Горючий сланец. Кровля из сланцевого материала

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.

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.

СЛАНЦЫ (а. shales; н. Schiefer; ф. schistes; и. pizarras, esquistos) — метаморфические горные породы , характеризующиеся ориентированным расположением породообразующих минералов и способностью раскалываться на тонкие пластины или плитки (сланцеватостью). По характеру исходных пород различают орто- и парасланцы. Первые возникли при метаморфизме магматических, вторые — осадочных горных пород . По степени метаморфизма различают слабометаморфизованные глинистые сланцы, кремнистые сланцы, глубокометаморфизованные кристаллические сланцы; промежуточное положение занимают филлиты , хлоритовые и серицитовые сланцы, зеленые сланцы и др.

Кремнистые сланцы представляют собой твёрдые плотные тонкоплитчатые (иногда листоватые) породы серого цвета, сложенные роговиковым агрегатом кварца (иногда с халцедоном). Содержание SiО 2 в породе 67,5-97%. Нередко присутствуют примеси органического вещества , графита , оксидов и гидроксидов Fe и Mn, хлорита , скелетов радиолярий, спикул губок, водорослевого . Наиболее распространённые разновидности кремнистых сланцев — радиоляриты (богатые скелетами радиолярий) и лидиты (фтаниты), или пробирные камни, обогащённые углеродом .

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. Глинистые, хлоритовые и талькохлоритовые сланцы, раскалывающиеся на тонкие (толщиной 2,5-6 мм) и ровные плитки, называются кровельными или шиферными сланцами. Их используют для покрытия и облицовки зданий, изготовления распределительных щитов, оснований для реостатов, отходы кровельно-сланцевого производства — в качестве наполнителя для кровельной мастики, дорожного асфальта и др. Разновидности слабометаморфизованных сланцев, обладающие способностью вспучиваться при обжиге , применяют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала (керамзит, шунгизит и др.).

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 назван так из-за свойства расслаиваться, из-за своей структуры. Горная порода сложена из спрессованных пластин различных минералов. Слои довольно легко разделяются. Происхождение сланцев связано с морями. Оседавшие на их дно ил, спрессовывались под давлением воды.

Большинству сланцев около 300 миллионов лет. Порода образовывалась в эпоху активных вулканических процессов в земной коре. Горообразование сжимало осадки на дне в боковых плоскостях. Образовавшиеся складки расслаивались под давлением и температурами.

Физические и химические свойства сланца

В результате давления на донные массы, в породе образовывались прослойки слюды. Это пластинчатый материал, легко разделяемый на тончайшие листы. Этим свойством пользовались в старину, закрывая слюдой окна в домах.

Пласты минерала прозрачны и тонки. В сланцах также легко разделяется. Во многом, именно благодаря ей порода без труда распадается на пласты.

Слоистость – общее физическое свойство камня. В остальном, сланцы резко отличаются друг от друга. Их твердость по колеблется в границах от 2-х до 6-ти баллов. Для сравнения, 2 балла у , используемого для грифелей карандашей. 6 баллов у ортоклаза, используемого при производстве фарфора и плитки.

Разнящаяся твердость сланцев объясняется их разным минеральным составом и структурой. Кремнесодержащая твердая порода имеет кристаллическую структуру. Глинистые сланцы имеют выраженное слоистое строение. Они более хрупкие.

Самый мягкий горючий сланец . В нем велика доля органики. Это перегнивающие водоросли, моллюски, другие организмы. Их разложение приводит к образованию легковоспламеняющихся углеводородов. Собственно, поэтому порода и названа горючей.

Показатель влагостойкости породы также разнится. Камень сланец может поглощать воду как на 3%, так и всего на 0,01%. Цифра зависит от состава породы, ее пористости. По сути, под понятием сланец объединена целая группа отделочных .

Окраска и цвет сланца

В кристаллических сланцах преобладают обычно минералы темных цветов. Из белесых компонентов в них встречаются лишь полевые и разновидности кварца. Они дают светлые прожилки, но в общей массе порода остается бурой, серой, коричневой, черной, темно-зеленой.

Глинистые сланцы бывают белых, красноватых тонов, иногда имеют зеленоватый или сероватый оттенок. Зачастую, сланцы неоднородно окрашены. Это вызвано различным составом слоев породы, временем их образования, смешением элементов камня под действием внешних факторов, таких как давление, температуры.

Применение сланца

Сланец именуют «природным шифером». Прозвище камень получил за схожесть с покрытием для кровель. Расщепленные слои породы покрывают их десятилетиями. Сланец не выцветает на солнце, поэтому крыши всегда выглядят как новые.

Кроме стойкости к ультрафиолету, большинство сланцев отличаются морозоустойчивостью, поэтому породу применяют в качестве строительного материала даже в суровом климате.

Для возведения зданий предлагают купить сланец кристаллического типа. Блоки из него отлично сохраняют тепло, обладают высоким показателем звукоизоляции, крепки и долговечны.

Сланец так же используют при внешней и внутренней отделке. Камнем обкладывают камины, им декорируют стены, колонны, мостят полы. Однако, натуральная порода дорогостоящая. Квадратный метр стоит от 1 800 рублей. Средний же ценник – около 3-х, 4-х тысяч.

Поэтому, к примеру, для ландшафтного дизайна и отделки часто используют искусственный камень сланец . Его изготавливают из пигментов, смол, натуральных наполнителей и полимерных материалов. Последние – химические соединения с внушительной молекулярной массой.

Внешне искусственный почти не отличим от натурального. Однако, служит меньше. Что же касается истинного сланца, средневековые замки и дома вельмож прошлых столетий крыты им и по сей день.

При этом, природный шифер в большинстве случаев не меняли с момента постройки зданий. На полимерный сланец дают максимальную гарантию в 50 лет.

Магические и лечебные свойства

Литотерапевты «прописывают» сланец от бессонниц и психических расстройств. положительно влияет на нервную систему, избавляя от стрессов, депрессий.

Впрочем, в «городских джунглях» такими свойствами обладают все природные материалы, замечают скептики. В бетонных коробках, при отсутствии зелени, людям не хватает дерева, камня, цветов.

Декоративный камень сланец отметился не только в традиционной медицине, но и в магических обрядах. Эзотерики советуют зажечь две свечи в полнолуние. Делать это необходимо на границе дней в 12 часов ночи. Рядом с огнем укладывается сланец .

На него, говорят маги, следует смотреть 20-30 минут. В итоге, совершающий обряд должен начать видеть образы. Чтобы растолковать их потребуется обращение к . После вопроса, его заворачивают в платок и кладут под подушку. Расшифровка видений приходит во сне.

Обряд связан с магическим свойством сланца аккумулировать энергию Космоса, накапливать знания. Передать их человеку порода может только после совершения обряда. Ношение сланца без проведения соответствующих магических ритуалов бесполезно.