页岩是通过缓慢或平静水域中的颗粒压实形成的,如河流三角洲、湖泊、沼泽或海底。较重的颗粒下沉并形成砂岩和石灰岩,而粘土和细粉土仍悬浮在水中。随着时间的推移,压缩的砂岩和石灰岩会变成页岩。页岩通常以几米厚的大板状产出。根据地理位置,也可能形成透镜状地层。有时动物的足迹、化石,甚至雨滴的痕迹都保存在页岩层中。
页岩中的粘土碎屑或颗粒直径小于0.004毫米,因此岩石结构仅在放大后可见。粘土来自长石的分解。页岩由至少30%的粘土组成,含有不同数量的石英、长石、碳酸盐、氧化铁和有机物。油页岩或沥青也含有干酪根,干酪根是死去的动植物碳氢化合物的混合物。页岩根据其矿物含量进行分类。有硅质页岩(二氧化硅)、钙质页岩(方解石或白云石)、褐铁矿或赤铁矿页岩(铁矿物)、碳质或沥青页岩(碳化合物)和磷质页岩(磷酸盐)。
页岩的颜色取决于其成分。有机(碳)含量较高的页岩颜色较深,可能为黑色或灰色。铁化合物的存在会产生红色、棕色或紫色页岩。亚铁产生黑色、蓝色和绿色页岩。含有大量方解石的页岩倾向于浅灰色或黄色。
页岩中矿物的粒度和成分决定其渗透性、硬度和塑性。一般来说,页岩易裂变,容易分裂成平行于层理面(粘土薄片沉积面)的层。页岩是层压的,这意味着岩石由许多结合在一起的薄层组成。
页岩有许多商业用途。它是制砖、制瓦和制陶的原料。用于制作陶器和建筑材料的页岩除了破碎和与水混合外,几乎不需要加工。
将页岩粉碎并用石灰石加热,可为建筑业生产水泥。热量赶走水,将石灰石分解成氧化钙和二氧化碳。二氧化碳以气体的形式流失,留下氧化钙和粘土,当与水混合并干燥时会变硬。
石油工业利用水力压裂从油页岩中提取石油和天然气。水力压裂法是指在高压下向岩石中注入液体,将有机分子挤出。高温和特殊溶剂会提取碳氢化合物,产生废物,引起人们对环境影响的担忧。
直到19世纪中叶,“板岩”一词通常指页岩、板岩和片岩。根据传统,地下煤矿工人可能仍然将页岩称为板岩。这些沉积岩具有相同的化学成分,可能同时出现。颗粒的初始沉积形成砂岩和泥岩。泥岩变为层状和可裂变时形成页岩。如果页岩受到高温和压力的作用,它会变质成板岩。板岩可以变成千枚岩,然后是片岩,最后是片麻岩。
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