✨Địa chất đá phiến dầu

Điểm lộ đá phiến dầu kukersite [[Ordovician, bắc Estonia.]] Địa chất đá phiến dầu là một nhánh của khoa học địa chất nghiên cứu về sự thành tạo và thành phần của đá phiến dầu– một loại đá trầm tích hạt mịn chứa kerogen, và thuộc nhóm nhiên liệu giàu chất hữu cơ. Sự hình thành đá phiến dầu diễn ra trong nhiều kiểu môi trường trầm tích do đó thành phần của nó cũng có sự đa dạng. Các đá phiến dầu có thể được phân loại theo thành phần (khoáng vật cacbonat như canxit hoặc detrital cũng như thạch anh và sét) hoặc theo môi trường trầm tích (các hồ lớn, biển nông, và đầm phá/các hồ nhỏ). Hầu hết vật chất hữu cơ trong đá phiến dầu có nguồn gốc tảo, nhưng cũng có thể là xác của thực vật có mạch trên cạn. Có ba loại vật chất hữu cơ chính (maceral) trong đá phiến dầu là telalginit, lamalginit, và bituminit.

Hầu hết các mỏ đá phiến dầu được hình thành vào Cambrian giữa, Ordovician sớm và giữa, Devonian muộn, Jurassic muộn, và Paleogene do các loại tảo trong đầm lầy bị phủ bởi các trầm tích trẻ hơn, làm cho các vật chất hữu cơ được được bảo tồn và sau đó chuyển biến thành kerogen bởi quá trình diagenetic.

Đá phiến dầu được chia thành 3 nhóm dựa trên thành phần khoáng vật là đá phiến sét giàu cacbonat, đá phiến sét silic và đá phiến sét chứa than nến. Các đá phiến sét giàu cacbont được phân biệt theo tên gọi dựa vào hàm lượng khoáng vật cacbonat như canxit và dolomit. Có khoảng 20 loại khoáng vật cacbonat được tìm thấy trong đá phiến dầu, trong đó thành phần chính gồm authigenic hoặc diagentic. Đá phiến sét giàu cacbonat đặc biệt là các trần tích có nguồn gốc hồ, thường tạo thành các lớp giàu vật chất hữu cơ xen kẽ với các lớp giàu cacbonat. Các tích tụ này tạo thành các hệ tầng dễ bị phong hóa nên cũng khó khai thác bằng phương pháp ngoài hiện trường. Đá phiến silic thường có màu nâu sẫm hoặc đen. Nó là hỗn hợp của một số loại khoáng vật khác nhau. Đối với đá phiến dầu đạt chất lượng thương mại, tỷ số chất hữu cơ:khoáng vật khoảng 0,75:5 đến 1,5:5. Trong khi đá phiến dầu nguồn gốc lục địa chứa nhựa cây, bào tử và sáp cuticle, và các tế bảo của rễ và thân cây của các thực vật lục địa có mạch, Đá phiến dầu nguồn gốc hồ chứa chất hữu cơ giàu lipid có nguồn gốc từ tảo. Đá phiến dầu nguồn gốc biển chứa tảo biển, acritarch, và dinoflagellate biển.

Đối với các chất hữu cơ chưa bị phân rã được bảo tồn và hình thành đá phiến dầu, thì môi trường phải được duy trì không biến đổi trong các giai đoạn lâu dài để tạo thành các tầng tảo đủ dày. Đôi khi, đầm lầy tảo hoặc các môi trường nhỏ khác bị phá vỡ và sự tích tụ đá phiến dầu dừng lại. Bị chôn vùi bên dưới các trầm tích đè ở trên, các trầm tích tảo đầm lầy biến đổi vật liệu hữu cơ thành kerogen bởi các quá trình thành đà thông thường sau:

• Sự nén ép do các trầm tích phủ bên trên lớp than làm cho các chất hữu cơ bị nén chặt.
• Trải qua nén ép và tác dụng nhiệt làm giảm độ ẩm trong than bùn và từ cấu trúc bên trong tế bào của các thực vật bị hóa thạch, và loại bỏ phân tử nước.
• Methanogenesis tạo ra mêtan, loại bỏ hydro, một ít cacbon, và oxy.
• Khử nước loại bỏ các nhóm hydroxyl từ cellulose và các phân tử thực vật khác tạo ra than bị khử hydro và đá phiến dầu. Các mỏ lớn được tìm thấy trong các hồn cổ giống như các mỏ của hệ tầng sông Green, Wyoming và Utah, Hoa Kỳ. Các bể đá phiến dầu tạo ra trong hồ lớn được tìm thấy trong các khu vực có đứt gãy khối tảng hoặc vỏ bị oằn do hoạt động kiến tạo sơn. Các trầm tích sông Green có bề dày gần 610m và có thể tạo ra gần 166 lít/tấn đá phiến dầu. Các đá phiến dầu loại này có thể tạo ra một lượng dầu tương đương 166 lít/tấn đá phiến dầu. Tuy nhiên, do bị giới hạn trong khu vực nhỏ nên chúng không thể xếp vào loại khai thác thương mại.