Сланцы как горная порода¶

Сланцы — общее название группы метаморфических и осадочных горных пород, характеризующихся параллельным (сланцеватым) расположением минеральных зёрен и способностью раскалываться на тонкие плитки. Сланцеватость возникает в результате направленного давления и перекристаллизации минералов в недрах Земли, поэтому сланец легко расщепляется по плоскостям, не совпадающим со слоистостью. Термин охватывает широкий спектр пород — от глинистых и кристаллических сланцев до горючих сланцев, которые резко различаются по составу, происхождению и применению.

¶Общие свойства и происхождение

Сланцеватая текстура формируется при метаморфизме: под воздействием высоких температур и одностороннего давления глинистые минералы перестраиваются в чешуйчатые (слюды, хлорит, тальк), ориентированные перпендикулярно направлению сжатия. Чем выше степень метаморфизма, тем крупнее зёрна и плотнее порода. Осадочные (глинистые) сланцы образуются при уплотнении глинистых осадков без существенной перекристаллизации.

Ключевые характеристики:

• Сланцеватость — способность раскалываться на тонкие пластины.
• Состав — варьируется от глинистых минералов до кварца, слюд, полевых шпатов, амфиболов.
• Плотность и твёрдость — зависят от степени метаморфизма и минералогии.
• Цвет — от светло-серого и зелёного до чёрного и красноватого.

¶Классификация

Сланцы подразделяют по происхождению и составу.

¶Метаморфические (кристаллические) сланцы

Образуются при глубоком метаморфизме. К ним относятся:

• Глинистые (аспидные) сланцы — слабометаморфизованные, тёмные, тонкозернистые.
• Слюдяные сланцы — с преобладанием слюд, характерны для древних щитов.
• Хлоритовые и тальковые сланцы — мягкие, с характерным блеском.
• Амфиболитовые и роговообманковые сланцы — тёмные, плотные.
• Кварцевые и полевошпатовые сланцы — прочные, устойчивые к выветриванию.

¶Осадочные сланцы

Формируются из глинистых и кремнистых осадков. Сюда относят глинистые сланцы и кремнистые (опоковидные) сланцы.

¶Горючие сланцы

Особая группа — горючие сланцы, содержащие органическое вещество (кероген). Это осадочная порода, из которой при термической переработке получают сланцевую смолу, газ и нефтеподобные продукты. К горючим сланцам иногда относят и битуминозные разновидности.

¶Распространение в России

На территории России сланцы распространены широко, что связано с наличием древних кристаллических щитов и осадочных бассейнов.

• Балтийский щит (Карелия, Кольский полуостров) — кристаллические сланцы архейского и протерозойского возраста.
• Урал — слюдяные, хлоритовые и кварцевые сланцы в составе метаморфических толщ.
• Восточная Сибирь — древние метаморфические комплексы.
• Горючие сланцы — месторождения в Ленинградской области (Прибалтийский бассейн), Поволжье, а также в ряде районов Сибири.

Ленинградское месторождение горючих сланцев исторически служило сырьевой базой для сланцевой промышленности и энергетики.

¶Применение

¶Строительство и отделка

Плитчатые сланцы издавна используются как кровельный и облицовочный материал. Прочность, морозостойкость и способность раскалываться на ровные плитки делают их удобными для укладки кровли, облицовки фасадов, мощения дорожек. Кварцевые и глинистые сланцы применяют как щебень и заполнитель.

¶Промышленность и энергетика

• Горючие сланцы служат топливом для электростанций и сырьём для химической промышленности (получение смол, масел, газа).
• Сланцевая смола перерабатывается в топливные и смазочные продукты.
• Сланцы используются как сырьё для производства керамзита и некоторых видов цемента.

¶Прочие области

Аспидный сланец в прошлом применяли для изготовления грифельных досок. Тальковые сланцы — источник талька. Некоторые разновидности служат поделочным и коллекционным материалом.

¶Сланцевая промышленность и её значение

Сланцевая отрасль включает добычу и переработку горючих сланцев. В России она развивалась с XIX века, особенно в Прибалтийском регионе. Сланцевые электростанции и газогенераторные установки обеспечивали энергией отдельные районы. В XXI веке интерес к горючим сланцам связан с технологиями их термической переработки и получением синтетического топлива.

Отдельно выделяют сланцевую нефть — продукт термического воздействия на кероген, добываемый методами пиролиза. Технологии извлечения сланцевой нефти и газа требуют значительных затрат и применяются ограниченно.

¶Отличия сланцев от близких пород

Сланцы часто путают с глинами и аргиллитами. Отличие состоит в наличии сланцеватости: глина пластична, аргиллит плотен, но не имеет отчётливой ориентировки зёрен. Кристаллические сланцы отличаются от гнейсов меньшей крупностью зёрен и более выраженной сланцеватостью.

¶Экологические аспекты

Добыча и переработка горючих сланцев сопряжены с образованием значительных объёмов отходов (золы, шлама) и выбросами в атмосферу. Сланцевая зола содержит тяжёлые металлы и требует специального складирования. Разработка месторождений открытым способом изменяет ландшафт. Эти факторы учитываются при оценке воздействия сланцевой промышленности на окружающую среду.

Источники: геологические справочники по метаморфическим и осадочным породам; материалы по горючим сланцам и сланцевой промышленности; петрографические описания Балтийского щита и Урала.