Перейти до вмісту

Аспідний сланець

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Аспідний сланець
Загальні відомості
Мінеральний складкварц , мусковіт / іліт
Використання
будівельний матеріал і письмовий матеріал Редагувати інформацію у Вікіданих
CMNS: Аспідний сланець у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Сланець — дрібнозерниста, листяста, однорідна метаморфічна порода, що утворилася в результаті низькотемпературного регіонального метаморфізму з первинної осадової породи сланцевого типу, що складається з глини або вулканічного попелу. Це найдрібнішозерниста листяста метаморфічна порода. Листястість може не відповідати первинному осадовому шаруванню, а бути перпендикулярною до напрямку метаморфічного стиснення.[1]

Шаруватість сланцю, яку називають «сланцевим спайом», спричинена сильним стисканням, при якому дрібнозерниста глина утворює лусочки, які відростають у площинах, перпендикулярних до стиснення.[1] При професійному «різанні» за допомогою спеціального інструменту в кар'єрі, що виконується паралельно шаруватості, багато видів сланцю демонструють властивість, яка називається розколюваністю, утворюючи гладкі плоскі листи каменю, які здавна використовуються для покрівлі, підлогової плитки та більярдних столів.[1] Сланець часто має сірий колір, особливо коли його бачать масово на дахах. Однак сланець зустрічається в різних кольорах навіть в одній місцевості; наприклад, сланець з Північного Уельсу може бути різних відтінків сірого, від світлого до темного, а також може бути фіолетовим, зеленим або блакитним. Сланець не слід плутати з глинистим сланцем, з якого він може утворюватися, або сланцем.

Слово «сланець» також використовується для позначення певних типів предметів, виготовлених із сланцевої породи. Воно може означати окрему покрівельну черепицю зі сланцю або письмову дошку, яка традиційно була невеликим гладким шматком породи, часто обрамленим у дерево, що використовувався з крейдою як блокнот або дошка для оголошень, особливо для запису рахунків у пабах і готелях. Фрази «чистий сланець» і «порожній сланець» походять саме від цього вживання.

Опис

[ред. | ред. код]
Сланець з піритом

Сланець — дрібнозерниста метаморфічна порода, яка не має явних шаруватих структур, але легко розщеплюється на тонкі пластини та плити.[2][3] Зазвичай він утворюється в результаті слабкого регіонального метаморфізму глинистої породи.[4][5] Такий слабкий ступінь метаморфізму призводить до утворення породи, в якій окремі кристали мінералів залишаються мікроскопічними за розміром,[5] утворюючи характерне сланцеве розщеплення, при якому свіжі поверхні розщеплення виглядають матовими. Це контрастує з шовковистими сколами філіту, який є наступним за ступенем метаморфізму гірською породою, що походить від глинистої породи.[6] Напрямок розщеплення не залежить від будь-яких осадових структур у вихідному глинистому камені, а відображає напрямок регіонального стиснення.[7]

Сланцеве розщеплення є суцільним, тобто окремі площини розщеплення розташовані надто близько одна до одної, щоб їх можна було розрізнити на зразках, що тримають у руці. У текстурі сланцю ці всепроникні площини розщеплення відіграють домінуючу роль. Під мікроскопом виявляється, що сланець складається з дуже тонких лінз кварцу та польового шпату (QF-домени), розділених шарами слюди (M-домени).[8] Зазвичай їхня товщина не перевищує 100 мкм (мікрон).[4] Оскільки сланець утворився за умов низької температури та тиску, порівняно з більшістю інших метаморфічних порід, у ньому можна знайти деякі скам'янілості; іноді у сланці можна знайти навіть мікроскопічні залишки тендітних організмів..[9]

Процес перетворення глинистої породи на сланець передбачає втрату до 50 % об'єму глинистої породи під час її ущільнення. Зерна пластинчастих мінералів, таких як глинисті мінерали, обертаються, утворюючи паралельні шари, перпендикулярні до напрямку ущільнення, що починає надавати породі розщеплюваність. Сланцева розщеплюваність повністю розвивається, коли глинисті мінерали починають перетворюватися на хлорит і слюду. Органічний вуглець у породі перетворюється на графіт.[10]

Сланець складається переважно з мінералів кварцу, іліту та хлориту, які становлять до 95 % його складу. Найважливішими акцесорними мінералами є оксиди заліза (такі як гематит і магнетит), сульфіди заліза (такі як пірит) та карбонатні мінерали. Польовий шпат може бути присутнім у вигляді альбіту або, рідше, ортоклазу.[11] Іноді, як у пурпурових сланцях Північного Уельсу, навколо ядер заліза утворюються сфери відновлення заліза (Fe²⁺), залишаючи світло-зелену плямисту текстуру. Ці сфери іноді деформуються під дією подальшого силового поля в овоїди, які при розгляді на площині розщеплення зразка виглядають як еліпси. Однак деякі дані показують, що відновлені плями можуть також утворюватися після деформації та набувати еліптичної форми в результаті переважної інфільтрації вздовж напрямку розколу, тому при використанні еліпсоїдів відновлення для оцінки деформації потрібна обережність.[12]

Термінологія

[ред. | ред. код]

До середини XIX століття терміни «сланець», «шиф» та «схист» не мали чіткого розмежування.[13] У контексті підземного видобутку вугілля у Сполучених Штатах термін «сланець» широко використовувався для позначення сланцю аж до XX століття.[14] Наприклад, «покрівельний сланець» стосувався сланцю над вугільним пластом, а «низовий сланець» — сланець, що падав зі стелі шахти під час видобутку вугілля.[15]

Британська геологічна служба рекомендує використовувати термін «сланець» у наукових працях лише в тих випадках, коли про дану породу відомо надто мало, щоб провести більш точну класифікацію. Наприклад, якщо характеристики породи однозначно вказують на те, що вона утворилася в результаті метаморфізму сланцю, у наукових працях її слід описувати як метасланець. Якщо походження породи є невизначеним, але відомо, що вона багата на слюду, її слід описувати як пеліт.[2]

Використання

[ред. | ред. код]

Будівництво

[ред. | ред. код]
Шиферний дах у Кардіффі, Уельс

З сланцю виготовляють покрівельний сланець — різновид черепиці, яку укладають фахівці з укладання сланцю. Сланець має дві лінії крихкості — спайність і зернистість — що дозволяє розколювати камінь на тонкі листи. При розколюванні сланець зберігає природний вигляд, залишаючись відносно рівним і зручним для укладання. З 1870-х років до Першої світової війни в Європі відбулася низка «сланцевих бумів», що супроводжувалися вдосконаленням систем залізничного, автомобільного та водного транспорту.[16]

Сланець особливо добре підходить як покрівельний матеріал, оскільки має надзвичайно низький показник водопоглинання — менше 0,4 %, що робить його стійким до пошкоджень від морозу.[17] Природний сланець, який потребує лише мінімальної обробки, має енергоємність, що вигідно відрізняється від інших покрівельних матеріалів.[18] Професіонали у будівельній галузі використовують природний сланець завдяки його красі та довговічності. Сланець надзвичайно довговічний і може прослужити кілька сотень років,[19] часто майже не вимагаючи догляду.[17] Природний сланець також вогнестійкий та енергоефективний.[20]

Сланцева черепиця зазвичай кріпиться (закріплюється) цвяхами або гачками (як це зазвичай буває з іспанським шифером).[21] У Великій Британії кріплення зазвичай здійснюється подвійними цвяхами до дерев'яних рейок (Англія та Уельс)[22] або прибивається безпосередньо до дерев'яних дощок (Шотландія та Північна Ірландія). Традиційно цвяхи виготовлялися з міді, хоча існують сучасні альтернативи з сплавів та нержавіючої сталі.[23] Обидва ці методи, за умови правильного використання, забезпечують довговічний водонепроникний дах із терміном експлуатації близько 60–125 років.[17]

Деякі європейські постачальники сланцю зазначають, що кріплення за допомогою гаків означає, що

  • На плитці менше слабких місць, оскільки не потрібно свердлити отвори
  • Такі елементи покрівлі, як розжолобки та куполи, легше створювати, оскільки можна використовувати вузьку черепицю[24]
  • Кріплення за допомогою гаків особливо підходить для регіонів із суворими погодними умовами, оскільки забезпечує більшу стійкість до підйому вітром, так як нижній край плити надійно закріплений.[24]

Однак металеві гачки залишаються на виду, тому вони можуть не підходити для історичних будівель.

Плитку зі сланцю часто використовують для укладання підлог усередині та зовні будівель,[25] сходів,[26] доріжок[27] та облицювання стін.[28] Плитку укладають на розчин і затирають шви по краях. На плитку часто наносять хімічні герметики для підвищення міцності та поліпшення зовнішнього вигляду,[29] збільшення стійкості до появи плям,[25] зменшення вицвітання та збільшення або зменшення гладкості поверхні. Плитка часто продається з обробленою зворотньою стороною, тобто її задня поверхня відшліфована для полегшення укладання.[29] Сланцеве підлогове покриття може бути слизьким при використанні на відкритих майданчиках, що піддаються впливу дощу.

У будівництві Великої Британії XIX століття сланцева черепиця використовувалася не тільки для покриття дахів; у районах видобутку сланцю, таких Блаенау-Ффестініог та Бетесда в Уельсі, досі збереглося багато будівель, повністю побудованих зі сланцю. Сланцеві плити також можна вкладати у стіни, щоб створити примітивну гідроізоляційну мембрану. Невеликі обрізки використовуються як прокладки для вирівнювання балок перекриття. У районах, де сланцю багато, його також використовують у вигляді шматків різного розміру для будівництва стін та огорож, іноді в поєднанні з іншими видами каменю.

  • Церква та будинки з шиферним фасадом у Вурцбаху, Німеччина
    Церква та будинки з шиферним фасадом у Вурцбаху, Німеччина
  • Вишукана плитка зі сланцю, церква Святого Леонарда у Франкфурті-на-Майні, Німеччина
    Вишукана плитка зі сланцю, церква Святого Леонарда у Франкфурті-на-Майні, Німеччина
  • Чорно-білий шифер на фахверковому будинку в Оберкуннерсдорфі
    Чорно-білий шифер на фахверковому будинку в Оберкуннерсдорфі
  • Сланець з отворами на фермі в Тремедді, Корнуолл, Англія
    Сланець з отворами на фермі в Тремедді, Корнуолл, Англія
  • Шиферний дах у Сіррако (Греція), побудований з вигнутим розжолобком та фіалами зверху.
    Шиферний дах у Сіррако (Греція), побудований з вигнутим розжолобком та фіалами зверху.


Інші способи використання

[ред. | ред. код]

Оскільки сланцевий камінь є хорошим електроізолятором та вогнестійким, його використовували на початку XX століття для виготовлення електричних розподільних щитів та релейних пристроїв управління великими електродвигунами.[30] Завдяки своїй термічній стабільності та хімічній інертності сланцевий камінь застосовують для виготовлення стільниць лабораторних столів та стільниць для більярдних столів.

У давні часи сланце використовували як точильний камінь для заточування ножів,[31][32] хоча сьогодні точильні камені зазвичай виготовляють із кварцу.[33] У школах XVIII та XIX сланці широко застосовувалися для виготовлення дощок та індивідуальних дощечок для письма, на яких писали сланцевими або крейдяними олівцями.[30] У сучасних будинках сланці часто використовуються як підставки під чашки.

У регіонах, де він є у наявності, високоякісний сланець використовують для виготовлення надгробків та меморіальних дощок.[34] У деяких випадках сланець використовувався стародавньою цивілізацією майя для виготовлення стел.[35] У Японії сланець був традиційним матеріалом для виготовлення чорних каменів гри «Ґо», на відміну від мушлі[en], з якої робили білі камені. Сьогодні він вважається предметом розкоші.[36]

Сланець з Пенсильванії широко використовується у виробництві манок для полювання на індиків. Звуки, що лунають із сланцю при терті об нього різними видами дерев'яних ударників, майже досконало імітують крики всіх чотирьох видів диких індиків у Північній Америці: східного, Ріо-Гранде, Оцеола та Мерріама.

Видобуток

[ред. | ред. код]

Сланець зустрічається в Арктиці, і інуїти використовували його для виготовлення лез ножів «улю». Китай має величезні родовища сланцю; останніми роками експорт готового та необробленого сланцю з цієї країни зріс. Родовища сланцю є по всій Австралії, великі запаси видобуваються в Аделаїдських пагорбах у Віллунзі та Канманту, а також у Середній Півночі — у Мінтаро та Сполдінгу. Сланець є в достатку в Бразилії, ругому за величиною виробнику сланцю у світі, в районі Папагайоса у штаті Мінас-Жерайс, де видобувається 95 відсотків бразильського сланцю. Однак не всі «сланцеві» вироби з Бразилії мають право на маркування знаком CE.

Сьогодні більша частина сланцю в Європі походить з Іспанії, яка є найбільшим у світі виробником та експортером природного сланцю, а 90 відсотків європейського природного сланцю, що використовується для покрівельних робіт, походить саме з іспанської сланцевої промисловості. Менш поширені регіони з виробництва сланцю в сучасній Європі включають Уельс[en] (зі статусом ландшафту ЮНЕСКО та музеєм у Лланберісі[en]), Корнуолл (відоме село Делабол), Камбрію (див. кар'єри сланцевої промисловості Берлінгтон, шахту сланцевої промисловості Хоністер та сланець Скіддо) та, раніше, Західне нагір'я Шотландії, навколо Баллачуліша[en] та Сланцевих островів у Сполученому Королівстві. Деякі частини Франції (Анжу[en], долина Луари, Арденни, Бретань, Савойя) та Бельгії (Арденни), Лігурію на півночі Італії, особливо між містом Лаванья (назва якого успадкована як термін для позначення крейдяної дошки в італійській мові) та долиною Фонтанабуона; Португалію, особливо навколо Валонго на півночі країни. Регіон річки Мозель у Німеччині, Гунсрюк (з колишньою шахтою, відкритою як музей у Феллі), Айфель, Вестервальд, Тюрінгія та північна Баварія; та Альта, Норвегія (насправді кристалічний сланец, а не справжній сланець). Деякі сланці з Уельсу та Камбрії є кольоровими (не синіми): фіолетовими та раніше зеленими в Уельсі та зеленими в Камбрії.

У Північній Америці сланець видобувається в Ньюфаундленді, на сході Пенсільванії, в окрузі Бакінгем (штат Вірджинія), а також у регіоні Слейт-Веллі у Вермонті та Нью-Йорку, де кольоровий сланець видобувається в районі міста Гранвілл, штат Нью-Йорк. У кінці 19-го та на початку 20-го століть у Монсоні, штат Мен, існувало велике підприємство з видобутку сланцю, де сланці зазвичай мають колір від темно-фіолетового до чорнуватого, і багато місцевих будівель мають дахи, покриті сланцевою черепицею. Дах собору Святого Патріка в Нью-Йорку та надгробна плита на могилі Джона Ф. Кеннеді на Арлінгтонському національному кладовищі виготовлені зі сланцю з Монсона.

  • Кар'єр Пенрін поблизу Бетесди, Уельс, приблизно 1890 рік[37]
    Кар'єр Пенрін поблизу Бетесди, Уельс, приблизно 1890 рік[37]
  • Виставкова шахта з видобутку сланцю Фелл у Рейнланд-Пфальці, Німеччина
    Виставкова шахта з видобутку сланцю Фелл у Рейнланд-Пфальці, Німеччина
  • Історична шахта Фогельсберг 1 на сланцевій шахті Фелл-Екзімбінг
    Історична шахта Фогельсберг 1 на сланцевій шахті Фелл-Екзімбінг
  • Мули, що несуть на спинах шиферну черепицю в Дхарамсалі, Індія, у 1993 році.
    Мули, що несуть на спинах шиферну черепицю в Дхарамсалі, Індія, у 1993 році.
  • Видобуток сланцю в Іспанії
    Видобуток сланцю в Іспанії

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б в Marshak, Stephen. Essentials of Geology (вид. 3rd).[сторінка?]
  2. ↑ а б Robertson, S. (1999). BGS Rock Classification Scheme, Volume 2: Classification of metamorphic rocks (PDF). British Geological Survey Research Report. RR 99-02. Архів (PDF) оригіналу за 3 квітня 2018. Процитовано 27 лютого 2021.
  3. ↑ Allaby, Michael (2013). Slate. A Dictionary of Geology and Earth Sciences (вид. 4th). Oxford: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  4. ↑ а б Jackson, Julia A., ред. (1997). Slate. Glossary of Geology (вид. 4th). Alexandria, VA: American Geological Institute. ISBN 0922152349.
  5. ↑ а б Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic (вид. 2nd). New York, NY: W.H. Freeman. с. 365. ISBN 0716724383.
  6. ↑ Yardley, B. W. D. (1989). An Introduction to Metamorphic Petrology. Harlow, Essex: Longman Scientific & Technical. с. 22. ISBN 0582300967.
  7. ↑ Potter, Paul Edwin; Maynard, J. Barry; Pryor, Wayne A. (1980). Sedimentology of Shale. New York: Springer-Verlag. с. 17. ISBN 0387904301.
  8. ↑ Fossen, Haakon (2016). Structural Geology (вид. 2nd). Cambridge: Cambridge University Press. с. 287—289. ISBN 9781107057647.
  9. ↑ Glass, Alexander; Blake, Daniel B. (Квітень 2004). Preservation of tube feet in an ophiuroid (Echinodermata) from the Lower Devonian Hunsrück Slate of Germany and a redescription of Bundenbachia beneckei and Palaeophiomyxa grandis. Paläontologische Zeitschrift. 78 (1): 73—95. Bibcode:2004PalZ...78...73G. doi:10.1007/BF03009131.
  10. ↑ Yardley, 1989, с. 64, 170.
  11. ↑ Walsh, Joan A. (Листопад 2007). The use of the scanning electron microscope in the determination of the mineral composition of Ballachulish slate. Materials Characterization. 58 (11—12): 1095—1103. doi:10.1016/j.matchar.2007.04.013.
  12. ↑ Fossen, 2016, с. 61.
  13. ↑ Raymond, R. W. (1881). Slate. A Glossary of Mining and Metallurgical Terms. American Institute of Mining Engineers. с. 78.
  14. ↑ Fay, Albert H. (1920). Slate. A Glossary of the Mining and Mineral Industry. United States Bureau of Mines. с. 622.
  15. ↑ Weller, J. Marvin, ред. (1960). Supplement to the Glossary of Geology and Related Sciences. American Geological Institute. с. 18.
  16. ↑ Schunck, Eberhard; Oster, Hans Jochen (2003). Roof Construction Manual Pitched Roofs (вид. print). Basel: De Gruyter. с. 12.
  17. ↑ а б в Chavez, Mark (2013). Should I Replace My Slate Roof with a Synthetic?. National Park Service. Процитовано 28 червня 2021.
  18. ↑ Crishna, N.; Banfill, P.F.G.; Goodsir, S. (Жовтень 2011). Embodied energy and CO2 in UK dimension stone. Resources, Conservation and Recycling. 55 (12): 1265—1273. doi:10.1016/j.resconrec.2011.06.014.
  19. ↑ Cárdenes, Víctor; Cnudde, Jean Pierre; Wichert, Jörn; Large, David; López-Mungira, Aurora; Cnudde, Veerle (Липень 2016). Roofing slate standards: A critical review. Construction and Building Materials. 115: 93—104. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.04.042.
  20. ↑ Natural Slate, the natural option [Архівовано 10 березня 2014 у Wayback Machine.]
  21. ↑ Slate Design and Fixing Guide (PDF). SSQ Group. Процитовано 28 червня 2021.
  22. ↑ Natural roofing slate design and fixing guide (PDF). SSQ Group. с. 8. Архів (PDF) оригіналу за 26 червня 2019. Процитовано 28 червня 2021.
  23. ↑ 6 Basic Principals of Slate Roofing. National Slate Association. 3 серпня 2017. Процитовано 28 червня 2021.
  24. ↑ а б Hook fixing (PDF). SSQ Group. Архів (PDF) оригіналу за 26 червня 2019. Процитовано 28 червня 2021.
  25. ↑ а б Taylor, Glenda; Vila, Bob (11 серпня 2016). All You Need to Know About Slate Floors. bob vila. Action Media, Inc. Процитовано 28 червня 2021.
  26. ↑ Robinson, Kristy (2 липня 2012). Installing Slate Tiles on Front Stairs. SFGate. Hearst. Процитовано 28 червня 2021.
  27. ↑ How to Lay a Walkway with Slate Pavers. doityourself. Процитовано 28 червня 2021.
  28. ↑ Asaff, Sarabeth (Грудень 2013). How to Install Exterior Slate Tile. SFGate. Hearst. Процитовано 28 червня 2021.
  29. ↑ а б Lewitin, Joseph. Everything You Need to Know About Slate Flooring Tiles. The Spruce. Dotdash. Процитовано 28 червня 2021.
  30. ↑ а б Bowles, Oliver (1922). The Technology of Slate. U.S. Government Printing Office.
  31. ↑ Taylor, William B. (2009). Whetstones Found in Southeastern Massachusetts (PDF). Bulletin of the Massachusetts Archaeological Society. 70 (2): 79—80. Архів (PDF) оригіналу за 28 червня 2021. Процитовано 28 червня 2021.
  32. ↑ Arbel, Yoav (2020). Miscellaneous Finds from the Magen Avraham Compound, Yafo (Jaffa). 'Atiqot. 100: 363—372. JSTOR 26954598.
  33. ↑ Adam Cherubini (12 жовтня 2011). What is an Oilstone?. Popular Woodworking magazine. Процитовано 22 лютого 2017.
  34. ↑ Born, Anne (Листопад 1988). Blue Slate Quarrying in South Devon: An Ancient Industry. Industrial Archaeology Review. 11 (1): 51—67. doi:10.1179/iar.1988.11.1.51.
  35. ↑ Healy, Paul F.; Awe, Jaime J.; Iannone, Gyles; Bill, Cassandra (Червень 1995). Pacbitun (Belize) and ancient Maya use of slate. Antiquity. 69 (263): 337—348. doi:10.1017/S0003598X00064735.
  36. ↑ Fairbairn, John (1992). A Survey of the best in Go Equipment. У Bozulich, Richard (ред.). The Go Player's Almanac (вид. 2nd). Kiseido Publishing Company. с. 142—155. ISBN 978-4-906574-40-7.
  37. ↑ The Slate Industry of North and Mid Wales (englisch)

Литература

[ред. | ред. код]
  • Page, William (ed.) (1906). The Victoria History of the County of Cornwall; vol. I. (Chapter on quarries.) Westminster: Constable.
  • Hudson, Kenneth (1972). Building Materials; «Chapter 2: Stone and Slate». pp London: Longman, pp. 14–27.. ISBN 0-582-12791-2.

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Аспідний_сланець&oldid=47743723