Shale Rock : Géologie, composition, utilisations

Le schiste est la roche sédimentaire la plus commune, représentant environ 70 % des roches de la croûte terrestre. Il s’agit d’une roche sédimentaire clastique à grain fin composée de boue compactée composée d’argile et de minuscules particules de quartz, de calcite, de mica, de pyrite, d’autres minéraux et de composés organiques. On trouve du schiste partout dans le monde, là où l’eau existe ou s’est écoulée.

Key Takeaways : Shale

• Le schiste est la roche sédimentaire la plus commune, représentant environ 70 % de la roche de la croûte terrestre.
• Le schiste est une roche à grain fin faite de boue et d’argile compactées.
• La caractéristique déterminante du schiste est sa capacité à se fragmenter en couches ou sa fissilité.
• Les schistes noirs et gris sont courants, mais la roche peut être de n’importe quelle couleur.
• Le schiste est important sur le plan commercial. Il est utilisé pour fabriquer des briques, de la poterie, des tuiles et du ciment Portland. Le gaz naturel et le pétrole peuvent être extraits du schiste bitumineux.

Comment le schiste se forme

Le schiste se forme par compactage de particules dans les eaux lentes ou calmes, comme les deltas des rivières, les lacs, les marécages ou le fond des océans. Les particules plus lourdes s’enfoncent et forment du grès et du calcaire, tandis que l’argile et le limon fin restent en suspension dans l’eau. Au fil du temps, le grès et le calcaire comprimés deviennent du schiste argileux. Le schiste argileux se présente généralement sous la forme d’une nappe de plusieurs mètres d’épaisseur. En fonction de la géographie, des formations lenticulaires peuvent également se former. Parfois, des traces d’animaux, des fossiles ou même des empreintes de gouttes de pluie sont conservés dans les couches de schiste.

Composition et propriétés

L’argile clasts ou les particules dans le schiste ont un diamètre inférieur à 0,004 millimètres, de sorte que la structure de la roche ne devient visible qu’à la loupe. L’argile provient de la décomposition du feldspath. Le schiste est constitué d’au moins 30 % d’argile, avec des quantités variables de quartz, de feldspath, de carbonates, d’oxydes de fer et de matière organique. Le schiste bitumineux ou bitumineux contient également kerogenun mélange d’hydrocarbures provenant de plantes et d’animaux décédés. Le schiste est classé en fonction de sa teneur en minéraux. Il existe des schistes siliceux (silice), des schistes calcaires (calcite ou dolomite), des schistes limonitiques ou hématitiques (minéraux de fer), des schistes carbonés ou bitumineux (composés de carbone) et des schistes phospatiques (phosphate).

La couleur du schiste dépend de sa composition. Les schistes à forte teneur en matière organique (carbone) ont tendance à être plus foncés et peuvent être noirs ou gris. La présence de composés de fer ferrique donne du schiste rouge, brun ou violet. Le fer ferreux donne des schistes noirs, bleus et verts. Le schiste contenant beaucoup de calcite a tendance à être gris pâle ou jaune.

La taille des grains et la composition des minéraux dans le schiste déterminent sa perméabilité, sa dureté et sa plasticité. En général, le schiste est fissiles et se divise facilement en couches parallèles au plan de la litière, qui est le plan de dépôt des flocons d’argile. Le schiste est laminéLa roche est constituée de plusieurs couches minces qui sont liées entre elles.

Utilisations commerciales

Le schiste a de nombreuses utilisations commerciales. Il constitue un matériau de base dans l’industrie de la céramique pour la fabrication de briques, de tuiles et de poteries. Le schiste utilisé pour la fabrication de poteries et de matériaux de construction ne nécessite que peu de traitement, à part le broyage et le mélange avec de l’eau.

Le broyage du schiste et le chauffage au calcaire permettent de fabriquer du ciment pour l’industrie de la construction. La chaleur chasse l’eau et décompose le calcaire en oxyde de calcium et en dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est perdu sous forme de gaz, laissant l’oxyde de calcium et l’argile, qui durcissent lorsqu’ils sont mélangés à l’eau et séchés.

L’industrie pétrolière utilise le fracturage pour extraire le pétrole et le gaz naturel des schistes bitumineux. Le craquage consiste à injecter un liquide à haute pression dans la roche pour en faire sortir les molécules organiques. Des températures élevées et des solvants spéciaux permettent d’extraire les hydrocarbures, ce qui donne lieu à des déchets dont l’impact sur l’environnement est préoccupant.

Schistes, ardoises et schistes

Jusqu’au milieu du XIXe siècle, le terme « ardoise » désignait souvent le schiste, l’ardoise et le schiste. Les mineurs de charbon souterrains peuvent encore, selon la tradition, désigner le schiste sous le nom d’ardoise. Ces roches sédimentaires ont la même composition chimique et peuvent se trouver ensemble. La sédimentation initiale des particules forme du grès et du mudstone. Le schiste se forme lorsque le mudstone devient laminé et fissile. Si le schiste est soumis à la chaleur et à la pression, il peut se métamorphoser en ardoise. L’ardoise peut se transformer en phyllite, puis en schiste, et enfin en gneiss.

Sources

• Blatt, Harvey et Robert J. Tracy (1996) Pétrologie : Igné, sédimentaire et métamorphique (2e éd.). Freeman, pp. 281-292.
• H.D. Holland (1979). « Metals in black shales – A reassessment ». Géologie économique. 70 (7) : 1676–1680.
• J.D. Vine et E.B. Tourtelot (1970). « Géochimie des dépôts de schistes noirs – Un rapport de synthèse ». Géologie économique. 65 (3) : 253–273.
• R. W. Raymond (1881) « Slate » dans A Glossary of Mining and Metallurgical Terms American Institute of Mining Engineers.