4- Sự thành đá (diagenesis)
4.3.2phiến silic (chert)
Đá phiến silic là đá trầm tích kết tinh gồm chủ yếu là các khoáng vật hạt mịn. Chúng được tạo thành bởi các quá trình khác nhau. Một số hình thành từ sự kết tủa silica có nguồn gốc sinh vật, một số là các tích tụ vụn các vật liệu có nguồn gốc sinh vật,và số khác là các đá có bản chất thành đá.Sự thành đá là quan trọng trong thạch luận phần lớn đá phiến silicc, bất chấp nguồn gốc của nó là gì.
Các đá phiến silic tạo thành trong nhiều nhóm môi trường khác nhau, bao gồm các kiểu biển và không phải biển. Trong cả hai kiểu môi trường các thành phần cả vụn lẫn kết tủa đều có thể chiếm chủ yếu trong đá. Ở nơi mà các thành phần vụn là chủ yếu thì chúng là vụn sinh
phần chứa silic hiển vi của các bọt biển, hoặc là các mảnh vụn hoặc các vỏ nguyên vẹn của các động vật đơn bào (radiolaria) hoặc tảo (diatom). Các nguồn không phải vụn của silica trong đá phiến silic bao gồm các chất lưu được làm giàu silica có nguồn gốc từ các nguồn phong hóa, thành đá hoặc nhiệt dịch - núi lửa.
Các đá phiến silic vụn sinh học (hóa học tha sinh) có thể trải qua tất cả các quá trình thành đá. Sự nén chặt các vụn sinh vật làm giảm độ rỗng đến 30%, cũng như ở các đá
carbonat. Sự tại sinh (authigenesis) tạo ra nhiều pha mới khác nhau, sự khấy trộn do sinh vật hiếm hoi gây ra sự trộn lẫn trầm tích và sự phá vỡ tính phân phiến, và sự thay thế gây ra sự phát triển các pha mới. Thí dụ, sự thay thế tha hình (allomorphic replacement) các khoáng vật silic bằng Dolomit là phổ biến trong các đá phiến silic như điều xuất hiện trong dolomit.
Hòa tan, tái kết tinh và xi măng hóa có thề là các quá trình quan trọng nhất trong sự thành đá của đá phiến silic. Dưới áp lực, các trầm tích silic cũng trải qua các quá trình hòa tan áp lực giống như các quá trình tương tự xảy ra trong các đá carbonat. Các vụn sinh vật nguyên thủy bị hòa tan ở các điểm nén ép, silica di cư và tái kết tủa ở chổ áp suất thấp giữa các hạt, làm gắn kết các hạt vụn sinh vật còn lại. Quá trình này đặc biệt được trợ giúp bởi việc silica được kết tủa theo phương thức sinh học xuất hiện như một dạng vô định hình (amorphous form) không bền của opal gọi là opal-A. Opal-A dễ biến đổi thành thạch anh hay thành một dạng silica kém ổn định (a metastable form of silica) gọi là opal-CT. sự hòa tan áp lực và tài kết tinh biến đổi opal-A thành opal-CT, mà sau đó biến đổi thành thạch anh dạng sợi (chalcedon) hoặc thạch anh. Do đó các đá có kiến trúc tinh thể và giảm tính hổng hốc.
Các chert cũng được tạo thành từ sự thành đá của các trầm tích vụn silicat như bột kết và cát kết thạch anh. Có lẽ trong các đá này, sự hòa tan và tái kết tủa của thạch anh bằng
chalcedon hoặc opal đã sản sinh ra các chert này.
Các quá trình thành đá tạo thành các chert thay thế. Các chert này được tạo ra ở nơi các khoáng vật silicat thay thế các khoáng vật nhiều kiểu khác nhau vốn có trước tồn tại trong các đá khác (không phải chert). Các kiểu chert thay thế phổ biến nhất là được tạo ra từ đá vôi và đá dolomit. Các hóa thạch silic hóa, các đá oolit (trứng cá) silic hóa, các đá pell (hạt cầu nhỏ) silic hóa phản ánh nguồn gốc chứa vôi của các chert này. Về mặt cấu tạo, các chert thay thế thường tạo thành các kết hạch (nodule), thấu kính hoặc lớp mỏng trong các dãy đá
carbonat.
Nguồn gốc thành đá của chert đòi hỏi pha chất lưu được lôi kéo trong các thay đổi thành đá phải quá bão hòa về pha silica đang kết tủa và phải chưa bão hòa về pha hòa tan. Trong những trường hợp sự thay thế đá vôi hay đá dolomit, pha chất lưu quá bão hòa về thạch anh nhưng chưa bão hòa về calcit hoặc dolomit. Kết quả là, khi pha chất lưu chuyển động qua đá thì các khoáng vật carbonat bị hòa tan và silica kết tủa.