Lupek (skrilavec): drobnozrnata sedimentna kamnina — nastanek in lastnosti
Lupek (skrilavec): nastanek, fizikalne in kemične lastnosti, vrste (črni, blatniki), organska vsebnost, fisilnost in pomen v geologiji.
Lupek je drobnozrnata sedimentna kamnina, ki nastane iz blata, torej usedline, bogate z zelo finimi delci. Blato je mešanica kosmičev glinenih mineralov in drobnih delcev (delcev velikosti mulja) drugih mineralov, zlasti kremena in kalcita. Razmerje med glino in drugimi minerali je spremenljivo in določa lastnosti končne kamnine. Lupek je običajno razločen v tanke, pogosto zaporedne plasti; značilna lastnost je sposobnost razpada vzdolž teh tankih lamin — ta lastnost se imenuje fisilnost (razslojevanje) in vključuje plasti manjše od enega centimetra debeline. Po sestavi so blatniki pogosto podobni skrilavcem, vendar pri njih fisilnost ni izražena in zato ne razpadejo na tanke liste.
Nastanek
Lupek se oblikuje ob počasnem usedanju zelo finih delcev v mirnih vodah (jezera, globokomorski bazeni, tiha morska okolja), kjer se delci glinenih mineralov, lavekremenov in organskih ostankov kopičijo v tankih slojih. Pomemben dejavnik pri nastanku nekaterih vrst, predvsem črnih skrilavcev, so anoksična (brez kisika) dna, ki preprečijo razgradnjo organskih snovi in omogočijo ohranitev organske snovi in sulfidiranega železa (npr. pirit).
Lastnosti
- Zrnata velikost: sestavljajo ga zelo fine frakcije — glina (<0,004 mm) in mulj (velikost mulja, 0,004–0,063 mm).
- Sestava: prevladujejo glineni minerali (npr. illit, kaolinit, smektit), poleg njih so prisotni kremen, kalcit in drobni organski delci.
- Barva: od sive in rjave do rdeče ali črne; črni skrilavci vsebujejo prosti ogljik in žveplove železove minerale ter so posledično temne.
- Organika: približno 95 % vseh organskih snovi v sedimentnih kamninah je vezanih v skrilavcih in muljastih kamninah; vendar je povprečna vsebnost organske snovi v običajnem lupeku pogosto manj kot 1 % mase.
- Fisiliteta: lupek se pogosto cepi vzdolž tankih lamin, kar je pomembno za prepoznavo in za tehnološke lastnosti (trajnost, prepustnost, stabilnost naklonov).
- Hidrofizikalne lastnosti: nizka permeabilnost (zaradi fine zrnate sestave), vendar so lahko hidro-mehanske lastnosti nepredvidljive zaradi prisotnosti nabrekajočih glinenih mineralov.
- Fosili: tanke plasti lupeka pogosto dobro ohranijo fosile in stopnje usedanja, saj počasno usedanje omogoča ohranjanje drobnih struktur (npr. listi, makrofosili, bakterijski filamenti).
Razvrstitev in posebne vrste
Lupeke ločimo glede na sestavo in barvo: črni skrilavci (organsko bogati), sivi in zeleni skrilavci (oksidirano okolje oziroma prisotnost železovih mineralov), rdeči (oksidirano okolje z železovimi oksidi). Po mehanskih lastnostih ločimo fisilne lupeke (s sposobnostjo razpada v tanke liste) od masivnih muljastih kamnin (blatnikov), kjer fisilnost ni prisotna.
Pomembnost in uporaba
- Gospodarski pomen: nekatere vrste (z visokim deležem organske snovi) so pomembne kot izvorne kamnine za nastanek nafte in zemeljskega plina (vir in prepušnik organskih spojin).
- Rudarski pomen: lupeki lahko vsebujejo minerale, kot so pirit ali fosforiti, ki so gospodarsko zanimivi v določenih nahajališčih.
- Gradbeni in inženirski pomen: uporabljeni kot polnilo, surovina za izdelavo keramike ali cementa; pri gradnji so relevantne njihove lastnosti (delovanje pri zamakanju, stabilnost pobočij, nosilnost temeljnih plasti).
- Ohranitev fosilov in paleoekologija: lupeki so odlični zapisovalci okolij preteklosti zaradi finega usedanja, zato jih paleontologi pogosto preiskujejo.
Vpliv na krajino in geotehnika
Lupeki z nizko prepustnostjo vplivajo na tok podzemne vode ter lahko tvorijo tesnilne plasti. Zaradi slabše mehanske trdnosti in izrazite fisilnosti so lahko problematični za izkopne in gradbene posege ter povečujejo nevarnost plazov, kadar so nasičeni z vodo. Pri načrtovanju objektov v območjih z lupeki je nujna geotehnična ocena in upoštevanje orientacije lamin.
Prehodne in metamorfične spremembe
Pri povišanih temperaturah in pritiskih se drobnozrnate ilovnate usedline lahko preoblikujejo v listnate metamorfne kamnine; stopnje preoblikovanja vodijo do različnih tipov listnatih kamnin, kar je pomembno v tektonskih conah in ob pogreznih območjih.
Lupek je torej raznolika in geološko pomembna kamnina — od zapisov preteklih okolij, preko vira organskih snovi, do praktičnih vprašanj pri gradnji in rudarjenju. Njegove lastnosti so močno odvisne od mineralne sestave, vsebnosti organske snovi in pogojev usedanja.
Bedfordski skrilavec
Odlomki skrilavca iz jame za fosile Grube Messel
Nastanek skrilavca
Lupine se običajno odlagajo v zelo počasi tekoči vodi in jih pogosto najdemo v jezerih in lagunah, v rečnih deltah, na poplavnih ravnicah in na morju, kjer se nahajajo plažni peski. Lahko se odlagajo tudi na kontinentalni polici v razmeroma globoki in mirni vodi. Ta proces je lahko trajal več milijonov let.
"Črni skrilavci" so temni, ker so še posebej bogati z neoksidiranim ogljikom. Črni skrilavci se odlagajo v anoksičnih okoljih ali okoljih z nizko vsebnostjo kisika, kot so stoječe vode. Pogosti so v nekaterih paleozojskih in mezozojskih plasteh. Nekateri črni skrilavci vsebujejo veliko težkih kovin, kot so molibden, uran, vanadij in cink. Težke kovine so se v njih lahko pojavile s počasnim kopičenjem.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je skrilavec?
O: Skorja je vrsta drobnozrnate sedimentne kamnine, ki nastane iz blata, sestavljenega iz glinenih mineralov in drobnih delcev drugih mineralov.
V: Kakšno je razmerje med glino in drugimi minerali v skrilavcu?
O: Razmerje med glino in drugimi minerali v skrilavcu je različno.
V: Kaj je značilno za skrilavec?
O: Za skrilavec je značilna razpokanost, ki se nanaša na prekinitve vzdolž tankih plasti ali vzporednih slojev, debelejših od enega centimetra.
V: Kakšna je razlika med skrilavci in muljevci?
O: Blatniki so po sestavi podobni skrilavcem, vendar se ne razlikujejo po razpokanosti.
V: Koliko organskih snovi vsebujejo skrilavci in muljevci v primerjavi z drugimi sedimentnimi kamninami?
O: Lupine in muljevci vsebujejo približno 95 odstotkov organskih snovi, ki jih najdemo v vseh sedimentnih kamninah.
V: Kaj povzroča nastanek črnih skrilavcev?
O: Črni skrilavci nastajajo v anoksičnih razmerah brez kisika in vsebujejo prosti ogljik in železove sulfide, kot je pirit, ki jim dajejo črno barvo.
V: Koliko organskih snovi v povprečju vsebujejo črni skrilavci?
O: Kljub temu da vsebujejo velik odstotek organskih snovi, ki jih najdemo v sedimentnih kamninah, črni skrilavci v povprečju vsebujejo le manj kot en odstotek organskih snovi po masi.
Iskati