Abstract

Much literature exists regarding processes by which shales are transformed into slates. Included are mechanical, physical, and chemical processes. We consider here some aspects not treated by previous authors. Specifically, we consider the manner in which, during such processes, certain special crystal-chemical and physical properties of phyllosilicates might strongly enhance both their ability to form and recrystallize with a strongly preferred orientation, and the development of the P and Q domains. Regarding the crystal-chemical aspects, we call attention to adjustments in the cell dimensions of muscovite and chlorite in response to compositional changes commonly observed when shale is syntectonically transformed into slate. Typically, in slates, the muscovite is phengite-rich, and the chlorite, relatively Al-rich. Phengite-rich muscovite has elongate a and b cell dimensions, but a markedly shortened c dimension compared to pure muscovite. All three cell dimensions of Al-rich chlorite are shortened, especially in the c dimension. These changes in cell dimensions in phengite-rich muscovite and chlorite, combined with effects expected according to periodic bond-chain theory, may well energetically facilitate the observed flattening. With regard to physical aspects, we point out the potentially important role of the unusually large compressibility of some phyllosilicates, especially along the c cell dimension, and the control on it of the changes in mineral composition during slate formation. We suggest that to varying degrees, these special crystal-chemical and physical properties of phyllosilicates may contribute significantly to the relative ease of development of the typical structure of slates.

Abstract

Plusieurs chercheurs se sont penchés sur les mécanismes de transformation d’un shale en ardoise, furent-ils mécaniques, physiques ou chimiques. Nous considérons ici certains aspects qui ont échappé aux auteurs antérieurs. Plus précisément, nous évaluons le rôle de certaines propriétés cristallochimiques et physiques des phyllosilicates au cours de la transformation et comment celles-ci pourraient augmenter leur abilité de se former et de recristalliser avec une forte orientation préférentielle, et ainsi développer des domaines de type P et Q. Par rapport aux aspects cristallochimiques, nous soulignons les ajustements des dimensions de la maille de la muscovite et de la chlorite résultant des changements typiques dans leur composition lorsqu’un shale est syntectoniquement transformé en ardoise. La muscovite des ardoises est typiquement enrichie en phengite, et la chlorite y est relativement riche en Al. La muscovite enrichie en phengite possède des paramètres a et b allongés, mais une dimension c beaucoup plus courte par rapport aux dimensions de la muscovite pure. Toutes trois dimensions de la maille élémentaire de la chlorite alumineuse sont courtes, spécialement le paramètre c. Ces changements en dimensions de la maille de la muscovite phengitique et la chlorite, pris en considération avec les effects attendus selon la théorie des chaînes de liaisons périodiques, pourraient bien faciliter l’applatissement observé. Nous soulignons aussi le rôle potentiellement important de la compressibilité anormalement élevée de certains phyllosilicates, spécialement le long de c, et la dépendance de cette propriété sur les changements compositionnels qui surviennent au cours de la transformation de shale en ardoise. Nous croyons que ces propriétés cristallochimiques et physiques spéciales des phyllosilicates pourraient bien contribuer de manière importante au développement de la structure typique de l’ardoise.

(Traduit par la Rédaction)

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