Xisto

O xisto é uma lama litificada – uma rocha sedimentar composta principalmente por grãos do tamanho de argila e silte. Existem várias maneiras de definir o xisto. Algumas definições são bastante estreitas. O Glossário de Geologia publicado pelo American Geological Institute define o xisto como uma rocha laminada indurada com > 67% de minerais do tamanho de argila1. Esta definição discrimina claramente entre xisto e lamito. Esta última é uma rocha semelhante, mas sem laminação notável. Também separa o xisto do siltito, que é um xisto em que o silte predomina sobre a argila.

O xisto é uma rocha sedimentar de granulação fina que normalmente mostra uma laminação fina. Finnmark, Noruega. Largura da amostra 9 cm.

Às vezes, no entanto, essas rochas são tratadas como uma grande família de rochas relacionadas e extremamente espalhadas que são coletivamente referidas como xisto, mudrock ou lamito. Essas rochas são definitivamente as rochas sedimentares mais comuns na crosta. Estima-se que mais da metade2 de todas as rochas sedimentares são vários tipos de argilitos. Eles são seguidos por rochas carbonáticas e arenitos.

O xisto é uma rocha economicamente importante. Pode ser extraído como combustível fóssil (xisto betuminoso), mas ainda mais importante, é uma rocha geradora de petróleo bruto e gás natural. O xisto também é a rocha da qual extraímos hidrocarbonetos por meio do uso de fraturamento hidráulico (fracking).

O xisto como uma rocha sedimentar típica é claramente em camadas e pode ser dobrado por um evento orogênico posterior. Afloramento de xisto do norte da Noruega. Martelo para escala.

Lama cobrindo o leito de um rio seco em La Palma, nas Ilhas Canárias. O ingrediente principal do xisto é a argila, que está aqui a caminho da rocha desintegrada no alto das montanhas até o mar, onde será finalmente depositada. Os rios fazem a difícil tarefa de carregar toda a lama para o oceano.

Um afloramento de xisto na Escócia. Martelo para escala.

Seixos de xisto na costa da Estônia. O xisto é relativamente fácil de identificar. Ele tende a produzir seixos planos com uma superfície opaca de cor escura.

Uma breve visão geral dos nomes das rochas usados para descrever os argilitos ou rochas derivadas deles:

Rocha lamacenta	Descrição
Xisto	Uma rocha laminada e compactada. A argila deve dominar o lodo.
Claystone	Como o xisto, mas não possui sua fina laminação ou fissilidade. A argila deve dominar o silte.
Rocha de argila	Um sinônimo de argila.
Argilita	Um tipo de rocha fracamente definida. É uma rocha compacta e endurecida enterrada mais profundamente do que a maioria dos mudrocks e pode ser considerada um mudstone fracamente metamorfoseado. A argilita não tem clivagem em xisto e não é laminada tão bem quanto o xisto típico.
Mudstone	Uma lama endurecida sem a característica de laminação fina de xisto. 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.
Siltstone	Um mudstone no qual o lodo predomina sobre a argila.
Mudrock	Um sinônimo de mudstone.
Lutite	Um sinônimo de lamito, embora raramente usado de forma independente. Geralmente em combinação com algum modificador (calcilutita é um calcário de granulação muito fina).
Pelite	Outro sinônimo de lamito. Pode ser usado para descrever sedimentos de granulação fina não consolidados. Também é usado para descrever carbonatos de granulação fina, assim como lutito.
Marl	Uma lama calcária. É uma mistura de grãos de argila, silte e carbonato em várias proporções. Pode ser consolidada, mas, neste caso, costuma ser chamada de marga.
Sarl	Semelhante à marga, mas contém grãos biogênicos siliciosos em vez de lama carbonática.
Smarl	Uma mistura tura de sarl e smarl.
Xisto preto	Xisto carbonáceo preto que deve sua cor à matéria orgânica (> 5%). É rico em minerais de sulfeto e contém concentrações elevadas de vários metais (V, U, Ni, Cu).
Xisto betuminoso	Uma variedade de xisto rico em matéria orgânica. Ele produzirá hidrocarbonetos na destilação.
Xisto de alumínio	Semelhante ao xisto negro, mas a pirita se decompôs parcialmente, formando ácido sulfúrico que reagiu com os minerais constituintes do rocha para formar alúmen (sulfato de potássio-alumínio hidratado). É rico em vários metais, assim como o xisto negro, e foi extraído como fonte de urânio.
Olistostrome	Uma massa caótica de lama e clastos maiores formado embaixo dágua como um deslizamento de terra impulsionado pela gravidade.Não possui estratificação.
Turbidita	Um sedimento ou rocha depositada por uma corrente de turbidez. Esses depósitos se formam sob a água como uma mistura de argila, silte e água deslizando pela encosta continental (na maioria dos casos). Turbidita é frequentemente composta de camadas alternadas de siltosos e argilosos.
Flysch	Um termo antigo hoje em dia amplamente substituído por turbidita.
Diamictito	Termo puramente descritivo usado para descrever qualquer rocha sedimentar contendo clastos maiores em uma matriz de granulação fina. A diamictita pode ser formada de várias maneiras, mas parece ser um til glacial litificado na maioria dos casos.
Tillite	Uma litificada mal classificada ( (clastos maiores em uma matriz lamacenta) sedimento depositado por uma geleira. Tillite é uma gaveta litificada.
Slate	Uma rocha metamórfica de granulação fina que pode ser dividida em folhas finas (tem clivagem em ardósia). A ardósia, na grande maioria dos casos, é um xisto / lamito metamorfoseado.
Metapelita	Qualquer lamito metamorfoseado. Ardósia, filito e vários xistos são metapelitos comuns.
Filito	Uma rocha metamórfica com grau superior ao da ardósia e inferior ao xisto. Possui um brilho característico nas superfícies de clivagem que lhe é dado por platy mica e / ou cristais de grafite.

Mudstones ricos em lodo mais grosso tendem a ter uma cor mais clara e não apresentam laminação fina típica de xisto adequado. Este siltito dos Pirenéus espanhóis faz parte de um turbidito. Largura da amostra 12 cm.

Diamictita é uma rocha mal classificada com uma matriz lamacenta. Este diamictito do norte da Noruega é de origem glaciogênica (tilito) da glaciação varangiana. Largura da amostra de 12 cm.

Turbidita é uma unidade de rocha sedimentar contendo muitos pares de siltito-argilito depositados no fundo do mar durante o mesmo episódio de avalanche subaquática de lama impulsionada pela gravidade. A sequência de turbidez é normalmente composta de muitas camadas alternadas de sil e argila. O lodo se deposita antes da argila, razão pela qual há pelo menos duas camadas distintas depositadas durante o mesmo evento. As amostras são de um único afloramento na Espanha, mas não eram próximas umas das outras lá. A largura das amostras é de cerca de 20 cm.

Um afloramento de xisto (turbidito) em Loughshinny, Irlanda.

Composição

O xisto é tão difundido porque seus principais constituintes (minerais de argila) são muito comuns na superfície. Esses minerais são formados como resultado de intemperismo químico – desintegração de rochas em condições úmidas. Os minerais que produzem argila são vários silicatos que predominam nas rochas ígneas e metamórficas. Os minerais de argila mais importantes são caulinita, esmectita (montmorilonita) e ilita. Os dois primeiros são comuns em folhelhos mais jovens. A ilita tende a dominar nos xistos mais antigos (Paleozóico) porque o soterramento leva ao processo de ilitização que converte a esmectita em ilita.

A lama é uma mistura de água, argila e lodo (areia). Portanto, os argilitos também contêm várias quantidades de lodo (tamanho de grão de 2 a 63 micrômetros) e areia, além de minerais de argila. Se o silte predomina, a rocha geralmente é chamada de siltito. O silte é composto principalmente de quartzo mineral, mas também pode conter minerais do grupo feldspato e outros formadores de rocha, incluindo minerais pesados.

Constituintes importantes em argilitos podem ser carbonatos ou grãos siliciosos. Ambos são geralmente de origem biogênica. Sedimentos lamacentos contendo muitos desses constituintes são chamados de marga e sarl, respectivamente (marga, pedra sarl se litificada).

A pirita é um mineral comum em argilitos que se formaram em condições redutoras. Observe a cor esverdeada que também é uma indicação de que não havia oxigênio livre disponível durante a diagênese. Elba, Itália. Largura da amostra 22 cm. TUG 1608-6763.

Xisto preto contendo cubos euédricos de pirita e veios de quartzo. Largura da amostra 8 cm. TUG 1608-2799.

Um xisto com veios de calcita branca. Essas veias são pós-deposicionais (formadas posteriormente na rocha). Loughshinny, Irlanda. Largura da amostra 10 cm.

Matéria orgânica

Um componente muito importante de muitos xistos é o material carbonáceo. Esta é a matéria orgânica 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 xistos, a grande maioria do querogênio está nos argilitos. Os folhelhos ricos em matéria orgânica (> 5%) são conhecidos como folhelhos pretos. 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.A pirita é um mineral de sulfeto comum em folhelhos negros. A matéria orgânica e a pirita ocorrem juntas na mesma rocha porque ambas precisam de condições livres de oxigênio para sua formação.

Alguns xistos especialmente ricos em matéria orgânica são conhecidos como xistos betuminosos. Eles produzem hidrocarbonetos na destilação. O xisto betuminoso pode ser usado como combustível fóssil, embora seja um combustível relativamente “sujo” porque geralmente contém muitos minerais indesejáveis (não queimando). E por causa da pirita mencionada que causa danos ambientais após se decompor em ácido sulfúrico na superfície.

O xisto preto é uma variedade de xisto que contém grande quantidade de matéria orgânica que lhe dá uma cor preta. Essas rochas são ricas em pirita e vários metais como vanádio, urânio, etc. Eles foram extraídos no passado como uma fonte de urânio. Xisto negro na Estônia.

Um afloramento de xisto negro na Estônia.

Formação de xisto

Minerais de argila que foram formados pela desintegração de minerais de silicato são geralmente carregados de seu local de formação por uma água corrente. Eles serão assentados quando a turbulência do fluido causada por correntes e ondas não é mais capaz de neutralizar a força da gravidade. Os minerais de argila são pequenos o suficiente para serem transportados em t ele suspensão por um longo tempo. Eles serão assentados após a formação de agregados maiores devido à floculação ou à atividade biológica (organismos que se alimentam de filtros que excretam pelotas fecais contendo lama).

A maioria dos minerais de argila acabam chegando ao oceano, onde finalmente são depositados na plataforma e encosta continental. Esses sedimentos ricos em água na suave encosta continental são gravitacionalmente instáveis. Alguns mecanismos de gatilho, como um terremoto, tsunami ou simplesmente o peso dos sedimentos sobrejacentes, podem desencadear correntes de densidade de sedimentos enormes e de movimento rápido descendo a encosta. Esses fluxos são conhecidos como correntes de turbidez e os sedimentos formados como turbidita. Turbidita é freqüentemente composta de camadas alternadas ricas em silte e argila que se formam porque o silte tende a se depositar mais rapidamente e antes da argila, enquanto camadas ricas em argila se formam depois disso e são mais espessas nas partes mais distais da sequência turbidita. Muitas dessas camadas podem seguir umas às outras, formando uma espessa unidade sedimentar marinha.

Os lamitos depositados contêm agregados de argila desorientados que criam muitos poros que são preenchidos com água. À medida que mais sedimentos se acumulam, o peso dos sedimentos sobrejacentes causa compactação – os agregados de argila tomam a orientação preferencial perpendicular à direção do estresse, o espaço dos poros é reduzido e a água é pressionada para fora das rochas. Conforme a temperatura e a pressão aumentam, as mudanças na mineralogia vão começar. Mas isso não é metamorfismo. Essas mudanças ocorrem em profundidades relativamente rasas e temperaturas moderadas e o processo é chamado de diagênese. É claro que não existe uma fronteira nítida entre diagênese e metamorfismo. Em muitos casos, pode ser quase impossível dizer com certeza se a rocha particulada ainda é sedimentar ou já metamórfica. Rochas pelíticas em amostras de mão são geralmente consideradas metamórficas quando demonstram clivagem em ardósia clara e têm uma superfície mais reflexiva devido a flocos de mica maiores cultivados às custas de antigos minerais de argila.

Turbidita fortemente dobrada em Loughshinny, Irlanda.

A cor verde indica condições de formação redutoras. Finnmark, Noruega. Largura da amostra 19 cm.

As marcações da sola são características comuns (moldes) nas superfícies inferiores das camadas de xisto. Eles podem ser usados para mostrar o caminho para cima e as direções da paleocorrente.

Afloramento de xisto dobrado. Finnmark, Noruega.

Diagênese e hidrocarbonetos

O processo de ilitização (esmectita é transformada em ilita) é uma mudança importante que ocorre nos argilitos durante a diagênese. A ilitização consome potássio (fornecido geralmente pelo feldspato K detrítico) e libera ferro, magnésio e cálcio, que podem ser aproveitados por outros minerais formadores como clorita e calcita. A faixa de temperatura de ilitização é de cerca de 50-100 ° C3. O conteúdo 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. O motivo é que muita precipitação remove os íons solúveis da rocha, enquanto um clima mais seco não realiza essa tarefa com tanta eficácia. A caulinita é preferida em climas úmidos porque contém apenas alumínio, além de sílica e água. O alumínio é altamente residual, enquanto os constituintes da esmectita (magnésio e cálcio, além do alumínio e do ferro) são eliminados mais facilmente.

Outro processo importante e economicamente muito importante que ocorre durante a diagênese (às vezes esse estágio é conhecido como catagênese) é a maturação do querogênio em hidrocarbonetos. O querogênio é uma substância cerosa presa na rocha, mas amadurece em hidrocarbonetos mais leves, que são 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 geralmente corresponde a 2 a 4 quilômetros de profundidade de sepultamento. 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 limite de falha. 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 gás. O xisto também pode formar um aquiclude entre as camadas portadoras de 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 formados os hidrocarbonetos não são capazes de migrar para fora das rochas geradoras. Este recurso ainda está, pelo menos em parte, disponível para nós se fizermos furos e injetar água pressurizada na rocha, o que causará sua fratura. 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. Na verdade, a fratura é um processo comum na crosta. Veios minerais e diques são rachaduras na crosta abertas e seladas por um fluido altamente pressurizado ou magma.

Um xisto de óleo (kukersita variery) de A Estônia continua a ser usada como combustível fóssil e matéria-prima para a indústria de óleo de xisto. A rocha é muito rica em fósseis (briozoários, trilobitas, braquiópodes). Kukersite é fracamente laminado.

Xisto rico em querogênio da Rússia. Largura da amostra 10 cm.

Imagens de rochas relacionadas

Estas são lajes de ardósia. Embora o xisto também demonstre fissilidade, ele não se quebra em camadas finas de rocha dura e é claramente mais opaco na aparência.

Este é um calcário lamacento em que camadas ricas em carbonato de cor clara se alternam com camadas siliciclásticas (lamacentas). Biri, Oppland, Noruega. Largura da amostra 9 cm.

O arenito também não precisa ser quartzo puro. Muitas vezes contém quantidades apreciáveis de argila que podem ser convertidas em mica e clorita durante a diagênese associada ao sepultamento. Largura da amostra 18 cm.

Uma rocha sedimentar siliciclástica metamorfoseada agora composta de arenito metamorfoseado (quartzito) com uma camada de lama metamorfoseada (ardósia) .

Metapelita é uma rocha metamórfica que possui um protólito de mudstone. Estaurolita xisto é uma metapelita. Há um porfiroblasto estaurolita geminada em primeiro plano. Tohmajärvi, Finlândia. Largura da amostra 19 cm.

A ardósia é um xisto metamorfoseado. Tem uma clivagem em ardósia (tendência a se quebrar em camadas finas de rochas).

Mica xisto é um metapelito – um sedimentar rico em argila metamorfoseado pedra. Os cristais vermelhos são porfiroblastos de granada de almandina. Narvik, Noruega. Largura da amostra de 14 cm.

Um mudrock metamorfoseado contendo claramente material rico em argila e quartzo. Largura da amostra 14 cm.