Schiefer - Schist

Schieferexemplar mit der charakteristischen "schuppigen" Schiefertextur, verursacht durch plattenförmige Glimmer

Schiefer ( / ʃ ɪ s t / shist ) ist ein mittelkörniges metamorphes Gestein mit ausgeprägter Schieferung . Dies bedeutet , dass der Stein zusammengesetzt ist aus mineralischen Körnern leicht mit einer Low-Power gesehen Hand Linse , ausgerichtet in der Weise , dass der Stein leicht in dünnen Flocken oder Platten aufgespalten wird. Diese Textur spiegelt einen hohen Gehalt an Plattenmineralien wie Glimmer , Talkum , Chlorit oder Graphit wider . Diese sind oft mit körnigeren Mineralien wie Feldspat oder Quarz verschachtelt .

Chiefer typischerweise Formen während regionalen Metamorphose , den Prozess der Gebirgsbildung (Begleit Orogenese ) und spiegelt in der Regel eine mittlere Grad der Metamorphose. Schiefer kann aus vielen verschiedenen Gesteinsarten entstehen, darunter Sedimentgesteine wie Tonsteine und magmatische Gesteine wie Tuffsteine . Aus Tonstein umgewandelter Schiefer ist besonders verbreitet und oft sehr reich an Glimmer (einem Glimmerschiefer ). Wo die Art des ursprünglichen Gesteins (der Protolith ) erkennbar ist, wird dem Schiefer normalerweise ein Name gegeben, der seinen Protolith widerspiegelt, wie z. B. Schiefermetasandstein . Andernfalls werden die Namen der enthaltenen Mineralien in den Gesteinsnamen aufgenommen, wie z. B. Quarz-Felsen-Biotit-Schiefer .

Chiefer Fundament kann eine Herausforderung für die Pose Tiefbau wegen seiner ausgeprägten Schwächungsebenen.

Das Wort Schiefer leitet sich letztlich vom griechischen Wort σχίζειν ( schízein ) ab, was „spalten“ bedeutet, was sich auf die Leichtigkeit bezieht, mit der Schiefer entlang der Ebene gespalten werden können, in der die plattenförmigen Mineralien liegen.

Definition

Geologen definieren Schiefer als mittelkörniges metamorphes Gestein , das gut entwickelte Schiefer aufweist . Schiefer ist eine dünne Schichtung des Gesteins, die durch Metamorphose (eine Schieferung ) erzeugt wird, die es dem Gestein ermöglicht, leicht in Flocken oder Platten mit einer Dicke von weniger als 5 bis 10 Millimeter (0,2 bis 0,4 Zoll ) gespalten zu werden. Die Mineralkörner in einem Schiefer sind typischerweise 0,25 bis 2 Millimeter (0,01 bis 0,08 Zoll) groß und daher mit einer 10-fach- Handlinse leicht zu erkennen . Typischerweise zeigen über die Hälfte der Mineralkörner in einem Schiefer eine bevorzugte Orientierung. Schiefer bilden eine der drei Unterteilungen des metamorphen Gesteins nach Textur , wobei die anderen beiden Unterteilungen Gneis sind , der schlecht entwickelte Schiefer und dickere Schichten aufweist, und Granofels , die keinen erkennbaren Schiefer haben.

Schiefer werden durch ihre Textur definiert, ohne Bezug auf ihre Zusammensetzung, und obwohl die meisten das Ergebnis einer mittelgradigen Metamorphose sind, können sie in ihrer Mineralzusammensetzung stark variieren. Schiefer entsteht jedoch normalerweise nur, wenn das Gestein reichlich Plattenmineralien wie Glimmer oder Chlorit enthält . Körner dieser Mineralien sind im Schiefer stark in eine Vorzugsrichtung orientiert und bilden oft auch sehr dünne parallele Schichten. Die Leichtigkeit, mit der sich das Gestein entlang der ausgerichteten Körner spaltet, erklärt die Schieferung. Obwohl kein charakteristisches Merkmal, enthalten Schiefer sehr oft Porphyroblasten (einzelne Kristalle von ungewöhnlicher Größe) von charakteristischen Mineralien wie Granat , Staurolith , Kyanit , Sillimanit oder Cordierit .

Da Schiefer eine sehr große Klasse metamorpher Gesteine ​​sind, werden Geologen ein Gestein formell nur dann als Schiefer bezeichnen, wenn die ursprüngliche Art des Gesteins vor der Metamorphose (der Protolith ) unbekannt und sein Mineralgehalt noch nicht bestimmt ist. Andernfalls wird das Modifikationsmittel schistose wird zu einem präziseren Art Namen angewandt wird, wie beispielsweise schistose semipelite (wenn das Gestein moderate Mengen enthalten , ist bekannt , Glimmer ) oder eine schistose metasandstone (wenn der Protolith a gewesen zu sein , ist bekannt , Sandstein ). Wenn nur bekannt ist, dass der Protolith ein Sedimentgestein war, wird der Schiefer als Paraschiefer bezeichnet , während wenn der Protolith ein Eruptivgestein war, wird der Schiefer als Orthoschiefer bezeichnet . Mineralqualifikatoren sind wichtig bei der Benennung eines Schiefers. Zum Beispiel ist ein Quarz-Feldspat-Biotit-Schiefer ein Schiefer aus unsicherem Protolith, der Biotitglimmer , Feldspat und Quarz in der Reihenfolge scheinbar abnehmender Häufigkeit enthält.

Lineated Schiefer hat ein starkes lineares Gewebe in einem ansonsten gut entwickelten Schiefer .

Historische Bergbauterminologie

Vor der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden die Begriffe Schiefer, Schiefer und Schiefer von den Bergbaufachleuten nicht scharf unterschieden.

Formation

Schieferheit entsteht bei erhöhter Temperatur, wenn das Gestein in eine Richtung stärker komprimiert wird als in andere Richtungen ( nichthydrostatische Spannung ). Nichthydrostatischer Stress ist charakteristisch für die regionale Metamorphose, wo eine Gebirgsbildung stattfindet (ein orogener Gürtel ). Die Schieferung entwickelt sich senkrecht zur Richtung der größten Kompression, auch Verkürzungsrichtung genannt, wenn plattenförmige Mineralien gedreht oder in parallele Schichten umkristallisiert werden. Während plattenförmige oder längliche Mineralien am offensichtlichsten umorientiert sind, können sogar Quarz oder Calcit bevorzugte Orientierungen einnehmen.

Auf mikroskopischer Ebene wird Schiefer in interne Schiefer , bei der Einschlüsse in Porphyroblasten eine bevorzugte Orientierung einnehmen, und externe Schiefer , die die Ausrichtung der Körner im umgebenden mittelkörnigen Gestein ist, unterteilt.

Die Zusammensetzung des Gesteins muss die Bildung reichlicher Plattenmineralien ermöglichen. Zum Beispiel werden die Tonmineralien im Tonstein zu Glimmer umgewandelt, wodurch ein Glimmerschiefer entsteht. Frühe Stadien der Metamorphose wandeln Tonstein in ein sehr feinkörniges metamorphes Gestein namens Schiefer um , das mit weiterer Metamorphose zu feinkörnigem Phyllit wird . Weitere Rekristallisation erzeugt mittelkörnigen Glimmerschiefer. Wenn die Metamorphose weiter voranschreitet, erfährt der Glimmerschiefer Dehydratisierungsreaktionen , die plattenförmige Mineralien in körnige Mineralien wie Feldspäte umwandeln , die Schieferung verringern und das Gestein in einen Gneis verwandeln.

Andere in Schiefer gefundene Plattenmineralien sind Chlorit, Talk und Graphit. Chloritschiefer wird typischerweise durch Metamorphose von ultramafischen Eruptivgesteinen gebildet, ebenso wie Talkschiefer. Talkschiefer bildet sich auch aus der Metamorphose von talkhaltigen Karbonatgesteinen, die durch hydrothermale Alteration gebildet wurden . Graphitschiefer ist selten, kann sich aber aus der Metamorphose von Sedimentschichten bilden, die reichlich organischen Kohlenstoff enthalten . Dieser kann von Algen stammen.

Die Metamorphose von felsischem Vulkangestein wie Tuff kann Quarz-Muskovit-Schiefer produzieren.


Technische Überlegungen

In der Geotechnik bildet eine Schieferebene oft eine Diskontinuität , die einen großen Einfluss auf das mechanische Verhalten (Festigkeit, Verformung etc.) von Gebirgen beispielsweise im Tunnel- , Fundament- oder Hangbau haben kann . Auch in ungestörtem Gelände kann eine Gefahr bestehen. Am 17. August 1959 destabilisierte ein Erdbeben der Stärke 7,2 einen aus Schiefer bestehenden Berghang in der Nähe des Hebgen-Sees in Montana. Dies verursachte einen massiven Erdrutsch, bei dem 26 Menschen ums Leben kamen, die in der Gegend campten.

Straßenschnitt in Muskovit-Schiefer der Vadito-Gruppe . Der Schnitt wurde angewinkelt, um fast mit der Schieferebene zusammenzufallen, um Steinschlag in der Straße zu reduzieren. Dies erzeugt auch das Aussehen einer glänzenden Metallwand aufgrund der Reflexion des Sonnenlichts vom Muskovit. Die Straße und der Straßenschnitt sind fast gerade; die geschwungene Erscheinung ist ein Artefakt der Panoramafotografie.

Siehe auch

Verweise

Externe Links