzemowo - tlenowych (grupa SiO), najczęściej 4 atomy tlenu i 1 krzemu

3 grupy ułożenia:

1. uporządkowane

• na jedną warstwę oktoedryczną przypada jedna warstwa tetraedryczna (1:1)

• na jedną warswtę O przypadają dwie warstwy T (1;2)

• na 1:2 dodatkowa warstwa rozdzielają ca te pakiety, np. cząsteczka bruchytowa MgOH (1:2:1)

2. nieuporządkowane regularnie

1:2

1:2

1:2:1

1:2:1

1:2

1:2

3. nieuporządkowane nieregularnie

1:2

1:2:1

1:2:1

1:2

1:1

1:2:1

4. 1:1

Dalsze cechy:

• wraz ze zmianą warunków fizyczno - chemicznych środowiska, minerały mogą przebudowywać swoją strukturę w inny minerał ilasty

• nagromadzenia w stanie wilgotnym są plastyczne

• zwykle są bardzo drobnoziarniste (nie pelity, tylko frakcja clay - ilasta)

Klasyfikacja oparta jest na podstawie cech krystalograficznych (budowy, liczby i rodzaju pakietów, wzajemnego występowania).

Najważniejsze znaczenie mają:

• grupa kaolinitu - uporządkowane 1:1

grupa illitu - nieuporządkowane regularnie

• grupa montmorylonitu - nieuporządkowane nieregularnie

Między nimi występują przejściowe minerały ilaste.

Minerały ilaste można dzielić na różne grupy z punktu widzenia ich pochodzenia:

1. minerały i skały ilaste o genezie allogenicznej - powstał w innym środowisku i w tej postaci, w jakiej teraz tworzą osad ilasty zostały przetransportowane

2. minerały i skały ilaste powstałe z koagulacji zawiesiny (roztwór nierzeczywisty - zbudowany z cząsteczek, które nie są ze sobą połączone i z nich poprzez koagulację mogą powstać minerały ilaste; roztwór rzeczywisty - roztwór jonowy)

3. minerały i skały ilaste gromadzone w wyniku przeobrażenia innych minerału (transponowane)

Inne minerały występujące w osadach ilastych:

• minerały pochodzące z procesów wietrzenia i transportu

• składniki organogeniczne; szczególnie w młodszych utworach powszechny jest udział materiału roślinnego, np. glony

• często przewarstwienia stanowią osady bułowcowe; często między pyłowcem, mułowcem, iłem różnica polega na zawartości zespołów minerałów ilastych (nieznaczna - pyły, przekracza 20-30% - muły, powyżej 50% - osady ilaste)

Spośród wszystkich minerałów ilastych największe rozprzestrzenienie ma illit (wiercenie w latach 60', osiągnęło ono gł. ok 3000 m., wykonane w utworach karbonu, gdzie osady ilaste miały dominujące znaczenie. W wierceniu tym w stropowych częściach stosunek kaolinitu do illitu wynosił 9:1, w części środkowej 5:5, w części spągowej 1:9. Osady o podobnych cechach genetycznych, uziarnieniu itd. wykazywały ogromną różnicę w zawartości K i I. Jest to wynikiem przeobrażenia kaolinitu w illit. Wraz ze zmianą warunków środowiskowych (tu - ciśnienia i T) dochodziło do przeobrażenia kaolinitu, który jest na nie podatny, w illit poprzez przebudowę struktury. We wszystkich osadach, które stanowią miąższe formacje należy brać pod uwagę to, że to przeobrażenie które ma cechy przeobrażeń diagenetycznych, jest wynikiem zmiany warunków występowania osadu. Nie jest to zmiana warunków sedymentacyjnych, a wzrost dojrzałości osadu! Im więcej ma illitu, tym osad jest bardziej dojrzały z punktu widzenia zespołu minerałów ilastych.

Jeśli osadem wyjściowym jest osad ilasty zawierający montmorylonit, to wraz z przeobrażaniem w czasie diagenezy przechodzi on w chloryt (należy do krzemianów, ale w tej chwili jest wliczany do najbardziej dojrzałego stanu przeobrażeń minerałów ilastych)).

halmyroliza - podmorskie wietrzenie skał wulkanicznych; przeobrażenia, które zachodzą w środowisku morskim pod wpływem składników wody morskiej są objęte tą nazwą; jeśli np. kaolinit powstaje z wietrzenia skaleni, to wietrzenie odbywa się na lądzie. Zostaje przetransportowane i zdeponowane w środowisku morskim i dalej ulega halmyrolizie - wprowadzany jest do jego struktury kation Mg2+

aquatoliza - odwrotny proces do halmyrolizy. Minerał powstały w środowisku morskim (np. wietrzejące szkliwo wulkaniczne) zostaje wprowadzone do środowiska wód słodkich i dochodzi do przeobrażeń związanych z tym, że woda słodka ma inne jony (dominuje Ca, Fe)

Jakie skały wyróżniamy wśród skał ilastych?

Klasyfikacja w zależności od minerału, który ma przewagę:

• skały ilaste zasobne w kaolinit

• skały ilaste zasobne w montmorylonit

• skały ilaste zasobne w illit

• boksyty

• skały zasobne w substancję organiczną (łupki palne, bitumiczne)

---