Mudrock - Mudrock

Mudrock vermelho na Ragged Reef Formation ( Pennsylvanian ), Cumberland Basin, Nova Scotia

Mudrocks são uma classe de rochas sedimentares siliciclásticas de granulação fina . Os vários tipos de mudrocks incluem siltito , argila , argilito , ardósia e xisto . A maioria das partículas de que a pedra é composta têm menos de 116  mm (0,0625 mm; 0,00246 pol.) E são muito pequenas para serem estudadas prontamente no campo. À primeira vista, os tipos de rocha parecem bastante semelhantes; no entanto, existem diferenças importantes na composição e nomenclatura.

Tem havido muita discordância envolvendo a classificação de mudrocks. Alguns obstáculos importantes para sua classificação incluem o seguinte:

  1. Mudrocks são os menos compreendidos e estão entre as rochas sedimentares menos estudadas até hoje.
  2. O estudo dos constituintes do mudrock é difícil devido ao seu tamanho diminuto e suscetibilidade ao intemperismo em afloramentos .
  3. E o mais importante, os cientistas aceitam mais de um esquema de classificação.

Mudrocks constituem 50% das rochas sedimentares no registro geológico e são facilmente os depósitos mais difundidos na Terra. O sedimento fino é o produto mais abundante da erosão e esses sedimentos contribuem para a onipresença geral dos mudrocks. Com o aumento da pressão ao longo do tempo, os minerais de argila laminados podem ficar alinhados, com o aparecimento de camadas paralelas ( fissilidade ). Este material finamente acamado que se divide prontamente em camadas finas é chamado de xisto , distinto do lamito . A falta de fissilidade ou estratificação no lamito pode ser devido à textura original ou à interrupção da estratificação por organismos escavadores no sedimento antes da litificação .

Desde o início da civilização, quando a cerâmica e os tijolos eram feitos à mão, até agora, os mudrocks foram importantes. O primeiro livro sobre mudrocks, Geologie des Argils de Millot, não foi publicado até 1964; no entanto, cientistas, engenheiros e produtores de petróleo compreenderam a importância dos mudrocks desde a descoberta do Burgess Shale e a relação entre os mudrocks e o petróleo. A literatura sobre esse tipo de rocha onipresente tem aumentado nos últimos anos e a tecnologia continua a permitir análises melhores.

Nomenclatura

Mudrocks, por definição, consistem em pelo menos cinquenta por cento de partículas do tamanho de lama . Especificamente, a lama é composta de partículas do tamanho de silte que estão entre 1/16 - 1/256 ((1/16) 2 ) de um milímetro de diâmetro e partículas do tamanho de argila que têm menos de 1/256 milímetros.

Mudrocks contêm principalmente minerais de argila e quartzo e feldspatos . Eles também podem conter as seguintes partículas com menos de 63 micrômetros: calcita , dolomita , siderita , pirita , marcassita , minerais pesados ​​e até mesmo carbono orgânico.

Existem vários sinônimos para rochas siliciclásticas de granulação fina contendo cinquenta por cento ou mais de seus constituintes menos de 1/256 de um milímetro. Mudstones , folhelhos , lutitos e argilitos são qualificadores comuns ou termos guarda-chuva; no entanto, o termo mudrock tem se tornado cada vez mais a terminologia escolhida por geólogos e autores sedimentares.

O termo "mudrock" permite subdivisões adicionais de siltito , argilito , lamito e xisto . Por exemplo, um siltito seria feito de mais de 50 por cento de grãos que equivalem a 1/16 - 1/256 de um milímetro. "Xisto" denota fissilidade, o que implica uma capacidade de se separar facilmente ou quebrar o paralelo com a estratificação. Siltito, argilito e argila implicam em detritos litificados ou endurecidos sem fissilidade.

No geral, "mudrocks" pode ser o termo de qualificação mais útil, porque permite que as rochas sejam divididas por sua maior porção de grãos contribuintes e seu respectivo tamanho de grão, seja silte, argila ou lama.

Modelo Grão mínimo Grão máximo
Claystone 0 μm 4 μm
Mudstone 0 μm 64 μm
Siltstone 4 μm 64 μm
Xisto 0 μm 64 μm
Ardósia n / D n / D

Claystone

Claystone na Eslováquia

Uma argila é um mudrock litificado e não clivável. Para que uma rocha seja considerada uma pedra argilosa, ela deve consistir em pelo menos cinquenta por cento de argila ( filossilicatos ), cuja partícula mede menos de 1/256 de milímetro. Minerais de argila são essenciais para mudrocks e representam o primeiro ou o segundo constituinte mais abundante em volume. Eles tornam a lama coesa e plástica, ou capaz de fluir. Os minerais de argila são geralmente de granulação muito fina e representam as menores partículas reconhecidas em mudrocks. No entanto, quartzo, feldspato, óxidos de ferro e carbonatos também podem atingir os tamanhos de grãos minerais de argila típicos.

Para uma comparação de tamanho, uma partícula do tamanho de argila tem 1/1000 do tamanho de um grão de areia. Isso significa que uma partícula de argila viajará 1000 vezes mais longe com a velocidade da água constante, exigindo condições mais silenciosas para o assentamento.

A formação da argila é bem conhecida e pode vir do solo, cinzas vulcânicas e glaciação. Mudrocks antigos são outra fonte, porque eles resistem e se desintegram facilmente. Feldspato, anfibólios, piroxênios e vidro vulcânico são os principais doadores de minerais de argila.

Mudstone

Um lamito é uma rocha sedimentar siliciclástica que contém uma mistura de partículas do tamanho de silte e argila (pelo menos 1/3 de cada).

A terminologia de "lamito" não deve ser confundida com o esquema de classificação de Dunham para calcários. Na classificação de Dunham, um lamito é qualquer calcário que contenha menos de dez por cento de grãos de carbonato. Nota, um lamito siliciclástico não lida com grãos de carbonato. Friedman, Sanders e Kopaska-Merkel (1992) sugerem o uso de "lamito calcário" para evitar confusão com rochas siliciclásticas.

Siltstone

Siltstone em UAT, Estônia

Um siltito é um lamaçal litificado e não clivável. Para que uma rocha seja chamada de siltito, ela deve conter mais de cinquenta por cento de material do tamanho de silte. Lodo é qualquer partícula menor que areia, 1/16 de milímetro, e maior que argila, 1/256 de milímetro. Acredita-se que o lodo seja o produto do intemperismo físico, que pode envolver congelamento e descongelamento, expansão térmica e liberação de pressão. O intemperismo físico não envolve nenhuma mudança química na rocha e pode ser melhor resumido como a quebra física de uma rocha.

Uma das maiores proporções de lodo encontradas na Terra está no Himalaia, onde os filitos são expostos a chuvas de até cinco a dez metros (16 a 33 pés) por ano. Quartzo e feldspato são os maiores contribuintes para o reino do lodo, e o lodo tende a ser não coeso, não plástico, mas pode se liquefazer facilmente.

Existe um teste simples que pode ser feito em campo para determinar se uma rocha é um siltito ou não, que é colocar a rocha nos dentes. Se a rocha parecer "arenosa" contra os dentes, então é uma pedra de silte.

Xisto

Marcellus Shale, Nova York
Xisto Preto com Pirita

O xisto é um mudrock de grão fino, duro e laminado, consistindo em minerais de argila e silte de quartzo e feldspato. O xisto é litificado e clivável. Deve ter pelo menos 50 por cento de suas partículas medindo menos de 0,062 mm. Este termo é restrito a rocha argilosa ou argilosa.

Existem muitas variedades de xisto, incluindo calcário e orgânico; no entanto, xisto preto, ou xisto rico em orgânicos, merece uma avaliação mais aprofundada. Para que um xisto seja um xisto preto, ele deve conter mais de um por cento de carbono orgânico. Uma boa rocha geradora de hidrocarbonetos pode conter até vinte por cento de carbono orgânico. Geralmente, o xisto negro recebe seu influxo de carbono das algas , que se decompõe e forma um lodo conhecido como sapropel . Quando este lodo é cozido na pressão desejada, três a seis quilômetros (1,8 - 3,7 milhas) de profundidade e temperatura, 90-120 ° C (194-248 ° F), ele formará o querogênio . O querogênio pode ser aquecido e produzir até 10-150 galões americanos (0,038-0,568 m 3 ) de óleo natural e produto de gás por tonelada de rocha.

Ardósia

Telhado de ardósia

A ardósia é um argilito duro que sofreu metamorfismo e tem uma clivagem bem desenvolvida. Ele passou por metamorfismo em temperaturas entre 200–250 ° C (392–482 ° F) ou deformação extrema. Como a ardósia é formada no reino inferior do metamorfismo, com base na pressão e na temperatura, a ardósia retém sua estratificação e pode ser definida como uma rocha dura e de granulação fina.

A ardósia é freqüentemente usada para telhados, pisos ou paredes de pedra antiquadas. Tem uma aparência atraente, sendo desejáveis ​​sua clivagem ideal e textura lisa.

Criação de lama e mudrocks

A maioria dos mudrocks se forma em oceanos ou lagos, porque esses ambientes fornecem as águas calmas necessárias para a deposição. Embora mudrocks possam ser encontrados em todos os ambientes de deposição na Terra, a maioria é encontrada em lagos e oceanos.

Transporte e abastecimento de lama

Chuvas fortes fornecem o movimento cinético necessário para o transporte de lama, argila e silte. O sudeste da Ásia, incluindo Bangladesh e Índia, recebe grandes quantidades de chuva das monções, que então levam os sedimentos do Himalaia e arredores para o Oceano Índico.

Os climas quentes e úmidos são os melhores para resistir às rochas, e há mais lama nas plataformas oceânicas ao largo das costas tropicais do que nas plataformas temperadas ou polares. O sistema amazônico, por exemplo, tem a terceira maior carga de sedimentos da Terra, com chuvas fornecendo argila, silte e lama dos Andes no Peru, Equador e Bolívia.

Rios, ondas e correntes costeiras separam lama, silte e argila da areia e do cascalho devido à velocidade de queda. Rios mais longos, com baixos gradientes e grandes bacias hidrográficas, têm a melhor capacidade de carga de lama. O rio Mississippi, um bom exemplo de rio longo e de baixo gradiente com uma grande quantidade de água, carregará lama de suas seções mais ao norte e depositará o material em seu delta dominado por lama.

Ambientes deposicionais de Mudrock

Abaixo está uma lista de vários ambientes que atuam como fontes, meios de transporte para os oceanos e ambientes de deposição para mudrocks.

Ambientes aluviais

O Ganges na Índia, o Amarelo na China e o Baixo Mississippi nos Estados Unidos são bons exemplos de vales aluviais. Esses sistemas têm uma fonte contínua de água e podem contribuir com lama por meio de sedimentação sobre a margem, quando a lama e o lodo são depositados sobre a margem durante a inundação, e a sedimentação de boia onde um riacho abandonado é preenchido por lama.

Para que um vale aluvial exista, deve haver uma zona altamente elevada, geralmente elevada por movimento tectônico ativo, e uma zona inferior, que atua como um canal de água e sedimentos para o oceano.

Geleiras

Vastas quantidades de lama e até são geradas por glaciações e depositadas em terra como até e em lagos. As geleiras podem erodir formações de lama rochosa já suscetíveis, e esse processo aumenta a produção glacial de argila e silte.

O hemisfério norte contém 90% dos lagos do mundo com mais de 500 km (310 mi), e as geleiras criaram muitos desses lagos. Depósitos lacustres formados pela glaciação, incluindo erosão glacial profunda, são abundantes.

Lagos não glaciais

Embora as geleiras tenham formado 90% dos lagos no hemisfério norte, elas não são responsáveis ​​pela formação de lagos antigos. Os lagos antigos são os maiores e mais profundos do mundo e contêm até vinte por cento dos atuais reservatórios de petróleo. Eles também são a segunda fonte mais abundante de mudrocks, atrás de mudrocks marinhos.

Os lagos antigos devem sua abundância de mudrocks a suas longas vidas e depósitos espessos. Esses depósitos eram suscetíveis a mudanças no oxigênio e na precipitação, e oferecem uma descrição robusta da consistência do paleoclima.

Deltas

Delta do Mississippi

Um delta é um depósito subaerial ou subaquático formado onde rios ou riachos depositam sedimentos em um corpo d'água. Deltas, como o Mississippi e o Congo, têm enorme potencial para depósito de sedimentos e podem mover sedimentos para águas profundas do oceano. Ambientes de delta são encontrados na foz de um rio, onde suas águas diminuem à medida que entram no oceano e silte e argila são depositados.

Os deltas de baixa energia, que depositam uma grande quantidade de lama, estão localizados em lagos, golfos, mares e pequenos oceanos, onde as correntes costeiras também são baixas. Os deltas ricos em areia e cascalho são deltas de alta energia, onde as ondas dominam e a lama e o lodo são transportados para muito mais longe da foz do rio.

Litorais

As correntes costeiras, o suprimento de lama e as ondas são um fator chave na deposição de lama na costa. O rio Amazonas fornece 500 milhões de toneladas de sedimentos, em sua maioria argila, para a região costeira do nordeste da América do Sul. 250 toneladas desse sedimento se movem ao longo da costa e são depositadas. Grande parte da lama acumulada aqui tem mais de 20 metros (65 pés) de espessura e se estende por 30 quilômetros no oceano.

Grande parte do sedimento carregado pela Amazônia pode vir das montanhas dos Andes, e a distância final percorrida pelo sedimento é de 6.000 km (3.700 milhas).

Ambientes marinhos

70% da superfície da Terra é coberta pelo oceano, e os ambientes marinhos são onde encontramos a maior proporção de mudrocks do mundo. Há uma grande continuidade lateral encontrada no oceano, em oposição aos continentes que são confinados.

Em comparação, os continentes são administradores temporários de lama e lodo, e o lar inevitável dos sedimentos de lama são os oceanos. Consulte o ciclo de mudrock abaixo, a fim de compreender o sepultamento e ressurgimento das várias partículas

Existem vários ambientes nos oceanos, incluindo trincheiras em alto mar, planícies abissais, montes submarinos vulcânicos, convergentes, divergentes e margens de placas de transformação. Não apenas a terra é uma importante fonte de sedimentos oceânicos, mas também os organismos que vivem dentro do oceano.

Os rios do mundo transportam o maior volume de cargas suspensas e dissolvidas de argila e lodo para o mar, onde são depositadas nas plataformas oceânicas. Nos pólos, geleiras e gotas de gelo flutuantes depositam-se diretamente no fundo do mar. Os ventos podem fornecer material granulado fino de regiões áridas, e erupções vulcânicas explosivas também contribuem. Todas essas fontes variam em sua taxa de contribuição.

Os sedimentos se movem para as partes mais profundas dos oceanos pela gravidade, e os processos no oceano são comparáveis ​​aos da terra.

A localização tem um grande impacto sobre os tipos de lamaçais encontrados em ambientes oceânicos. Por exemplo, o rio Apalachicola , que drena nas regiões subtropicais dos Estados Unidos, carrega de sessenta a oitenta por cento de lama caulinita , enquanto o Mississippi carrega apenas de dez a vinte por cento de caulinita.

O ciclo de mudrock

Podemos imaginar o início da vida de um lamaçal como sedimento no topo de uma montanha, que pode ter sido elevado por placas tectônicas ou impulsionado no ar por um vulcão. Este sedimento é exposto à chuva, vento e gravidade que golpeia e quebra a rocha pelo intemperismo. Os produtos do intemperismo, incluindo partículas que variam de argila a silte, a seixos e pedregulhos, são transportados para a bacia abaixo, onde podem se solidificar em um se seus muitos tipos de argilito sedimentares.

Eventualmente, o mudrock se moverá quilômetros abaixo da subsuperfície, onde a pressão e a temperatura transformam o lamito em um gnaisse metamorfoseado. O gnaisse metamorfoseado voltará à superfície mais uma vez como uma rocha campestre ou como magma em um vulcão, e todo o processo recomeçará.

Propriedades importantes

Cor

Mudrocks se formam em várias cores, incluindo: vermelho, roxo, marrom, amarelo, verde e cinza e até preto. Tons de cinza são mais comuns em mudrocks e cores mais escuras de preto vêm de carbonos orgânicos. Mudrocks verdes se formam em condições redutoras, onde a matéria orgânica se decompõe junto com o ferro férrico. Eles também podem ser encontrados em ambientes marinhos, onde pelágicos, ou espécies de flutuação livre, se estabelecem fora da água e se decompõem no lamaçal. Os mudrocks vermelhos se formam quando o ferro dentro do mudrock se torna oxidado e, dependendo da intensidade do vermelho, pode-se determinar se a rocha foi totalmente oxidada.

Fósseis

Burgess Shale

Os fósseis são bem preservados em formações de mudrock, porque a rocha de granulação fina protege os fósseis da erosão, dissolução e outros processos de erosão. Os fósseis são particularmente importantes para registrar ambientes passados. Os paleontólogos podem olhar para uma área específica e determinar salinidade, profundidade da água, temperatura da água, turbidez da água e taxas de sedimentação com a ajuda do tipo e abundância de fósseis em mudrock

Uma das formações de mudrock mais famosas é o Burgess Shale no oeste do Canadá, que se formou durante o Cambriano. Neste local, criaturas de corpo mole foram preservadas, algumas no todo, pela atividade da lama em um mar. Esqueletos sólidos são, geralmente, os únicos vestígios de vida antiga preservados; no entanto, o Burgess Shale inclui partes rígidas do corpo, como ossos, esqueletos, dentes e também partes moles do corpo, como músculos, guelras e sistemas digestivos. O Burgess Shale é uma das localizações fósseis mais significativas da Terra, preservando inúmeros exemplares de espécies com 500 milhões de anos, e sua preservação se deve à proteção de mudrock.

Outra formação digna de nota é a Formação Morrison . Esta área cobre 1,5 milhão de milhas quadradas, estendendo-se de Montana ao Novo México nos Estados Unidos. É considerado um dos cemitérios de dinossauros mais importantes do mundo, e seus muitos fósseis podem ser encontrados em museus ao redor do mundo. Este site inclui fósseis de dinossauros de algumas espécies de dinossauros, incluindo o Allosaurus , Diplodocus , Stegosaurus e Brontosaurus . Existem também peixes pulmonados, moluscos de água doce, fetos e coníferas. Este depósito foi formado por um clima tropical úmido com lagos, pântanos e rios, que depositaram lama rochosa. Inevitavelmente, o mudrock preservou incontáveis ​​espécimes do final do Jurássico, cerca de 150 milhões de anos atrás.

Petróleo e gás natural

Mudrocks, especialmente xisto negro, são a fonte e os contêineres de preciosas fontes de petróleo em todo o mundo. Uma vez que os mudrocks e o material orgânico requerem condições de água calmas para a deposição, os mudrocks são o recurso mais provável para o petróleo. Mudrocks têm baixa porosidade, são impermeáveis ​​e, muitas vezes, se o mudrock não for xisto preto, permanece útil como vedação para reservatórios de petróleo e gás natural. No caso do petróleo encontrado em um reservatório, a rocha ao redor do petróleo não é a rocha geradora, enquanto o xisto negro é uma rocha geradora.

Importância

Conforme observado antes, os lamaçais constituem cinquenta por cento do registro geológico sedimentar da Terra. Eles são comuns na Terra e importantes para várias indústrias.

O xisto metamorfoseado pode conter esmeralda e ouro, e os mudrocks podem hospedar metais de minério, como chumbo e zinco. Mudrocks são importantes na preservação de petróleo e gás natural, devido à sua baixa porosidade, e são comumente usados ​​por engenheiros para inibir o vazamento de fluidos prejudiciais de aterros sanitários.

Arenitos e carbonatos registram eventos de alta energia em nossa história e são muito mais fáceis de estudar. Intercaladas entre os eventos de alta energia estão formações de mudrock que registraram condições normais mais calmas na história da nossa Terra. São os eventos mais silenciosos e normais de nossa história geológica que ainda não entendemos. Os arenitos fornecem a grande imagem tectônica e algumas indicações da profundidade da água; os mudrocks registram o conteúdo de oxigênio, uma abundância e diversidade fóssil geralmente mais ricas e uma geoquímica muito mais informativa.

Em reconhecimento da importância às vezes não apreciada da lama e dos mudrocks para as ciências da terra, a Sociedade Geológica de Londres nomeou 2015 como o "Ano da Lama".

Referências