ewaporat

Bruk inkrustowany halitem odparowanym z Morza Martwego w Izraelu (z izraelską monetą 1 ₪ [średnica 18 mm] jako skalę )

Ewaporat ( / powstałym ɪ v ć p ə ˌ r aɪ t / ) jest rozpuszczalnym w wodzie osadowym osadem mineralnym w wyniku koncentracji i krystalizacji przez odparowanie z roztworu wodnego . Istnieją dwa rodzaje osadów ewaporatowych: morskie, które można również określić jako osady oceaniczne, oraz niemorskie, które znajdują się w stojących zbiornikach wodnych, takich jak jeziora. Ewaporaty są uważane za skały osadowe i powstają z osadów chemicznych .

Powstawanie skał ewaporatowych

Chociaż wszystkie zbiorniki wodne na powierzchni iw warstwach wodonośnych zawierają rozpuszczone sole, woda musi odparować do atmosfery, aby wytrąciły się minerały. Aby tak się stało, zbiornik wodny musi wejść do środowiska o ograniczonym dostępie, w którym dopływ wody do tego środowiska pozostaje poniżej szybkości parowania netto. Jest to zwykle suche środowisko z małym basenem zasilanym przez ograniczony dopływ wody. Kiedy następuje parowanie, pozostała woda jest wzbogacana w sole, które wytrącają się, gdy woda staje się przesycona.

Środowiska depozycji ewaporatów

Ewaporaty morskie

Anhydryt

Ewaporaty morskie mają zwykle grubsze osady i zwykle są przedmiotem szerszych badań. Kiedy naukowcy odparowują wodę oceaniczną w laboratorium, minerały osadzają się w określonej kolejności, którą po raz pierwszy zademonstrował Usiglio w 1884 r. Pierwsza faza opadów rozpoczyna się, gdy pozostaje około 50% pierwotnej głębokości wody. zaczynają tworzyć się mniejsze węglany . Następna faza w sekwencji następuje, gdy w eksperymencie pozostaje około 20% pierwotnego poziomu. W tym momencie zaczyna się tworzyć gips mineralny , po którym następuje halit w stężeniu 10%, z wyłączeniem minerałów węglanowych, które zwykle nie są ewaporatami. Najbardziej powszechnymi ewaporatami morskimi są kalcyt , gips i anhydryt , halit , sylwit , karnalit , langbeinit , polihalit i kainit . Można również włączyć kizeryt (MgSO4 ) , który często stanowi mniej niż cztery procent całkowitej zawartości. Jednak istnieje około 80 różnych minerałów, które zostały znalezione w osadach ewaporatów, chociaż tylko kilkanaście jest na tyle powszechnych, że można je uznać za ważne formatory skalne.

Ewaporaty inne niż morskie

Ewaporaty inne niż morskie składają się zwykle z minerałów, które nie są powszechne w środowiskach morskich, ponieważ generalnie woda, z której wytrącają się ewaporaty inne niż morskie, ma inne proporcje pierwiastków chemicznych niż te występujące w środowiskach morskich. Typowe minerały występujące w tych złożach to blodyt , boraks , epsomit , gaylussyt , glauberyt , mirabilit , tenardyt i trona . Złoża inne niż morskie mogą również zawierać halit, gips i anhydryt, aw niektórych przypadkach mogą nawet być zdominowane przez te minerały, chociaż nie pochodzą one ze złóż oceanicznych. Nie oznacza to jednak, że złoża inne niż morskie są mniej ważne; osady te często pomagają namalować obraz klimatu Ziemi w przeszłości. Niektóre konkretne złoża wykazują nawet ważne zmiany tektoniczne i klimatyczne. Złoża te mogą również zawierać ważne minerały, które pomagają w dzisiejszej gospodarce. Gromadzące się grube osady inne niż morskie zwykle tworzą się tam, gdzie szybkość parowania przekracza prędkość napływu i gdzie jest wystarczająca ilość rozpuszczalnych zasobów. Dopływ musi również nastąpić w basenie zamkniętym lub z ograniczonym odpływem, aby osad miał czas na zebranie się i uformowanie w jeziorze lub innym zbiorniku wodnym. Podstawowe tego przykłady nazywane są „złożami słonego jeziora”. Słone jeziora obejmują takie rzeczy, jak jeziora wieloletnie, które występują tam przez cały rok, jeziora Playa, czyli jeziora pojawiające się tylko w określonych porach roku, lub wszelkie inne terminy używane do określenia miejsc, w których występują okresowo stojące zbiorniki wodne lub cały rok. Przykłady współczesnych niemorskich środowisk depozycji obejmują Wielkie Jezioro Słone w Utah i Morze Martwe , które leży między Jordanią a Izraelem.

Środowiska depozycji ewaporatów , które spełniają powyższe warunki, obejmują:

  • rowów i półrowów w środowiskach ryftów kontynentalnych zasilanych przez ograniczony drenaż rzeczny, zwykle w środowiskach subtropikalnych lub tropikalnych
  • Środowiska Graben w środowiskach ryftów oceanicznych zasilane ograniczonym wkładem oceanicznym, co prowadzi do ostatecznej izolacji i parowania
    • Przykłady obejmują Morze Czerwone i Morze Martwe w Jordanii i Izraelu
  • Wewnętrzne zlewnie w środowiskach od suchego do półpustynnego od umiarkowanego do tropikalnego zasilane przez efemeryczne drenaże
  • Obszary poza zlewniami zasilane wyłącznie przez wody gruntowe przesiąkające z wód artezyjskich
    • Przykładowe środowiska obejmują kopce przesiąkające na Pustyni Wiktorii, zasilane przez Wielki Basen Artezyjski w Australii
  • Ograniczone równiny przybrzeżne w regresywnych środowiskach morskich
    • Przykłady obejmują złoża sabkha w Iranie, Arabii Saudyjskiej i Morzu Czerwonym; Garabogazköl Morza Kaspijskiego _
  • Zlewnie zasilają skrajnie suche środowiska
    • Przykłady obejmują chilijskie pustynie, niektóre części Sahary i Namib

Najbardziej znaczące znane depozycje ewaporatów miały miejsce podczas mesyńskiego kryzysu zasolenia w basenie Morza Śródziemnego .

Formacje ewaporacyjne

Hopper kryształowy odlew halitu w jurajskiej skale, formacja Carmel, południowo-zachodni Utah

Formacje ewaporatów nie muszą składać się wyłącznie z soli halitu . W rzeczywistości większość formacji ewaporatowych zawiera nie więcej niż kilka procent minerałów ewaporatowych, a pozostała część składa się z bardziej typowych detrytycznych skał klastycznych i węglanów . Przykłady formacji ewaporatowych obejmują występowanie siarki ewaporatowej w Europie Wschodniej i Azji Zachodniej.

Aby formacja została uznana za ewaporatową, może po prostu wymagać rozpoznania pseudomorfów halitu , sekwencji składających się z pewnej proporcji minerałów ewaporatowych oraz rozpoznania tekstur pęknięć błotnych lub innych tekstur .

Znaczenie gospodarcze

Ewaporaty są ważne ekonomicznie ze względu na ich mineralogię, właściwości fizyczne in situ i zachowanie pod powierzchnią.

Minerały ewaporatowe, zwłaszcza minerały azotanowe, są ważne gospodarczo w Peru i Chile. Minerały azotanowe są często wydobywane do wykorzystania w produkcji nawozów sztucznych i materiałów wybuchowych .

Oczekuje się, że grube złoża halitu staną się ważnym miejscem składowania odpadów radioaktywnych ze względu na ich stabilność geologiczną, przewidywalne zachowanie techniczne i fizyczne oraz nieprzepuszczalność dla wód gruntowych.

Formacje halitu słyną ze zdolności do tworzenia diapirów , które tworzą idealne miejsca do zatrzymywania złóż ropy naftowej .

Złoża halitu są często wydobywane do wykorzystania jako sól .

Główne grupy minerałów ewaporatowych

Kalcyt

To jest wykres, który pokazuje minerały, które tworzą morskie skały ewaporatowe, są to zwykle najczęstsze minerały, które pojawiają się w tego rodzaju złożach.

Klasa mineralna Nazwa minerału Skład chemiczny
chlorki Halit NaCl
Sylwit KCl
karnalit KMgCl3 · 6 H2O _
Kainit KMg(SO4 ) Cl · 3H2O
Siarczany Anhydryt CaSO 4
Gips CaSO 4 · 2 H 2 O
kizeryt MgS04 · H2O _ _
langbeinit K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3
polihalit K2Ca2Mg ( SO4 ) 6 · H2O _ _ _ _
Węglany Dolomit CaMg(CO 3 ) 2
Kalcyt CaCO 3
magnezyt MgCO 3
Hanksyt , Na 22 K(SO 4 ) 9 (CO 3 ) 2 Cl , jeden z nielicznych minerałów, który jest jednocześnie węglanem i siarczanem

Minerały ewaporatowe zaczynają wytrącać się , gdy ich stężenie w wodzie osiąga taki poziom, że nie mogą już istnieć jako substancje rozpuszczone .

Minerały wytrącają się z roztworu w kolejności odwrotnej do ich rozpuszczalności, tak że kolejność wytrącania z wody morskiej jest następująca:

  1. Kalcyt (CaCO 3 ) i dolomit ( CaMg(CO 3 ) 2 )
  2. Gips ( CaSO 4 · 2 H 2 O ) i anhydryt (CaSO 4 ).
  3. Halit (tj. sól kuchenna, NaCl)
  4. Sole potasu i magnezu

Obfitość skał powstałych w wyniku opadów z wody morskiej jest w tej samej kolejności, co opady podane powyżej. Tak więc wapień ( kalcyt ) i dolomit są bardziej powszechne niż gips , który jest bardziej powszechny niż halit , który jest bardziej powszechny niż sole potasu i magnezu .

Ewaporaty można również łatwo rekrystalizować w laboratoriach w celu zbadania warunków i charakterystyki ich powstawania.

Możliwe odparowania na Tytanie

Ostatnie dowody z obserwacji satelitarnych i eksperymentów laboratoryjnych sugerują, że ewaporaty są prawdopodobnie obecne na powierzchni Tytana , największego księżyca Saturna. Zamiast wodnych oceanów na Tytanie znajdują się jeziora i morza ciekłych węglowodorów (głównie metanu) z wieloma rozpuszczalnymi węglowodorami, takimi jak acetylen , który może wyparować z roztworu. Osady ewaporatów pokrywają duże obszary powierzchni Tytana, głównie wzdłuż wybrzeży jezior lub w odizolowanych basenach ( Lacunae ), które są odpowiednikiem solanek na Ziemi.

Zobacz też

Inne czytanie

  • Hardie, Lawrence, 1984, Evaporites: marine or nonmarine?: American Journal of Science, t. 284, s. 193-240. DOI: https://doi.org/10.2475/ajs.284.3.193
  • Hardie, LA i Eugster, HP, 1971, Środowisko depozycji ewaporatów morskich: przypadek płytkiej akumulacji klastycznej: Sedimentology, t. 16, s. 187–220.
  • Benison, KC i Goldstein, RH, 2002, Rozpoznawanie kwaśnych jezior i wód gruntowych w zapisie skalnym: Sedimentary Geology, t. 151, s. 177-185.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Evaporite&oldid=1136274714 ”