الصخر الزيتي

الصخر الزيتي صخر رسوبي فتاتي دقيق الحبيبات، _يتكون من طين عبارة _عن مزيج من رقائق معادن طينية ( سيليكات الألومنيوم المائية ، مثل الكاولين ، Al₂Si₂O₅ ( OH ) _{₄ )} وشظايا صغيرة ( بحجم الطمي ) من معادن أخرى، وخاصة الكوارتز والكالسيت . ^{[ 1 ]} يتميز الصخر الزيتي بميله إلى الانقسام إلى طبقات رقيقة ( صفائح ) يقل سمكها عن سنتيمتر واحد. تُسمى هذه الخاصية بالانشطار . [ 1 ^{] يُعد الصخر} الزيتي أكثر الصخور الرسوبية شيوعًا. ^{[ 2 ]}

يُستخدم مصطلح الصخر الزيتي أحيانًا بشكل أوسع، باعتباره مرادفًا أساسيًا للصخور الطينية ، بدلاً من المعنى الأضيق للصخور الطينية الغنية بالطين والمتفتتة. ^{[ 3 ]}

يُظهر الصخر الزيتي عادةً درجات متفاوتة من التشقق . ونظرًا للتوجه المتوازي لرقائق المعادن الطينية فيه، فإنه يتشقق إلى طبقات رقيقة، غالبًا ما تكون متفتتة، وعادةً ما تكون موازية لمستويات التطبق التي يصعب تمييزها . ^{[ 4 ]} تُوصف الصخور غير المتشققة ذات التركيب وحجم الجسيمات المتشابهين (أقل من 0.0625 مم) بأنها أحجار طينية (من 1/3 إلى 2/3 جسيمات طمي) أو أحجار طينية (أقل من 1/3 طمي). أما الصخور ذات أحجام الجسيمات المتشابهة ولكن مع كمية أقل من الطين (أكثر من 2/3 طمي) وبالتالي تكون أكثر خشونة، فتُسمى أحجار طميية . ^{[ 4 ] [ 5 ]} 

تتميز الصخور الطينية بلونها الرمادي في الغالب، وتتكون من معادن طينية وحبيبات كوارتز. ويؤدي وجود كميات متفاوتة من مكونات ثانوية إلى تغيير لون الصخر. تشير الألوان الأحمر والبني والأخضر إلى وجود أكسيد الحديديك ( الهيماتيت - الأحمر)، أو هيدروكسيد الحديد ( الجوثيت - البني والليمونيت - الأصفر)، أو المعادن الميكا ( الكلوريت والبيوتيت والإيليت - الأخضر). ^{[ 4 ]} يتحول اللون من الأحمر إلى الأخضر مع تحول الحديد من الحالة المؤكسدة ( الحديديك ) إلى الحالة المختزلة (الحديدوز ) . ^{[ 6 ]} ينتج الصخر الطيني الأسود عن وجود أكثر من واحد بالمائة من المواد الكربونية، مما يدل على بيئة مختزلة. ^{[ 4 ]} أما الصخور الطينية ذات اللون الأزرق الباهت إلى الأزرق المخضر، فهي غنية عادةً بالمعادن الكربوناتية . ^{[ 7 ]}

تُعدّ الطينات المكوّن الرئيسي للصخور الطينية والطفلية. وتتكوّن معادن الطين الموجودة فيها بشكل أساسي من الكاولينيت والمونتوموريلونيت والإيليت . وتكون معادن الطين في طفلات العصر الثالث المتأخر من السميكتايت القابل للتمدد ، بينما تسود معادن الإيليت في الصخور الأقدم (وخاصةً في طفلات العصر الباليوزوي الأوسط إلى المبكر ). وينتج عن تحوّل السميكتايت إلى إيليت السيليكا والصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والماء. وتُشكّل هذه العناصر المُحرّرة الكوارتز والصوان والكالسيت والدولوميت والأنكريت والهيماتيت والألبيت ، وهي جميعها معادن نادرة إلى ثانوية (باستثناء الكوارتز) موجودة في الصخور الطينية والطفلية. ^{[ 4 ]} يتكوّن الطفل النموذجي من حوالي 58% من معادن الطين، و28% من الكوارتز، و6% من الفلسبار ، و 5 % من معادن الكربونات، و2% من أكاسيد الحديد . ^{[ 8 ]} معظم الكوارتز فتاتي (جزء من الرواسب الأصلية التي شكلت الصخر الزيتي) وليس ذاتي التكوين (متبلور داخل الصخر الزيتي بعد الترسيب). ^{[ 9 ]}

تحتوي الصخور الطينية وغيرها من الصخور الطينية على ما يقارب 95% من المادة العضوية الموجودة في جميع الصخور الرسوبية. ومع ذلك، فإن هذه النسبة لا تتجاوز 1% من كتلة الصخر الطيني العادي. تحتوي الصخور الطينية السوداء، التي تتشكل في ظروف نقص الأكسجين ، على كربون حر مختزل بالإضافة إلى الحديدوز (Fe²⁺ ⁾ والكبريت ( S²⁻ ⁾ . يُنتج كبريتيد الحديد غير المتبلور ، إلى جانب الكربون، اللون الأسود. ^{[ 4 ]} ولأن كبريتيد الحديد غير المتبلور يتحول تدريجيًا إلى البيريت ، وهو ليس صبغة مهمة، فقد تكون الصخور الطينية الحديثة داكنة اللون بسبب محتواها من كبريتيد الحديد، على الرغم من محتواها المتواضع من الكربون (أقل من 1%)، بينما يشير اللون الأسود في الصخور الطينية القديمة إلى محتوى عالٍ من الكربون. ^{[ 7 ]}

معظم الصخور الطينية بحرية الأصل، ^{[ 10 ]} وغالبًا ما تكون المياه الجوفية في تكوينات الصخور الطينية شديدة الملوحة . وهناك أدلة تشير إلى أن الصخور الطينية تعمل كوسط شبه منفذ، يسمح بمرور الماء مع الاحتفاظ بالأملاح الذائبة. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يمكن أن تبقى الجزيئات الدقيقة المكونة للصخر الزيتي معلقة في الماء لفترة طويلة بعد ترسب جزيئات الرمل الأكبر حجمًا. ونتيجة لذلك، يترسب الصخر الزيتي عادةً في مياه بطيئة الحركة، وغالبًا ما يوجد في البحيرات والرواسب الشاطئية ، وفي دلتا الأنهار ، وعلى السهول الفيضية ، وفي عرض البحر أسفل مستوى قاعدة الأمواج . ^{[ 13 ]} توجد رواسب سميكة من الصخر الزيتي بالقرب من هوامش القارات القديمة ^{[ 13 ]} وأحواض المقدمة . ^{[ 14 ]} وقد ترسبت بعض أكثر تكوينات الصخر الزيتي انتشارًا بفعل البحار القارية . يُعد الصخر الزيتي الأسود ^{[ 8 ]} شائعًا في طبقات العصر الطباشيري على هوامش المحيط الأطلسي ، حيث ترسب في أحواض محصورة بالصدوع مرتبطة بانفتاح المحيط الأطلسي أثناء تفكك بانجيا . كانت هذه الأحواض خالية من الأكسجين، ويعود ذلك جزئيًا إلى محدودية الدوران في المحيط الأطلسي الضيق، وجزئيًا إلى افتقار بحار العصر الطباشيري الدافئة جدًا لدوران المياه الباردة القاعية التي تُؤكسج أعماق المحيطات اليوم. ^{[ 15 ]}

يترسب معظم الطين على شكل تجمعات وندف، نظرًا لبطء معدل ترسب جزيئات الطين الفردية. ^{[ 16 ]} وتتسارع عملية الندف بشكل كبير بمجرد ملامسة الطين لمياه البحر شديدة الملوحة. ^{[ 17 ]} وبينما يقل حجم جزيئات الطين الفردية عن 4 ميكرونات، تتفاوت أحجام تجمعات جزيئات الطين الناتجة عن الندف من بضع عشرات من الميكرونات إلى أكثر من 700 ميكرون في القطر. تبدأ الندف غنية بالماء، ولكن يُطرد جزء كبير من الماء منها مع ازدياد ترابط معادن الطين بمرور الوقت (وهي عملية تُسمى التخثر ). ^{[ 18 ]} وتُعد عملية تكوير الطين بواسطة الكائنات الحية التي تتغذى بالترشيح مهمة في المناطق التي تُثبط فيها عملية الندف. وتُنتج هذه الكائنات ما يُقدر بنحو 12 طنًا متريًا من حبيبات الطين لكل كيلومتر مربع سنويًا على طول ساحل خليج المكسيك الأمريكي . ^{[ 19 ]}

مع استمرار تراكم الرواسب، تبدأ الرواسب الأقدم والأكثر عمقًا بالخضوع لعملية التحول الصخري . وتتألف هذه العملية في الغالب من انضغاط وتصلب جزيئات الطين والطمي. ^{[ 20 ] [ 21 ]} تحدث المراحل المبكرة من التحول الصخري، والتي تُعرف باسم التكوين المبكر ، على أعماق ضحلة (بضع عشرات من الأمتار) وتتميز بالاضطراب الحيوي والتغيرات المعدنية في الرواسب، مع انضغاط طفيف فقط. ^{[ 22 ]} قد يتشكل البيريت في الطين اللاهوائي في هذه المرحلة من التحول الصخري. ^{[ 8 ] [ 23 ]}

يصاحب الدفن العميق عملية تكوين الصخور المتوسطة ، والتي تحدث خلالها معظم عمليات التراص والتصلب. ومع ازدياد الضغط الواقع على الرواسب من الرواسب العلوية، تتحرك حبيبات الرواسب لتتخذ ترتيبات أكثر تماسكًا، وتتشوه الحبيبات المرنة (مثل حبيبات المعادن الطينية )، ويقل حجم المسام . ^{[ 24 ]} بالإضافة إلى هذا التراص الفيزيائي، قد يحدث تراص كيميائي عبر الذوبان بالضغط . وتكون نقاط التلامس بين الحبيبات تحت أقصى إجهاد، ويكون المعدن المُجهد أكثر قابلية للذوبان من باقي الحبيبة. ونتيجة لذلك، تذوب نقاط التلامس، مما يسمح للحبيبات بالتلامس بشكل أوثق. ^{[ 21 ]}

تكتسب الصخور الطينية قابليتها للتشقق أثناء عملية التراص، على الأرجح من خلال التراص الميكانيكي للهيكل المفتوح الأصلي لجزيئات الطين. تتجه الجزيئات بقوة في طبقات متوازية تُكسب الصخور الطينية نسيجها المميز. ^{[ 25 ]} من المرجح أن تتطور قابلية التشقق في وقت مبكر من عملية التراص، على أعماق ضحلة نسبيًا، إذ لا يبدو أنها تتغير مع العمق في التكوينات السميكة. ^{[ 26 ]} تتميز رقائق الكاولينيت بميل أقل للتراصف في طبقات متوازية مقارنةً بأنواع الطين الأخرى، لذا فإن الطين الغني بالكاولينيت يُرجح أن يُشكل طينًا غير قابل للتشقق أكثر من الصخور الطينية. من ناحية أخرى، غالبًا ما تتميز الصخور الطينية السوداء بقابلية تشقق واضحة جدًا ( الصخور الطينية الورقية ) نتيجة ارتباط جزيئات الهيدروكربون بأسطح جزيئات الطين، مما يُضعف الترابط بين الجزيئات. ^{[ 27 ]}

تلي عملية التصلب عملية التراص مباشرةً، حيث تُسرّع درجات الحرارة المرتفعة في الأعماق ترسب المادة اللاصقة التي تربط الحبيبات ببعضها. ويساهم ذوبان الضغط في عملية التصلب، إذ يُعاد ترسب المعدن المذاب من نقاط التلامس المُجهدة في المسامات غير المُجهدة. وقد تتغير معادن الطين أيضًا. فعلى سبيل المثال، يتحول السميكتايت إلى إيليت عند درجات حرارة تتراوح بين 55 و200 درجة مئوية (130 إلى 390 درجة فهرنهايت) ، مُطلقًا الماء خلال هذه العملية. ^{[ 8 ]} وتشمل تفاعلات التحول الأخرى تحول السميكتايت إلى كلوريت ، وتحول الكاولينيت إلى إيليت عند درجات حرارة تتراوح بين 120 و150 درجة مئوية (250 و300 درجة فهرنهايت) . ^{[ 8 ]} وبسبب هذه التفاعلات، يُشكل الإيليت 80% من طفلة ما قبل الكمبري ، مقابل حوالي 25% من الطفلة الحديثة. ^{[ 28 ]}    

تترافق عملية كشف الصخور الطينية المدفونة مع مرحلة التكوين النهائي ، وهي المرحلة الثالثة والأخيرة من مراحل التكوين الصخري. ^{[ 22 ]} ومع تناقص عمق الدفن بفعل التعرية، يُحدث التعرض المتجدد لمياه الأمطار تغييرات إضافية في الصخور الطينية، مثل ذوبان جزء من المادة الرابطة لتكوين مسامية ثانوية . وقد يتأكسد البيريت لإنتاج الجبس . ^{[ 21 ]}

تتميز الصخور الطينية السوداء بلونها الداكن نتيجة غناها بالكربون غير المؤكسد . وتنتشر هذه الصخور في بعض طبقات حقبتي الحياة القديمة والوسطى ، حيث ترسبت في بيئات مختزلة خالية من الأكسجين ،مثل أعمدة المياه الراكدة. ^{[ 8 ] تحتوي بعض الصخور الطينية السوداء على كميات وفيرة من المعادن الثقيلة ،} مثل الموليبدينوم واليورانيوم والفاناديوم والزنك. ^{[ 8 ] [ 29 ] [ 30} ] ^{[ 31 ]} أما القيم المرتفعة لهذه المعادن ، فهي محل جدل، إذ يُعزى بعضها إلى تدفق السوائل الحرارية المائية أثناء الترسيب أو بعده، بينما يُعزى البعض الآخر إلى تراكمها البطيء من مياه البحر على مدى فترات طويلة من الترسيب. ^{[ 30 ] [ 32 ] [ 33 ]}

• 
  الصخر الزيتي في بوتوكغرابن، كاراوانكس ، النمسا
• 
  شق الصخر الزيتي ( صخر زيت ميسيل ) بسكين كبير للكشف عن الأحافير
• 
  تجوية الصخر الزيتي عند قطع طريق في جنوب شرق ولاية كنتاكي

تُحفظ الأحافير وآثار الحيوانات أو الجحور وحتى آثار قطرات المطر أحيانًا على أسطح طبقات الصخر الزيتي. وقد تحتوي الصخور الزيتية أيضًا على تكتلات تتكون من البيريت أو الأباتيت أو معادن الكربونات المختلفة. ^{[ 34 ]}

تتحول الصخور الطينية التي تتعرض للحرارة والضغط الناتجين عن التحول إلى صخور متحولة صلبة قابلة للتشقق تُعرف باسم الأردواز . ومع استمرار زيادة درجة التحول ، يكون التسلسل كالتالي: الفيلليت ، ثم الشيست، وأخيراً النيس . ^{[ 35 ]}

يُعدّ الصخر الزيتي المصدر الأكثر شيوعًا للهيدروكربونات ( الغاز الطبيعي والبترول ). ^{[ 8 ]} ويعكس غياب الرواسب الخشنة في معظم طبقات الصخر الزيتي غياب التيارات القوية في مياه حوض الترسيب، والتي ربما تكون قد أكسجت المياه ودمرت المواد العضوية قبل تراكمها. كما يعكس غياب الصخور الكربوناتية في طبقات الصخر الزيتي غياب الكائنات الحية التي قد تفرز هياكل كربوناتية، ويرجع ذلك على الأرجح إلى بيئة خالية من الأكسجين. ونتيجة لذلك، يوجد حوالي 95% من المواد العضوية في الصخور الرسوبية في الصخور الزيتية وغيرها من الصخور الطينية. وعادةً ما تحتوي طبقات الصخر الزيتي الفردية على نسبة مواد عضوية تبلغ حوالي 1%، ولكن أغنى الصخور المصدرية قد تحتوي على ما يصل إلى 40% من المواد العضوية. ^{[ 36 ]}

تتحول المادة العضوية في الصخر الزيتي بمرور الوقت من البروتينات الأصلية والسكريات المتعددة والدهون والجزيئات العضوية الأخرى إلى الكيروجين ، والذي يتحول بدوره عند درجات الحرارة المرتفعة الموجودة على أعماق أكبر إلى الجرافيت والبترول. ^{[ 37 ]}

قبل منتصف القرن التاسع عشر، لم تكن المصطلحات "الأردواز" و"الصخر الزيتي" و "الشست" مُفرّقة بدقة. ^{[ 38 ]} وفي سياق تعدين الفحم تحت الأرض ، كان يُشار إلى الصخر الزيتي غالبًا باسم "الأردواز" حتى وقت متأخر من القرن العشرين. ^{[ 39 ]} ويُطلق على الصخر الزيتي الأسود المرتبط بطبقات الفحم اسم "المعدن الأسود". ^{[ 40 ]}

• تكوين باكن – تكوين جيولوجي في أمريكا الشمالية. صفحات تعرض وصفًا موجزًا ​​للأهداف المراد إعادة توجيهها. 
• تكوين بارنيت الصخري – تكوين جيولوجي في تكساس، الولايات المتحدة 
• تكوين بيرباو – تكوين جيولوجي في أمريكا الشمالية 
• صخور بورغيس الطينية – تكوين صخري يحتوي على أحافير في جبال روكي الكندية 
• تكوين إيمو باي الصخري – تكوين جيولوجي في جنوب أستراليا 
• تكوين مارسيلوس – وحدة من الصخور الرسوبية تعود إلى العصر الديفوني الأوسط 
• مواقع أحافير مازون كريك – موقع أحافير محفوظ في إلينوي مدرج في السجل الوطني للأماكن التاريخية 
• الصخر الزيتي – صخر رسوبي دقيق الحبيبات غني بالمواد العضوية يحتوي على الكيروجين 
• الغاز الصخري – الغاز الطبيعي المحصور في تكوينات الصخر الزيتي 
• تكوين ويلر شيل الجيولوجي في ولاية يوتا، والذي يشتهر بأحافير الترايلوبيت. 
• طفل برينجيلي – وحدة من الصخور الرسوبية تعود إلى العصر الترياسي في أستراليا 
• تكوين أشفيلد الصخري – تكوين جيولوجي في أستراليا 

الوسائط المتعلقة بالصخر الزيتي على ويكيميديا ​​كومنز