Skifer: Finkornet sedimentær bjergart – dannelse, egenskaber og typer
Lær om skifer — dannelse, finkornet struktur, fissilitet, farver og typer. Få klar indsigt i egenskaber, anvendelser og forskelle mellem skifer og slamsten.
Skifer er en finkornet sedimentær bjergart, der er dannet af mudder. Slammet er en blanding af flager af lermineraler og små fragmenter (siltpartikler) af andre mineraler, især kvarts og kalcit. Forholdet mellem ler og andre mineraler er variabelt. Skifer er karakteriseret ved brud langs tynde laminer eller parallelle lagdeling eller lagdeling i mindre end en centimeter tykkelse, kaldet "fissilitet" (= ~splitning). Slamsten derimod har en lignende sammensætning, men viser ikke fissilitet.
Dannelse og diagenese
Skifer dannes ved aflejring af finkornet materiale (ler og silt) i rolige sedimentære miljøer som dybe have, søbund, floddeltaer eller stille marine bassiner. Efter aflejring gennemgår sedimentet kompaktion og diagenese, hvor porevand presses ud, organisk materiale delvis omdannes, og lermineraler arrangerer sig i flade skiver, hvilket giver skiferen dens karakteristiske fissilitet. Ved øget varme og tryk kan skifer gradvis omdannes til metamorfe bjergarter som skifer (metamorfisk skifer ofte kaldet "skifer" på dansk, men teknisk korrekt: skifer → fylit → gnejs) og skiferets mineralske sammensætning ændres.
Mineralogi, tekstur og farver
Skifer er finkornet og består hovedsageligt af lermineraler (kaolinit, illit, montmorillonit mv.), siltstørrelse kvarts-korn og mindre mængder kalcit. Farven varierer fra grå og grønlig til rødlig eller sort, afhængigt af indholdet af organisk materiale og jernforbindelser. Sort skifer indeholder ofte mere frit kulstof og jernsulfider som f.eks. pyrit, hvilket giver den mørke farve. Oxidering af pyrit kan føre til brunrøde pletter eller gulbrune jernoxider i vejret materiale.
Organisk materiale og økonomisk betydning
Skifer og muddersten indeholder omkring 95 procent af det organiske materiale i alle sedimentære bjergarter, selvom dette organisk stof ofte udgør mindre end 1 vægtprocent i en gennemsnitlig skifer. I særlige tilfælde, når organisk stof akkumuleres i store mængder under anoxiske forhold (uden ilt), dannes sort skifer med højt indhold af organisk materiale. Sådanne lag kan være vigtige kildebjergarter for olie og naturgas ved tilstrækkelig begravelse og varmegrad (generering af flydende og gasformige kulbrinter).
Forskelle mellem skifer og slamsten
- Skifer: viser fissilitet — den spaltes let langs parallelle, tynde laminer. Dette skyldes den pladeformede orientering af lermineraler.
- Slamsten (mudstone): har lignende kornstørrelse og sammensætning, men mangler den veludviklede fissilitet og spaltes derfor ikke i tynde plader.
Typer og variationer
Skifer klassificeres ofte efter farve, indhold og oprindelse:
- Sort skifer: rig på organisk stof og sulfider — typisk aflejret under anoxiske forhold.
- Grå eller grønlig skifer: lavere organisk indhold, ofte dybmarin eller lavenergi aflejring.
- Rød eller brun skifer: indikerer oxiderende forhold og højere jernindhold.
- Kerogenrig skifer: potentiel kilde til olie/gas ved termisk modning.
Brug, anvendelse og samfundsmæssige aspekter
- Geologisk og petroleumsøkonomisk: Sort skifer er vigtig som kildebjergart for olie og gas og studeres ved boring og kerneanalyse.
- Byggeri og dekoration: visse typer skifer kan anvendes til plader, belægning eller dekoration, men mange af disse anvendelser benytter metamorf skifer (tag- eller byggeskifer), som er mere holdbar.
- Miljø: Pyritholdig skifer kan ved oxidation fremkalde surt afstrømning (acid mine drainage) og frigive tungmetaller ved brydning — kræver særlig håndtering.
Feltkendetegn og prøvetagning
Når du undersøger en sten i marken, kan følgende kendetegn hjælpe med at identificere skifer:
- Fuldstændig finkornet tekstur med mikrolag/laminer på millimeter- til centimeterskala.
- Let spaltningsretning (fissilitet) — stenene deler sig i tynde plader.
- Farvevariationer afhængigt af organisk stof og jernforbindelser; sort farve antyder højt organisk indhold.
- Ved mistanke om kildepotentiale analyseres organisk materiale (TOC — total organisk carbon) og kerogen-type i laboratoriet.
Metamorfose
Ved stigende tryk og temperatur omdannes skifer gennem en række metamorfosegrader: først til fylit (phyllit), derefter til skifer i metamorf begreb (slate vs. schist i engelsk terminologi) og videre til mere grove metamorfe bjergarter som gnejs. Denne metamorfose ændrer både tekstur og mineralogi og øger ofte stenens mekaniske styrke.
Opsummering
Skifer er en udbredt finkornet sedimentær bjergart dannet af sammenpresset ler og silt. Dens karakteristiske fissilitet, mineralogi og ofte høje indhold af organisk materiale gør den vigtig både geologisk (kildebjergart) og praktisk (bygge- og dekorationsmateriale i visse tilfælde). Samtidig kan pyrit- og organisk-rige skifre udgøre miljømæssige udfordringer ved brydning og eksponering.
Bedford-skifer
Skiferfragmenter fra Grube Messel fossilgrav
Dannelse af skifer
Shales er typisk aflejret i meget langsomt bevægende vand og findes ofte i søer og laguneaflejringer, i floddeltaer, på flodsletter og ud for kysten fra strandsand. De kan også være aflejret på kontinentalsoklen i relativt dybt, roligt vand. Denne proces kan have taget millioner af år at gennemføre.
"Sort skifer" er mørk, fordi den er særlig rig på uoxideret kulstof. Sort skifer er aflejret i anoxiske eller iltfattige miljøer, f.eks. i stillestående vandsøjler. De er almindelige i nogle palæozoiske og mesozoiske lag. Nogle sorte skifersten indeholder rigeligt med tungmetaller som molybdæn, uran, vanadium og zink. Tungmetallerne kan være kommet der ved langsom ophobning.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er skifer?
A: Skifer er en type finkornet sedimentær bjergart, som er dannet af mudder, der består af lermineraler og små fragmenter af andre mineraler.
Q: Hvad er forholdet mellem ler og andre mineraler i skifer?
A: Forholdet mellem ler og andre mineraler i skifer varierer.
Q: Hvad er det karakteristiske træk ved skifer?
A: Skifer er karakteriseret ved spaltelighed, hvilket refererer til brud langs tynde lag eller parallelle lag med en tykkelse på mindre end en centimeter.
Q: Hvad er forskellen mellem skifer og muddersten?
A: Muddersten har samme sammensætning som skifer, men udviser ikke spaltelighed.
Q: Hvor meget organisk materiale indeholder skifer og muddersten sammenlignet med andre sedimentære bjergarter?
A: Skifer og muddersten indeholder cirka 95 procent af det organiske materiale, der findes i alle sedimentære bjergarter.
Q: Hvad får sorte skifre til at dannes?
A: Sorte skifre dannes under anoxiske forhold uden ilt, og de indeholder frit kulstof og jernsulfider som pyrit, der giver dem deres sorte farve.
Q: Hvor meget organisk materiale indeholder sorte skifre i masse i gennemsnit?
A: På trods af at de indeholder en høj procentdel af det organiske materiale, der findes i sedimentære bjergarter, indeholder sorte skifre i gennemsnit kun mindre end én procent organisk materiale i masse.
Søge