Wanneer modderige sedimenten langdurig worden begraven en verdicht, vormen ze schalie. Wanneer schalie voor een langere tijd dieper wordt begraven en verwarmd door de aardkorst, vormt het leisteen. De kwaliteiten van schalie en leisteen variëren met de samenstelling van de oorspronkelijke sedimenten, de mate van verdichting, de hoeveelheid warmte en de tijdsduur die ermee gemoeid is.
Het begint met erosie en sedimentatie
De sedimenten die schalie en leisteen vormen, zijn afkomstig van verwering op hoger gelegen grond en worden door erosie naar de plaats van afzetting gedragen. Tussen de sedimenten vallen eerst kasseien uit het water, dan grind en dan zand, waardoor alleen zeer fijne deeltjes klei en wat organisch materiaal achterblijven. Een modderige rivier illustreert dit; de vertroebeling wordt troebelheid genoemd. de u. S. EPA zegt dat een enkele stormgebeurtenis een rivier kan laden met maar liefst de helft van de totale jaarlijkse sedimentbelasting van de rivier.
Het water draagt deze fijne deeltjes totdat het vertraagt tot stilstaand water zoals een meer, rivierdelta of continentaal plat. De deeltjes bezinken naar de bodem, waar ze na verloop van tijd worden begraven door meer sedimenten. Later kunnen ze ook worden bedekt door zandsteen of kalksteen. Het gewicht van het bovenliggende materiaal, gedurende miljoenen jaren, comprimeert de sedimenten tot schalie.
De variabele eigenschappen van schalie
Schalie is ingebed in dunne lagen terwijl de sedimentdeeltjes worden afgeplat tot parallelle platen, wat "foliatie" wordt genoemd. Slecht verdichte schalie wordt gemakkelijk met de hand uit elkaar getrokken. Geology.com beschrijft hoe schalie verschillende kleuren kan hebben, afhankelijk van wat er in de originele mix van sedimenten zit. Organisch gehalte van slechts een paar procent levert een zwarte leisteen op; kalkhoudende mineralen worden schaliegrijs of lichtgrijs; en ijzeroxide of ijzerhydroxide kan roodachtige, gele of bruine kleuren veroorzaken.
De kenmerken van leisteen
Leisteen is een fase in de metamorfose van schalie, een sedimentair gesteente, tot gneis, een metamorf gesteente. Leisteen kan ook ontstaan uit vulkanisch gesteente. In leisteen stromen de verwarmde en verdichte mineralen langzaam en staan ze loodrecht op de compressie-as, om "splitsing" te creëren, wat de neiging is van de rots om rechtdoor te breken lijnen. Net als leisteen heeft leisteen verschillende kleuren; soms is het gestreept door het stromen van de mineralen.
Verschillen in de toepassingen van leisteen en schalie
In tegenstelling tot schalie is leisteen hard genoeg om in intacte vorm bruikbaar te zijn als constructiemateriaal. Biljarttafels gebruiken het als een vlakke, inflexibele basis voor een speeloppervlak. Het is in stukken gesneden voor het bestraten van looppaden en voor vloeren. Omdat leisteen langs de splijtvlakken kan worden gespleten, wordt het van oudsher gebruikt om duurzame dakspanen te maken.
Schalie is te zacht voor dergelijke toepassingen, maar zoals National Geographic uitlegt, bevatten sommige soorten schalie genoeg organische koolwaterstoffen, kerogeen genaamd, om van 'olieschalie' een potentiële energiebron te maken.