30.06.2019

Камень сланец: свойства и сфера применения. Горючий сланец. Сланец бывает разный


В отличие от других минералов сланцы могут похвастать довольно большим разнообразием видов.

Поэтому неправильно будет говорить о сланце как определенном минерале - правильнее говорить о сланцевой, или слоистой форме залегания похожих по свойствам минералов.

Виды сланцев

Сланцы отличаются по свойствам, использованию и распространенности.

Выделим наиболее известные:

  • строительный сланец для кровельного дела и отделки;
  • глинистый сланец для химической промышленности;
  • гнейсовый сланец для дорожного строительства;
  • горючие сланцы как топливное сырье.

Существуют также виды, которые используются в машиностроении в качестве наждаков. В них есть значительные включения слюды, что делает их более прочными.

Горючий сланец

Это самый известный вид минерала, который быстро воспламеняется и хорошо горит. Правда, процесс требует интенсивной подачи кислорода, иначе будет образовываться большое количество копоти, особенно если сжигать сланец черного цвета. Вообще этот вид минерала бывает разных оттенков: желтого, серого, до черных тонов. Чем больше в нем органических включений, тем лучше он горит. Его можно внешне сравнить с окаменелой глиной. В принципе, это уже готовое печное топливо и отличное сырье для химиков.

Разведаны огромные залежи этого минерала, однако добыча считается мало рентабельной, потому что залегает он на глубине трех-четырех километров. Поэтому альтернативой другим видам топлива он пока считаться не может.

Глинистые сланцы

Это одна из больших и обширных групп сланцев. В промышленности их применяют довольно широко, и процесс исследования новых возможностей использования минерала продолжается. Его можно использовать как строительный материал. Ровными плитками из этого камня облицовывают здания, ими мостят дорожки в саду и используют для покрытия крыш. Это очень удобный материал в том плане, что в природе он залегает в виде ровных пластин, а его очертания порой имеют идеальную геометрическую форму. Из этих плит даже делают бильярдные столы.

В природе встречаются сланцы, которые насыщены углеродом - это мягкий материал, он носит название «рисовального сланца», потому что им можно рисовать на бумаге. Сюда относится и грифельный сланец. Он залегает столбиками, которые легко отделяются друг от друга.

Во время извержения грязевого вулкана образуются такие минералы, которые тоже называются глинистыми. Они отличаются по цвету: желтому, желто-коричневому, красному и бордовому, зеленоватому. Правда, сланцы зеленого цвета - это редкость. Чаще всего встречаются серые, черные и грязноватые оттенки. Однако для дизайнеров и декораторов тон минерала находится не на первом месте. Хотя и те оттенки, которые встречаются часто, выглядят весьма благородно и естественно.

Как образуется сланец

Ученые так и не пришли к единому мнению об образовании сланцев. Есть версии, которые утверждают, что благодаря высоким температурам и значительному давлению вполне могут появиться такие минералы. Однако четкой и логично выстроенной картины этого процесса не существует. К слову сказать, ее может и не быть, потому что минералы с такими разными свойствами и должны отличаться по механизмам происхождения.

Что касается химического состава, то и здесь есть отличия:

  • глинистые сланцы имеют значительные включения кремнистых алюмосиликатов;
  • горючие сланцы составом похожи на тяжелую нефть, только с гораздо более высокой зольностью;
  • гнейсовые, слюдяные и тальковые сланцы отличаются тем, что в их составе есть самые различные минералы земной коры.

История и современность сланцев

На протяжении нескольких веков сланец используется для строительства жилья. Во времена средневековья римские вельможи покрывали свои дворцы так называемым природным шифером - это и были пластины из сланца. Для облицовки его начали использовать еще раньше, во времена существования Междуречья. В те времена глиняные строения украшались мозаикой из пластинок разноцветного сланца. Считается, что этот опыт дал толчок к освоению камня в виде облицовочного материала, что в дальнейшем привело к изобретению искусственных облицовочных материалов.

В наше время модно украшать загородные дома имитацией кладки из сланца внутри помещений. Для этого используют близкие по тону оттенки. Однако вошедший в моду белый сланец таковым не является - это песчаник.

Наружную облицовку зданий производят так называемым горным сланцем. Это темный и очень прочный материал, который по прочности немного уступает граниту. Поэтому им можно мостить дорожки и площадки на участке.

Горючие сланцы – метаморфическая горная порода из группы твердых каустобиолитов. Горючими сланцами называют осадочные породы, тонкоплитчатые аргиллиты или мергели со значительным, до 50-60%, содержанием битуминозных веществ. По сути они являются глинистыми или известковыми углями-сапропелитами.

Структура сланцеватая. Легко распадается на плитки. Загорается от спички и издает запах жженой резины, сильно коптит. Глинистые или мергелистые сланцы, обогащенны органическими веществами и имеют в силу этого черный цвет, а иногда желтый и оливковый. Плотность зависит от содержания органического вещества и минералов, колеблясь в пределах 0,9-1,99 г/см 3 . Твердость по шкале Мооса от 2 до 6. Удельная теплота сгорания до 14 МДж/кг (для сравнения у сухих дров 15 МДж/кг, у бензина 44 МДж/кг).

Отличительные признаки . Для горючего сланца характерны сланцеватое строение, черный, желтый цвет. Горючие сланцы напоминают глинистые сланцы. Отличаются горючие сланцы от глинистых тем, что обладают способностью гореть, и более легки, по сравнению с глинистыми сланцами.

Состав и фото горючих сланцев

Минералогический состав . Органическая часть (кероген) 10-70%, каолинит, монтмориллонит, кальцит, доломит, гидрослюды и полевые шпаты.

Химический состав . Из органических веществ в состав горючих сланцев входят петролены, битум, гумусовые вещества. Для органической части сланцев следующий состав: углерод C 56-80%, водород Н 6-10%, кислород О 11-24%, сера S до 16%, азот N до 2,5%. Неорганическая часть сланцев слишком разнообразна и меняет состав в широком диапазоне: алюмосиликаты, окислы железа, гипс и др.

Горючий сланец, США Горючий сланец, Австралия Пластинчатый горючий сланец

Происхождение

Горючие сланцы образовались на дне морей благодаря одновременному отложению органического и неорганического ила около 450 миллионов лет тому назад.

Образуются из осадков морских, озерных водоемов, лагун при одновременном осаждении глинистых и карбонатных частиц, тонкого органического ила, состоящего из мельчайших водорослей и других организмов. Разлагаясь под водой, без доступа воздуха, органические остатки постепенно превращают ил в темное горючее вещество, затвердевающее при диагенезе. Слагают протяженные пласты мощностью 15-20 м.

Применение горючих сланцев

Горючие сланцы – топливо и технологическое сырье. Из горючих сланцев получают масла и смолы. Первые идут в качестве топлива на электростанции, а смолы являются ценным химическим сырьем для производства почти пятидесяти различных продуктов. Эстонская и Прибалтийская ГРЭС – крупнейшие в мире электростанции, работающие на сланцах.

Из горючих сланцев в ряде стран (в основном США и Канаде) уже вовсю ведется добыча сланцевого газа и сланцевой нефти из наклонно-направленных скважин с горизонтальным стволом и предварительным проведением многостадийного ГРП (сланцы — низкопроницаемая осадочная порода).

Горючие сланцы используются для получения бензина, бытового газа, фенола, ароматических углеводородов, электродного кокса, бензола, синтетического дубителя, клея для строительной индустрии (для скрепления блоков домов), пластмасс, гербицидов, дорожных битумов. Сланцы называют топливом будущего, потому что их мировые запасы во много раз превышают запасы других горючих ископаемых (нефть, природный газ, каменный уголь), вместе взятых. Сланцевая смола является хорошим изолятором, «защитником» от коррозии, в ряде случаев заменяет пайку и сварку. Она также используется для удобрения почвы. Сланцевая зола используется в производстве вяжущих веществ и строительных деталей. Смола находит применение в производстве химических препаратов и даже лекарств.

Месторождения горючих сланцев

Горючие сланцы добываются как открытым так и подземным способом. В России выделяются целые бассейны с залежами ценной породы: Тимано-Печорский, Прибалтийский, Волжский, Вычегодский.

Месторождения сланцев имеются в Белоруссии (Полесье), Эстонии (Кохтла-Ярве, Йыхви), в России (Сланцы – Ленинградская область), Среднем Поволжье (Ульяновск, Сызрань). Богатейшие залежи горючих сланцев имеются также в США (Колорадо, Юта. Вайоминг), Канаде, Бирме, Бразилии (Параиба, Ирати), Италии, Конго и во многих других странах.



Сланец относится к метаморфическим горным породам, которые образуются в результате длительного воздействия внешних факторов (температура, давление и т. д.) на исходную горную породу, из-за чего последняя подвергается перекристаллизации. По характеру исходных пород различают ортосланцы (происходящие из магматических пород) и парасланцы (исходная порода осадочная).
Различают сланцы и по степени метаморфизма - слабометаморфизованные глинистые сланцы, кремнистые сланцы, глубокометаморфизованные кристаллические сланцы. Между этими двумя группами промежуточное положение занимают сланцевые породы - филлиты, хлоритовые, серицитовые, зеленые сланцы и некоторые др.

Кремнистые сланцы представляют собой твёрдые плотные тонкоплитчатые (иногда листоватые) породы серого цвета, сложенные роговиковым агрегатом кварца (иногда с халцедоном). Содержание SiО2 в породе 67,5-97%. Нередко присутствуют примеси органического вещества, графита, оксидов и гидроксидов Fe и Mn, хлорита, скелетов радиолярий, спикул губок, водорослевого детрита.
Наиболее распространённые разновидности кремнистых сланцев - радиоляриты (богатые скелетами радиолярий) и лидиты (фтаниты), или пробирные камни, обогащённые углеродом.

Кристаллические сланцы в широком понимании как продукты амфиболитовой и отчасти гранулитовой фаций регионального метаморфизма охватывают гнейсы и мигматиты, в узком - отличаются от последних количественными соотношениями породообразующих минералов. В качестве главных минералов кристаллические сланцы обычно содержат либо кварц и слюду (биотит, мусковит), либо пироксены, амфиболы и плагиоклаз или скаполит, либо только темноцветные минералы (например, роговую обманку).
В составе кристаллических сланцев содержатся также специфические минералы метаморфических пород - гранат (альмандин), кордиерит, андалузит, кианит, силлиманит, ставролит, скаполит, иногда карбонаты и др.
По минеральному составу различают кварцсодержащие слюдяные, гранат-биотитовые, андалузит-биотитовые, кордиерит-биотитовые; бескварцевые диопсид-скаполитовые, диопсид-плагиоклазовые, диопсид-карбонатные и другие кристаллические сланцы.



Сланцы низких ступеней метаморфизма распространены в формациях различного геологического возраста; кристаллические сланцы совместно с гнейсами и мигматитами слагают фундамент древних (докембрийских) щитов, платформ, осевые зоны горных хребтов (ядра крупных антиклинориев). Глинистые сланцы, обогащённые органическими веществами, используются как горючие сланцы.

Основная характерная черта сланцев - слоистость. Породообразующие минералы в этой горной породе расположены тонкими параллельными слоями, благодаря чему из сланца можно получать прочные и ровные пластинки и плитки.
Физико-механические свойства этой породы сильно зависят от степени метаморфизма и минералогического состава. Прочность может быть и на уровне гипса, и на уровне ортоклаза, водопоглощение - от 0,01 % до 3 %.

Месторождения сланцев обнаружены во многих районах и странах. Его используют и как строительно-поделочный камень, для изготовления облицовки зданий и других строительных объектов с древних времен. Чрезвычайная слоистость кварцевых пород позволяет использовать пластины кварца (особенно - глинистого) в качестве кровельного материала. Иногда сланец так и называют - природным шифером.
Сланцы, обогащённые графитом, служат сырьём для извлечения последнего.
Кремнистые сланцы применяются в производстве щебня и силикатного кирпича (динаса), кристаллические сланцы (высокоглинозёмистые кианитовые, силлиманитовые и др.) - как огнеупорное сырьё, для получения силумина.
Разновидности слабометаморфизованных сланцев, обладающие способностью вспучиваться при обжиге, применяют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала (керамзит, шунгизит и др.).

Сланец - это камень, который широко используется в строительстве и декоре. Отдельная его разновидность применяется в энергетике. Как он выглядит? Какими свойствами обладает?

Сланец - это…

Сланец представляет собой горную породу, минералы в которой расположены слоями, практически параллельно друг другу. Он имеет разнородный химический состав, в который могут входить такие минералы, как кварц, альбит, хлорит, серпентин, полевые шпаты, слюды, графиты и т. д.

Внешний вид сланцев во многом определяет количество и тип минералов, которые включает порода, а также наличие различных примесей. Оттенки камня варьируются от желтого и коричневого до фиолетового, красного или серого.

Основу породы составляют минералы темных оттенков, поэтому самым распространенным в природе является сланец черный, ну и серый еще. Камни светлых оттенков встречаются реже. Как правило, они обладают привлекательным блеском и ценятся в поделочных работах. Порода черного и серого цветов не блестит, обладает матовой поверхностью.

Сланец - камень, возраст которого превышает 400 миллионов лет. В породе нередко находят сохранившиеся останки ископаемых организмов. Сланцы принадлежат к метаморфическим породам, то есть они сформировались вследствие изменения химико-физических условий - метаморфоз.

Разновидности

Существует огромное разнообразие сланцев. Их внешний вид и качества определяются месторождениями, минералогическим составом, условиями формирования. Они могли образоваться в недрах планеты при участии вулканической деятельности либо на морском дне, где глина и другие вещества спрессовывались под давлением гор. Первые называются ортосланцами, вторые - парасланцами.

Сланец - это собирательное название для отличных по составу горных пород. Они включают в себя такие виды:

  • глинистые;
  • аспидные;
  • кристаллические;
  • углистые;
  • хлоритовые;
  • горючие;
  • вельдские;
  • тальковые и др.

Многие характеристики пород зависят от глубины, на которой они образовались. На большой глубине давление сильнее, а температура выше. В таких условиях порода приобретает кристаллическую структуру. Она обладает хорошо выраженными слоями, которые с легкостью разделяются на пластины.

Слои могут быть выражены слабо и напоминать смятые складки. Это происходит, если камни формировались при помощи осадочных пород на относительно небольшой глубине, а давление было направлено в сторону слоев.

Кристаллические сланцы: фото и описание

Порода обладает повышенной сланцеватостью, то есть легко крошится и разделяется на отдельные пласты. В текстуре обычно хорошо прослеживаются полосы, но иногда она выглядит однородной. Этот вид сланцев обладает зернисто-чешуйчатой или полнокристаллической структурой.

В них содержится много слюды и кварца. В качестве дополнительных минералов порода может включать ставролит, графит, гранат, кальцит и андалузит. По составу кристаллические сланцы делят на:

  • тальковые;
  • слюдовые;
  • амфиболовые.

Чаще всего их поверхность обладает сильным стеклянным блеском, редко бывает матовой. Твердость породы средняя - нож оставляет неглубокие следы. Цвет кристаллических сланцев колеблется от темного до светлого в зависимости от состава. Светлые оттенки дает кварц, кальцит, мусковит. Темные цвета появляются, когда преобладает биотит или графит.

Горючие сланцы

Одними из самых хрупких и легких являются горючие сланцы. Цвет их может быть бурым, серым или желтовато-коричневым. В мокром виде камни серого цвета приобретают иссиня-черный оттенок и напоминают уголь.

Главной особенностью породы является способность к воспламенению. Благодаря этому её используют в качестве топлива вместо торфа и угля. Больше всего ценятся сланцы светлых оттенков. Ещё в XVII веке из них научились добывать смолу, масло и деготь, выделяемые в процессе сжигания.

Горючие, или пиробитуминозные сланцы обладают массивной текстурой. Они принадлежат к осадочным породам, основу которых составляет кремний или глина. Кроме минералов, камень содержит и органические вещества, с чем и связаны его горючие свойства. На 15-40 % порода состоит из разложившихся организмов и водорослей.

Глинистые сланцы

Этот вид сланцев состоит из происхождения, например, хлоритов. Слои в них размещаются параллельно, а текстура напоминает глину. Они размещаются в древнейших геологических отложениях и составляют больше половины осадочных пород планеты.

В качестве примесей в них нередко содержатся кварц, шпат или колчедан. Иногда в состав входят даже примеси нефти. Порода не размокает в воде. При более длительном воздействии давления и температур превращается в филлиты или хлоритовые сланцы.

Здесь преобладают темно-серые, черные, зеленоватые и красноватые оттенки. Глинистые сланцы могут быть очень твердыми (точильные сланцы), мягкими (грифельные, рисовальные) или рыхлыми (квасцовый).

Месторождения и применение

Сланцы распространены во многих уголках Земли. Крупнейшие месторождения находятся в России, Австралии, Турции, Австрии, Англии, США, ЮАР и Китае. Самые качественные горючие сланцы находятся в Сиднейском бассейне Австралии и в Прибалтике. Кристаллические добывают в Украине, Альпах, в районе Балтийского кристаллического щита.

Сланец - это отличный материал для наружной отделки зданий. Его широко применяют в строительстве и декоре. Некоторые виды породы используют в качестве огнестойкого сырья. Фукситовые сланцы являются полудрагоценными камнями. Они подходят для изготовления декоративных деталей, скульптур малой формы, оформления интерьеров.

Отдельную разновидность сланцев используют для получения графита, кварца, граната. Из хлористых видов изготавливают бумагу. Другие виды применяют для производства лаков, моторных масел, косметики и парфюмерии. Часть из них используется в медицине как источник магния и кремния.

Сейчас часто можно услышать слово сланец. Сланец кровельный, сланец интерьерный, сланцевый газ и даже всеми любимые пляжные шлепанцы, также называют сланцами. Так что же такое сланец, каков этот камень, в чем разница между сланцем, который добывают в городе Сланцы, в Ленинградской области, и сланцем, который лежит у Вас на крыше

Будем использовать Международною классификацию по нескольким причинам, главная из которых, в Европе и Америке, что такое сланцевая крыша знают на протяжении многих веков. В этих странах, добыча сланца, - традиция, и конечно, геологи и горные инженеры давно не только описали подробно "Что такое кровельный сланец", но и участвовали в разработке стандартов, как на национальном уровне, к примеру Британский стандарт, принятый в 1940 году, ставший основой для общеевропейского стандарта


Кровельный сланец - Международная классификация CEN 1997

Сланец - Это мелкозернистая горная порода камня, низкой, средней и высокой степени метаморфизма, образованная путем сжатия осадочных пород, способная раскалываться на пластинки, плитку, вдоль параллельных слоев камня. - Это камень, который легко раскалывается на большие и ровные пластины, применяемый в качестве кровельного покрытия

Сланец - Это дно, когда-то существовавшего Мирового океана. Миллионы лет, на дне оседали отложения. Течения, формировали направленные пласты, такой процесс Вы можете увидеть и сегодня, возле берега моря, прогуливаясь по песчаному пляжу. Иногда можно услышать, что Сланец связан с вулканической деятельностью. Это не верно! Да, извергаясь вулканы выбрасывают вулканический пепел, который также оседает на дно моря, но к сланцу это имеет косвенное отношение, в отличии от других пород камня, которые образовались непосредственно во время вулканической деятельности. Образование сланца происходило при сжатии осадочных пород при температуре 300 - 400 градусов, и давлении в 2 - 3 Kbar


Происхождение

Весь сланец в Европе объединяет одно название - VARISCAN, или Большой сланцевый пласт, протянувшийся от Португалии, проходя через Испанию, южную часть Англии, Францию, Италию и Германию. Все основные месторождения сланца в Европе относятся к эпохе Палеозоя и расположены на одном протяженном пласте. Вот почему кровельный сланец из той же Испании, по цвету мало отличим от Немецкого или Французского камня. Он весь черного или серо-черного цвета. Помимо этого, каждый регион выделяет свою Подгруппу, к примеру расположены в зоне "Truchas Syncline".

Английский сланец Welsh Slate - это другое геологическое образование, другой сланцевый пласт, сформировавшийся в более ранний Докембрийский период. Этот сланец имеет другие свойства, впрочем, как и


Сланец бывает разный

Весь сланец можно разделить на четыре большие группы, по степени метаморфизма. Геология дает более расширенные толкования, поэтому возле каждой группы будет ссылка на Википедию

Schist Википедия - Самый прочный сланец. Камень очень плотный, который расколоть практически невозможно. Этот камень используют люди тысячи лет. С армией Александра Македонского традиции добычи и обработки попали на Восток и Древний Египет, а впоследствии в Грецию (σχιστός) и Европу. Именно так, раньше, назывался этот черный камень, сланец, из которого сделаны прекрасные гробницы Египетских Фараонов, камень, на котором наши предки, оставили нам послания. Примечательно, что так раньше назывался весь сланец - камень, который лежал на крышах средневековых дворцов и замков Европы. И только с началом промышленной добычи, в конце XVIII века, начале XIX, сланец стал называться привычным сегодня словом "Slate". Но и сегодня, в той же Америке, часто используют старое название, а к примеру, в Португалии, сланец имеет название "Xisto", что очень созвучно с названием Schist