Lergarter (muddersten): Definition, typer og geologisk betydning

Opdag lergarter (muddersten): typer, klassifikation, geologisk betydning og hvorfor skifer & fine sedimenter former jordens historie — essentiel viden for geologer.

Lergarter udgør de fleste af de sedimentære bjergarter på Jorden. De er en klasse af finkornede siliciklastiske sedimentære bjergarter, hvor større delen af kornene er mindre end 0,0625 mm (62,5 µm). Lergarter omfatter en række nært beslægtede rocktyper, som ofte ligner hinanden i felten, men som adskiller sig i kornstørrelsesfordeling, mineralogi, struktur og dannelseshistorie.

Typer og betegnelser

De almindeligste typer inden for denne gruppe er: siltsten, lersten, muddersten, skifer og skifer. I praksis anvendes betegnelserne forskelligt:

• Siltsten domineres af siltkorn (0,002–0,0625 mm) og føles ofte sandet ved berøring.
• Claystone/lersten domineres af meget fine lerpartikler (<0,002 mm) og kan være kompakte uden klar lagdeling.
• Muddersten (engelsk mudstone) bruges ofte om finkornede sedimenter med blandet silt- og lerindhold, som ikke nødvendigvis er fissile.
• Skifer betegner typisk muddersten, der har udviklet en tydelig pladeformet lagdeling (fissilitet) som gør, at stenen spaltes let i tynde plader.

Kornstørrelse, mineralogi og struktur

De fleste partikler i lergarter er mindre end 0,0625 mm og er for små til at blive bestemt visuelt i marken. Mineralogisk består mudderfraktionen af en blanding af lermineraler (f.eks. kaolinit, illit, smektit), kvarts og ofte feldspat og vulkansk glimmer. Sammensætningen påvirker egenskaber som styrke, permeabilitet og kemisk reaktivitet.

Hvorfor klassificeringen er vanskelig

Der har været stor uenighed om klassificeringen af muddersten. Årsagerne er flere:

• Slam eller mudder er den mindst forståede og en af de mest uudforskede sedimentære bjergarter til dato.
• Det er vanskeligt at undersøge mudderstenens bestanddele på grund af deres lille størrelse — det kræver ofte laboratorieteknikker som XRD, SEM eller tyndnålsslibning.
• Der findes flere accepterede klassifikationsordninger, og fagfolk bruger ofte forskellige kriterier (kornstørrelse, clay-indhold, fissilitet eller diagenese) til navngivning.

Dannelsesmiljøer og diagenese

Muddersten aflejres i en række miljøer med lav energi, hvor fine partikler kan synke ud af suspension: dybt hav, kontinentale hylder, floddeltaer, laguner, søer og oversvømmelsesflader. Over tid ændres de af diagenese — kompaktion, cementering og kemiske omdannelser — hvilket kan omdanne blødt mudder til hårde ler- eller skifersten. Ved øget tryk og omlejring kan pladeformede lermineraler blive reorienterede, så de fremstår som parallelle lag (fissilitet). Dette fint lagdelte materiale, der let spaltes i tynde lag, kaldes skifer, til forskel fra muddersten, som oftere er massive og mindre lagdelte.

Geologisk betydning og ressourcer

Muddersten udgør halvdelen af de sedimentære bjergarter i de geologiske optegnelser og er uden tvivl de mest udbredte aflejringer på Jorden. Fine sedimenter er det mest udbredte produkt af erosion, og det er derfor, at muddersten er så almindelige. Mange muddersten indeholder organisk materiale; i reducerede (iltfattige) miljøer kan organisk rig muddersten blive til kildebjergarter for olie og gas (særligt såkaldte »black shales«).

Udover petroleum er lergarter vigtige for:

• Fossilbevarelse: Eksempler som Burgess-skifer viser, at fintliggende mudder kan bevare bløde dele i fossiler ekstremt godt.
• Bygge- og ingeniørgeologi: Mange lergarter har lav permeabilitet, høj krybning og kan være følsomme over for vandindtrængning og svind eller hævning (særligt smectit-holdige ler).
• Råmaterialer: Ler bruges til keramik, tegl og andre industrielle produkter, hvilket har været vigtigt siden civilisationens begyndelse.

Undersøgelsesmetoder

På grund af de fine korn kræver pålidelig identifikation laboratorieteknikker: kornstørrelsesanalyse (sigtning eller laser), tyndslibning/optisk mikroskopi, X-ray diffraktion (XRD) til mineralogi, scanningelektronmikroskopi (SEM) og kemiske analyser. Feltmetoder som smear-slides kan give hurtige indikationer af ler- vs. siltindhold.

Historie, forskning og anvendelse

Fra civilisationens begyndelse, hvor keramik og lersten blev fremstillet i hånden, til i dag har lersten været vigtige for både kultur og industri. Den første moderne fagbog om lersten blev først udgivet i 1964, men interesse for mudderstenens rolle i geologi, ingeniørarbejde og petroleum er langt ældre. Forskere, ingeniører og olieproducenter har dog forstået mudderstenens betydning siden opdagelsen af Burgess-skifer og sammenhængen mellem muddersten og olie.

Praktiske bemærkninger

Når man arbejder med lergarter i marken eller til ingeniørprojekter, er det vigtigt at skelne mellem:

• Om stenen er fissil (skifer) eller massiv (muddersten/lersten).
• Det relative indhold af silt vs. ler, da dette påvirker mekaniske og hydrauliske egenskaber.
• Forekomst af organiske materialer og sulfider, som kan påvirke miljømæssige og økonomiske vurderinger.

Samlet set er lergarter en central del af jordens sedimentære arkiv: de indeholder information om tidligere aflejringsmiljøer, klima, organismer og er samtidig vigtige ressourcer og udfordringer inden for geoteknik og råstofudnyttelse.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er muddersten?

Spørgsmål: Hvor små er partiklerne i muddersten?

Spørgsmål: Hvorfor er der uenighed om klassifikationen af muddersten?

Spørgsmål: Hvor almindelige er muddersten?

Spørgsmål: Hvad sker der, når trykket øges over tid med hensyn til mudderbjergarternes sammensætning?

Spørgsmål: Hvordan har mennesket brugt muddersten siden oldtiden?

Spørgsmål: Hvornår blev den første bog om slamsten udgivet?

Søg efter bogstav