Xisto

Xisto é um clástico laminado ou físsil Rocha sedimentar aquela composta de predominância de silte e argila outras minerais , especialmente quartzo e calcite. As propriedades características do folhelho são quebras ao longo de lâminas finas ou camadas paralelas ou estratificação chamadas fissilidade. é o mais abundante Rocha sedimentar. A composição (silte e argila) do xisto em uma categoria de rochas sedimentares conhecido como pedra de lama. Diferença entre folhelho para mudstone, é físsil e laminado visto. Shale rock prontamente em pedaços finos ao longo das laminações.

Origin: Detrítico/Clástico

Cor: Preto, cinza

Grupo: Rocha Sedimentar Clássica

Textura:     Clássica; Folhelho siltoso muito fino (< 0.004 mm) . Xisto de argila. Xisto arenoso

Composição Mineralógica: Folhelho Feldspático, Folhelho Quartzoso, Folhelho Micáceo

Minerais: Minerais de argila, quartzo

Materiais de Cimentação. Xisto calcário. Xisto ferruginoso. xisto silicioso

Ambiente Deposicional Planície de inundação, lago (longe da costa), plataforma continental média, delta, planície de maré, lagoa ou mar profundo

Classificação de xisto

Folhelhos são sedimentares clásticos físseis rochas formada a partir do transporte, deposição e compactação de materiais detríticos de silte e argila. Fissilidade da argila é sua principal característica distintiva de outras rochas sedimentares. Fissilidade é definida como a propriedade de uma rocha de se dividir facilmente ao longo de finas camadas paralelas espaçadas (< 10 mm aproximadamente). Este fator de cisão é destacado na medida em que mostra a classificação de sedimentos e rochas sedimentares com base no tamanho dos fragmentos.

Classificação baseada na textura

Folhelhos caracteristicamente contêm silte de grão fino e partículas de argila (< 0.063 mm). Eles são, portanto, classificados como xisto siltoso ou xisto argiloso, dependendo se os siltes ou as argilas dominam os constituintes da rocha. Folhelho siltoso e folhelho argiloso podem ser chamados coletivamente de folhelhos argilosos. Ocasionalmente, os folhelhos também podem conter quantidades apreciáveis ​​de areias, caso em que podem ser chamados de folhelho arenoso ou folhelho arenoso.

 Classificação baseada na composição mineralógica

Os folhelhos podem ser classificados como folhelhos quartzosos, feldspáticos ou micáceos consoante a predominância dos minerais quartzo, feldspato or mica, respectivamente, na rocha após análise XRD apropriada (Pettijohn, 1957).

 Classificação baseada no tipo de cimentação/materiais de cimentação.

Folhelhos como outras rochas sedimentares são cimentados por alguns minerais ou elementos após a deposição e compactação. O tipo dominante de material de cimentação pode ser usado na classificação do folhelho, pois isso pode afetar as propriedades ou o desempenho do folhelho quando usado como material de engenharia. Os materiais de cimentação comuns são sílica, ferro óxido e calcita ou cal. Assim, os folhelhos podem ser classificados como siliciosos, ferruginosos ou calcários (às vezes também chamados de calcários), respectivamente.

Classificação baseada no ambiente deposicional

 O ambiente sedimentar de qualquer rocha sedimentar (incluindo xisto) é uma entidade geográfica natural na qual os sedimentos são acumulados e posteriormente transformados em rocha (Reineck e Singh, 1980). São reconhecidos três ambientes sedimentares deposicionais, nomeadamente, continental, de transição ou marginal e marinho. Cada ambiente deposicional tem várias subdivisões. Os folhelhos são geralmente depositados em ambientes deposicionais lacustres (continentais), deltaicos (transicionais) e marinhos e podem ser classificados como tal; isto é, xistos lacustres, deltaicos e marinhos (Compton, 1977; Boggs, 1995). Lacustre depósitos caracterizam-se pela mistura de argila, silte e areia; precipitados de carbonato inorgânico; e vários organismos invertebrados de água doce, incluindo bivalves, ostracodes, gastrópodes, diatomáceas e vários depósitos de plantas. A maioria dos depósitos de lagos tem menos de 10m de espessura. Os depósitos deltaicos são geralmente parálicos (consistindo de sequências ordenadas de folhelhos e arenitos formados como resultado de transgressões e regressões marinhas alternadas). Eles também são caracterizados por pouca profundidade e concentração de minerais argilosos de caulinita/ilita/montmorilonita. Os depósitos do ambiente marinho são caracterizados por sequências de rochas homogêneas (não parálicas), grande profundidade, deficiência de oxigênio e concentração de ilita/montmorilonita minerais de argila. Os folhelhos do ambiente deposicional marinho são geralmente de cor mais escura e mais ricos em planctônicos marinhos. fósseis do que folhelhos depositados em ambientes lacustres e deltaicos.

Classificação com base no teor de matéria orgânica

Os folhelhos podem ser classificados como carbonáceos ou betuminosos com base no seu conteúdo de matéria orgânica (Krumbein e Sloss, 1963). O teor de matéria orgânica dos folhelhos carbonáceos e betuminosos é geralmente superior a 10%. A matéria orgânica induz a cor preta ou cinza aos folhelhos. A cor preta de alguns folhelhos também pode ser devido à presença de sulfeto de ferro. Quando o teor de matéria orgânica dominante é proveniente de fragmentos vegetais como grãos de pólen, caules e folhas, o folhelho é classificado como carbonáceo, e o ambiente deposicional é geralmente continental (lacustre) ou transicional (deltaico ou lagunar). Quando o conteúdo de matéria orgânica dominante no folhelho é de fragmentos de animais, como fósseis, o folhelho é classificado como betuminoso e seu ambiente deposicional é geralmente deltaico ou marinho. Folhelhos carbonáceos e betuminosos são rochas geradoras importantes para a geração de petróleo óleo e gás, dependendo de sua quantidade/tipo de conteúdo de querogênio. Kerogen é aquele Mud Shale quando laminado

Composição de xisto

Os folhelhos são compostos de silte, minerais argilosos e grãos de quartzo. Geralmente cor tipicamente crey. Em alguns casos, a cor da rocha é diferente. Um constituinte menor altera a cor da rocha. O xisto preto resulta da presença de mais de um por cento de material carbonáceo e indica um ambiente redutor. As cores vermelha, marrom e verde são indicativas de óxido férrico (hematita – vermelhos), hidróxido de ferro (goethite - marrons e limonita – amarelo) ou minerais micáceos (clorita, biotita e analfabeta – verdes).

Argilominerais são os principais componentes do xisto e outras rochas semelhantes. Os minerais de argila representados são principalmente caulinita, montmorilonita e ilita. Os minerais argilosos dos argilitos do Terciário Superior são esmectitos expansíveis, enquanto nas rochas mais antigas, especialmente nos xistos paleozóicos intermediários e iniciais, predominam os ilitos. A transformação de esmectite a ilita produz sílica, sódio, cálcio, magnésio, ferro e água. Esses elementos liberados formam o quartzo autigênico, Chert, calcita, dolomite, ankerita, hematita e albita, todos com vestígios de minerais menores (exceto quartzo) encontrados em xistos e outros mudrocks

Matéria orgânica

Material carbonáceo componente muito importante nas rochas xistosas. Este é o material orgânico que geralmente ocorre nas rochas como querogênio (uma mistura de compostos orgânicos com alto peso molecular). Embora o querogênio não forme mais do que cerca de 1% de todos os folhelhos, a grande maioria do querogênio está em argilitos. Os folhelhos ricos em matéria orgânica (>5%) são conhecidos como folhelhos negros. A cor preta é dada a essas rochas pela matéria orgânica. A matéria orgânica deve ser decomposta em condições normais por bactérias, mas alta produtividade, rápida deposição e soterramento ou falta de oxigênio podem preservá-la. Pirita é um mineral de sulfeto comum em xistos negros. matéria orgânica e pirita ocorrem juntos na mesma rocha porque ambos precisam de condições livres de oxigênio para sua formação.

Alguns folhelhos especialmente ricos em matéria orgânica. Este tipo de nome de rocha é xisto betuminoso. O xisto betuminoso pode ser usado como combustível fóssil, embora seja um combustível relativamente “sujo” porque geralmente contém muitos minerais indesejados (não inflamáveis).

Folhelhos e mudrocks contêm cerca de 95 por cento da matéria orgânica em todas as rochas sedimentares. No entanto, isso equivale a menos de um por cento em massa em um folhelho médio. Folhelhos negros, que se formam em condições anóxicas, contêm carbono livre reduzido juntamente com ferro ferroso (Fe2+) e enxofre (S2−). A pirita e o sulfeto de ferro amorfo junto com o carbono produzem a coloração preta.

Formação de Folhelho

A formação de folhelho são partículas finas que podem permanecer suspensas na água por muito tempo depois que as partículas maiores de areia foram depositadas. Os folhelhos são normalmente depositados em águas de movimento muito lento e são frequentemente encontrados em lagos e depósitos lagunares, em deltas de rios, em planícies aluviais e ao largo das areias da praia. Também podem ser depositados em bacias sedimentares e na plataforma continental, em águas relativamente profundas e tranquilas.

'Black shales' são escuros, como resultado de serem especialmente ricos em carbono não oxidado. Comuns em alguns estratos paleozóicos e mesozóicos, folhelhos negros foram depositados em ambientes anóxicos e redutores, como em colunas de água estagnadas. Alguns xistos negros contêm metais pesados ​​abundantes, como molibdênio, urânio, vanádio e zinco.

Fósseis, rastros/tocas de animais e até mesmo crateras de impacto de gotas de chuva às vezes são preservados em superfícies de estratificação de xisto. Os folhelhos também podem conter concreções consistindo de pirita, apatita, ou vários minerais de carbonato.

Folhelhos que estão sujeitos ao calor e à pressão do metamorfismo se transformam em um material duro, físsil, Rocha metamórfica conhecido como ardósia. Com o aumento contínuo do grau metamórfico, a sequência é filito, Em seguida xisto e finalmente gneisse.

Diagênese e hidrocarbonetos

O processo de ilitização (a esmectita é transformada em ilita) é uma grande mudança que ocorre nos argilitos durante a diagênese. A ilitização consome potássio (fornecido geralmente pelo K-feldspato detrítico) e libera ferro, magnésio e cálcio, que podem ser utilizados pelos outros minerais formadores como clorita e calcita. A faixa de temperatura de ilitização é de cerca de 50-100°C3. O teor de caulinita também diminui com o aumento da profundidade de soterramento. A caulinita se forma em clima quente e úmido. O clima temperado mais seco tende a favorecer a esmectita. A razão é que muita precipitação remove os íons solúveis da rocha, enquanto o clima mais seco não realiza essa tarefa com tanta eficácia. A caulinita é favorecida em clima úmido porque contém apenas alumínio além de sílica e água. O alumínio é altamente residual enquanto os constituintes da esmectita (magnésio e cálcio, além de alumínio e ferro) são levados mais facilmente.

Outro processo importante e economicamente muito importante que ocorre durante a diagênese (às vezes esse estágio é chamado de catagênese) é a maturação do querogênio em hidrocarbonetos. O querogênio é uma substância cerosa presa na rocha, mas amadurecerá em hidrocarbonetos mais leves, capazes de sair do xisto e migrar para cima. Este processo pode ocorrer em temperaturas entre cerca de 50-150°C4 (janela de óleo). Isso corresponde geralmente a 2-4 quilômetros de profundidade do enterro. Os hidrocarbonetos mais leves liberados durante os processos (conhecidos como craqueamento catalítico e térmico) agora estão livres para migrar para cima. Eles podem formar reservatórios de petróleo e gás exploráveis ​​se parados por algum tipo de armadilha estrutural que pode ser um anticlinal ou um culpa limite. A camada de rocha que interrompe o movimento ascendente é, em muitos casos, outra camada de xisto porque o xisto compactado é uma barreira resistente para líquidos e gases. O xisto também pode formar um aquicluto entre as camadas com água pela mesma razão - não permite que a água flua facilmente através da rocha (tem baixa permeabilidade).

Esta é também a razão pela qual alguns dos hidrocarbonetos formados não conseguem migrar para fora das rochas geradoras. Este recurso ainda está, pelo menos parcialmente, disponível para nós se perfurarmos e injetarmos água pressurizada na rocha, o que fará com que ela se quebre. Este método é conhecido como fraturamento hidráulico (fracking). As fissuras formadas serão mantidas abertas pelos grãos de areia injetados com a água e os hidrocarbonetos presos nas rochas se tornarão recuperáveis. A fratura, na verdade, é um processo comum na crosta. Veios minerais e diques são rachaduras na crosta abertas e seladas por um fluido ou magma altamente pressurizado.

Importância dos xistos para a indústria do petróleo

Segundo Okeke (2003), a indústria do petróleo abrange a exploração, produção, transporte, processamento e comercialização de petróleo e gás. A geração e acumulação de petróleo envolvem três etapas, a saber, geração nas rochas geradoras, migração através das formações geológicas e armazenamento em reservatórios rochosos. As rochas geradoras de petróleo são formações geológicas capazes de gerar petróleo Carvão, lamito e folhelho são as rochas geradoras reconhecidas devido ao seu conteúdo de carbono orgânico. Esses conteúdos orgânicos, dependendo de sua natureza, ambiente deposicional, temperatura, pressão e profundidade de soterramento, são capazes de gerar petróleo. Geralmente, o gás de petróleo é produzido em sedimentos orgânicos de alta temperatura/pressão, húmicos e dominantes em plantas, como o carvão, enquanto o petróleo é produzido a partir de folhelhos marinhos menos húmicos, predominantemente fósseis e de temperatura/pressão moderada. As rochas geradoras têm porosidade e permeabilidade muito baixas e, portanto, o petróleo uma vez formado fica preso na rocha, mas pode se mover devido às condições de pressão hidrodinâmica para uma rocha porosa próxima, de onde continua se movendo ou migrando até ficar preso ou armazenado em um formação de reservatório geológico adequado. O óleo de petróleo ou gás aprisionado nos reservatórios pode então ser explorado pela perfuração de poços nos reservatórios. Tais reservatórios incluem arenitos, calcários, bem como xistos fraturados. Folhelhos como rochas impermeáveis ​​também são selos importantes em armadilhas estratigráficas e estruturais. Os folhelhos são, portanto, importantes como rochas geradoras, reservatórios e rochas seladoras. Segundo Roegiers (1993), cerca de 90% de todas as formações perfuradas na indústria do petróleo são xistos e calcários. Também é sabido que os folhelhos podem ser problemáticos na indústria do petróleo. Roegiers (1993) afirma que cerca de 75% dos problemas de perfuração/completação de poços estão relacionados a formações de xisto. Os detalhes dos aspectos positivos e negativos do xisto para a indústria do petróleo são agora revistos.

Características e Propriedades do Xisto

Aqui estão diferentes níveis de definições.

• rocha sedimentar macia e finamente estratificada que se formou a partir de lama ou argila consolidada e pode ser dividida facilmente em lajes frágeis.
• uma rocha físsil que é formada pela consolidação de argila, lama ou silte, tem uma estrutura finamente estratificada ou laminada e é composta de minerais essencialmente inalterados desde a deposição.
• uma rocha de estrutura físsil ou laminada formada pela consolidação de argila ou material argiloso.

Nenhum deles tem nada a ver com a chamada produção de petróleo e gás de “xisto”. Folhelhos verdadeiros, como acima, são principalmente minerais de argila que também são definidos como uma classe de tamanho (tamanho de argila) e são comumente chamados de folhelhos cinzentos. Os reservatórios produtores de hidrocarbonetos têm menos de 50% de minerais de argila (às vezes muito menos), atendem à definição de tamanho de partícula e são ricos em matéria orgânica. Um dos “xistos” mais prolíficos dos EUA é a formação Woodford. Ele carrega um nível muito alto de orgânicos e é tipicamente cerca de 30% de minerais de argila. O restante é areia/clástico na maior parte da área. Outros 'folhelhos' são mais fortes em carbonatos do que em argilas.

Usos de xisto

• O xisto tem muitos usos comerciais. É um material de origem na indústria de cerâmica para fazer tijolos, telhas e cerâmica. O xisto usado para fazer cerâmica e materiais de construção requer pouco processamento além de ser triturado e misturado com água.
• O xisto é triturado e aquecido com calcário para fazer cimento para a indústria da construção. O aquecimento remove a água e quebra o calcário em óxido de cálcio e dióxido de carbono. O dióxido de carbono é perdido como um gás, deixando o óxido de cálcio e a argila, que endurece quando misturado com água e deixado secar.
• A indústria do petróleo usa fraturamento hidráulico para extrair petróleo e gás natural do xisto betuminoso. O fracking envolve a injeção de líquido a alta pressão na rocha para forçar a saída das moléculas orgânicas. Normalmente, altas temperaturas e solventes especiais são necessários para extrair os hidrocarbonetos, levando a produtos residuais que levantam preocupações sobre o impacto ambiental.

Ponto chave

• O xisto é a rocha sedimentar mais comum, representando cerca de 70% da crosta terrestre.
• O xisto é uma rocha de grão fino feita de lama comprimida e argila.
• A característica definidora dos xistos é a sua fragilidade. Em outras palavras, o xisto é facilmente dividido em camadas finas.
• Folhelhos pretos e cinzas são comuns, mas a rocha pode aparecer em qualquer cor.
• O xisto é comercialmente importante. É utilizado na construção de tijolos, cerâmicas, telhas e cimento Portland. Demônio natural e óleo podem ser removidos do xisto betuminoso.
• Rock pode ocorrer nas playas, rios, bacias e oceanos.
• É comum encontrar calcário e arenito deitado perto de xisto.
• O xisto geralmente ocorre nas folhas.
• Cerca de 55% de todas as rochas sedimentares são xisto.
• Alguns folhelhos são provavelmente ricos em cálcio devido aos fósseis que contêm.
• Xisto com alto teor de alumina é usado na produção de cimento.
• O xisto com alto teor de gás natural tem sido recentemente utilizado como fonte de energia.
• Quartzo e outros minerais são normalmente encontrados em xisto.
• Embora o folhelho seja normalmente cinza, pode ser preto se contiver muito material de carbono.
• Aproximadamente 95% da matéria orgânica na rocha sedimentar é encontrada em xisto ou lama.
• O xisto é criado por um processo chamado compressão.
• O folhelho exposto ao calor e pressão extremos pode variar na forma de ardósia.
• Uma vez formado, o folhelho geralmente é lançado em lagos e rios com águas lentas.
• A argila é um componente importante nas rochas de xisto.

Uma breve visão geral dos nomes das rochas usados ​​para descrever lamitos ou rochas derivadas deles:

Rocha lamacenta	Descrição
Xisto	Uma rocha laminada e compactada. A argila deve dominar o lodo.
pedra argilosa	Semelhante ao xisto, mas carece de laminação fina ou fissilidade. A argila deve dominar o lodo.
pedra de barro	Sinônimo de argila.
Argilita	Um tipo de rocha pouco definido. É uma rocha compacta e endurecida enterrada mais profundamente do que a maioria dos lamitos e pode ser considerada um lamito fracamente metamorfoseado. A argilita não possui clivagem xistosa e não é laminada tão bem quanto o xisto típico.
Pedra de barro	Lama endurecida sem a laminação fina característica dos xistos. Mudstone tem proporções aproximadamente iguais de argila e lodo. “Mudstone” pode ser tratado como um termo geral que inclui todas as variedades de rochas que são compostas principalmente de lama compactada.
Siltito	Argilito em que o lodo predomina sobre a argila.
Rocha lamacenta	Sinônimo de lamito.
lutita	Sinônimo de lamito, embora raramente usado de forma independente. Geralmente em combinação com algum modificador (a calcilutita é um calcário de granulação muito fina).
Pelita	Outro sinônimo de lamito. Pode ser usado para descrever sedimentos não consolidados de granulação fina. Também é usado para descrever carbonatos de granulação fina, assim como lutita.
Marga	Uma lama calcária. É uma mistura de grãos de argila, silte e carbonato em várias proporções. Pode ser consolidado, mas neste caso é frequentemente denominado marga.
sarl	Semelhante à marga, mas contém grãos biogênicos siliciosos em vez de lama carbonática.
pequeno	Uma mistura de sarl e smarl.
xisto preto	Xisto carbonáceo preto que deve a sua cor à matéria orgânica (>5%). É rico em minerais sulfetados e contém concentrações elevadas de diversos metais (V, U, Ni, Cu).
Xisto de óleo	Uma variedade de xisto rico em matéria orgânica. Produzirá hidrocarbonetos na destilação.
xisto de alume	Semelhante ao xisto negro, mas a pirita se decompôs parcialmente formando ácido sulfúrico que reagiu com os minerais constituintes da rocha para formar alúmen (sulfato hidratado de potássio-alumínio). É rico em vários metais, como o xisto negro, e tem sido extraído como fonte de urânio.
Olistostrome	Uma massa caótica de lama e clastos maiores formou-se debaixo d'água como um deslizamento de terra impulsionado pela gravidade. Falta roupa de cama.
Turbidita	Um sedimento ou rocha depositado por uma corrente de turbidez. Estes depósitos formam-se debaixo de água como uma mistura de argila, lodo e água que desliza pela encosta continental (na maioria dos casos). A turbidita é frequentemente composta por camadas alternadas de limo e argiloso.
flysch	Um termo antigo hoje em dia amplamente substituído por turbidito.
diamictita	Termo puramente descritivo usado para descrever qualquer rocha sedimentar contendo clastos maiores em uma matriz de granulação fina. O diamictito pode ser formado de várias maneiras, mas parece ser uma forma glacial litificada na maioria dos casos.
tilita	Um sedimento litificado mal classificado (clastos maiores em uma matriz lamacenta) depositado por uma geleira. Tilita é uma caixa litificada.
ardósia	Uma rocha metamórfica de granulação fina que pode ser dividida em folhas finas (tem clivagem xistosa). A ardósia, na grande maioria dos casos, é um xisto/lamito metamorfoseado.
metapelito	Qualquer lamito metamorfoseado. Ardósia, filito e vários xistos são metapelitos comuns.
Filito	Uma rocha metamórfica com teor superior ao da ardósia e inferior ao xisto. Possui um brilho característico nas superfícies de clivagem que lhe é conferido pela mica platinada e/ou grafite cristais.

Referências

• Bonewitz, R. (2012). Rochas e minerais. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
• Okeke, OC, & Okogbue, CO (2011). Folhelhos: Uma revisão de suas classificações, propriedades e importância para a indústria do petróleo. Jornal Global de Ciências Geológicas, 9(1), 75-83.
• Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018, 22 de outubro). Rocha de Xisto: Geologia, Composição, Usos. Recuperado de https://www.thoughtco.com/shale-rock-4165848
• Colaboradores da Wikipédia. (2019, 26 de abril). Xisto. Na Wikipedia, a enciclopédia livre. Recuperado 02:01, 9 de maio de 2019, de https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shale&oldid=894256126