JimVallee/iStock/GettyImages

Siltstone en schalie zijn de klassieke “moddergesteenten” uit de sedimentaire gegevens. Ze ontstaan wanneer fijnkorrelig slib en klei zich bezinken in water dat opmerkelijk stil is, waardoor de deeltjes zich gedurende miljoenen jaren kunnen verdichten en tot gesteente kunnen cementeren.

TL;DR

Deze rotsen ontstaan in omgevingen waar het water kalm en stil is, zoals lagunes, vijvers, offshore-planken en de diepten van oude meren en zeeën. In deze omstandigheden kunnen de minuscule slib- en kleideeltjes laag voor laag uit de suspensie bezinken en uiteindelijk verharden tot siltsteen of schalie.

Sedimentgesteenten:van klasten tot gelithificeerde lagen

Zowel siltsteen als schalie behoren tot de klastische familie van sedimentair gesteente. Ze zijn afkomstig van kleine fragmenten – klasten – van reeds bestaande gesteenten of mineralen. Wanneer deze fragmenten worden begraven en onderworpen aan overbelastingsdruk, compacteren ze. Na verloop van tijd cementeert de chemische precipitatie van silica en calciumcarbonaat de korrels, waardoor het vaste gesteente ontstaat. Omdat de begravingsvolgorde de relatieve leeftijd van lagen behoudt, kunnen geologen het principe van superpositie gebruiken om ze te dateren:oudere lagen liggen onder jongere.

Slib en klei:het korrelgroottespectrum definiëren

Het onderscheid tussen slib en klei hangt af van de deeltjesdiameter. Slibdeeltjes zijn fijner dan zand, maar grover dan klei, variërend van 0,002 tot 0,06 mm (0,00008–0,0024 inch). Kleideeltjes zijn kleiner dan 0,004 mm (0,00016 inch) en bevatten mineralen zoals montmorilloniet en kaoliniet. Dit groottebereik is van cruciaal belang:alleen in extreem kalm water kunnen zulke fijne deeltjes lang genoeg in de lucht blijven hangen om zich op te hopen in meetbare bodems.

Schieleiafzettingsomgeving

Schalie ontstaat waar het water rustig is:aan de rand van grote meren of op het continentaal plat waar de oceaanstromingen zwak zijn. Door de rust kan zwevende klei zich in het sedimentaire bekken nestelen. Tegelijkertijd slaan opgelost silica en calciumcarbonaat, vaak afkomstig van mariene organismen, neer en werken als een natuurlijk cement. In de loop van de geologische tijd verandert het verdichtings- en cementatieproces, bekend als lithificatie, de modder in schalie. Wanneer het sediment overvloedig organisch materiaal bevat, zoals planktonresten, kan olieschalie ontstaan, wat een potentiële koolwaterstofbron kan vormen.

Siltstone-afzettingsomgeving

Siltstone wordt doorgaans dichter bij de kustlijn van oude delta's, meren of zeeën afgezet, waar de stromingen zachter zijn dan die welke zand vervoeren, maar sterker dan die welke klei afzetten. In deze omgevingen worden slibdeeltjes uit zand gescheiden door de afnemende stroomsnelheid. Naarmate de waterdiepte toeneemt en de stroming energie verliest, wordt slib het dominante sediment en verandert het uiteindelijk in schalie. Bijgevolg is een klassieke volgorde in veel bekkenomgevingen zandsteen (grof, dichtbij de kust) → siltsteen (tussenliggend) → schalie (fijn, offshore).

Kortom, zowel siltsteen als schalie vereisen een kalme afzettingsomgeving waarin fijne deeltjes kunnen bezinken, lagen vormen en cementeren. Het begrijpen van deze omstandigheden verheldert niet alleen de vroegere klimaten van de aarde, maar vormt ook een leidraad voor de moderne verkenning van hulpbronnen zoals koolwaterstoffen.