Ewaporat - Evaporite

Kostka inkrustowane halitu odparowano z Morza Martwego , Izrael (z izraelskiego ₪ 1 moneta [średnica 18 mm] na skalę)

Ewaporat ( / ɪ V ć p ə ˌ R aɪ t / ) jest wodę rozpuszczalny osadowa mineralny depozyt która wynika z koncentracją i krystalizację przez odparowanie z roztworu wodnego . Istnieją dwa rodzaje złóż ewaporatów: morskie, które można również opisać jako złoża oceaniczne, oraz niemorskie, które znajdują się w stojących zbiornikach wodnych, takich jak jeziora. Ewapory są uważane za skały osadowe i są tworzone przez osady chemiczne .

Powstawanie skał ewaporacyjnych

Chociaż wszystkie zbiorniki wodne na powierzchni iw warstwach wodonośnych zawierają rozpuszczone sole, woda musi wyparować do atmosfery, aby minerały mogły się wytrącić. 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 zbiornikiem zasilanym ograniczonym dopływem wody. Gdy następuje parowanie, pozostała woda jest wzbogacana w sole i wytrącają się, gdy woda staje się przesycona.

Odparuj środowiska osadzania

ewaporaty morskie

Anhydryt

Ewaporaty morskie mają zwykle grubsze złoża i są zwykle przedmiotem bardziej rozległych badań. Posiadają również system parowania. Kiedy naukowcy odparowują wodę oceaniczną w laboratorium, minerały osadzają się w określonej kolejności, co po raz pierwszy zademonstrował Usiglio w 1884 roku. Pierwsza faza eksperymentu rozpoczyna się, gdy pozostaje około 50% pierwotnej głębokości wody. W tym momencie zaczynają się tworzyć mniejsze węglany . Następna faza sekwencji pojawia się, gdy w eksperymencie pozostaje około 20% pierwotnego poziomu. W tym momencie zaczyna się formować gips mineralny , po którym następuje 10% halit , z wyłączeniem minerałów węglanowych, które zwykle nie są parowaniem. Najczęściej spotykanymi minerałami, które są powszechnie uważane za najbardziej reprezentatywne dla ewaporatów morskich, są kalcyt , gips i anhydryt , halit , sylwit , karnalit , langbeinit , polihalit i kainit . Kizeryt (MgSO 4 ), mogą być również włączone, które często stanowią mniej niż cztery procent całkowitej zawartości. Istnieje jednak około 80 różnych minerałów znalezionych w złożach ewaporatów (Stewart, 1963; Warren, 1999), chociaż tylko kilkanaście jest na tyle powszechnych, że można je uznać za ważne składniki skalne.

ewaporatów niemorskich

Ewapory niemorskie składają się zwykle z minerałów, które nie są powszechne w środowiskach morskich, ponieważ ogólnie woda, z której wytrącają się niemorskie ewaporaty, zawiera inne proporcje pierwiastków chemicznych niż te występujące w środowisku morskim. Kopalin pospolitych, które znajdują się w tych depozytów obejmują blödite , boraks , epsomit , gaylussyt , glauberite , mirabilit , tenardyt i Trona . Złoża niemorskie mogą również zawierać halit, gips i anhydryt, aw niektórych przypadkach mogą być nawet zdominowane przez te minerały, chociaż nie pochodziły one ze złóż oceanicznych. To jednak nie sprawia, że ​​depozyty niemorskie są mniej ważne; osady te często pomagają odmalować obraz dawnych klimatów Ziemi. Niektóre poszczególne osady wykazują nawet istotne zmiany tektoniczne i klimatyczne. Złoża te mogą również zawierać ważne minerały, które pomagają w dzisiejszej gospodarce. Gęste osady niemorskie, które gromadzą się, mają tendencję do tworzenia się tam, gdzie szybkość parowania przekroczy szybkość napływu i tam, gdzie jest wystarczająca ilość rozpuszczalnych zasobów. Dopływ musi również odbywać się w zamkniętym zbiorniku lub takim o ograniczonym odpływie, aby osad miał czas na zlewanie się i utworzenie w jeziorze lub innym stojącym zbiorniku wodnym. Pierwotne tego przykłady są nazywane „złożami jezior słonych”. Jeziora słone obejmują takie rzeczy jak jeziora wieloletnie, które są jeziorami, które występują przez cały rok, jeziora playa, które są jeziorami, które pojawiają się tylko w określonych porach roku, lub wszelkie inne terminy używane do określania miejsc, w których znajdują się stojące zbiorniki wodne z przerwami lub cały rok. Przykłady nowoczesnych niemorskich środowisk depozycji obejmują Wielkie Jezioro Słone w stanie Utah i Morze Martwe , które leży między Jordanią a Izraelem.

Środowiska osadzania ewaporatów, które spełniają powyższe warunki, obejmują:

  • Obszary zagłębień i półzarośli w środowiskach ryftów kontynentalnych zasilane przez ograniczony drenaż rzeczny, zwykle w środowiskach subtropikalnych lub tropikalnych
  • Środowiska Graben w środowiskach szczelin 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 suchych do półsuchych środowiskach umiarkowanych do tropikalnych zasilane przez drenaż efemeryczny
  • Obszary pozazlewniowe zasilane wyłącznie przez przesiąkanie wód gruntowych z wód artezyjskich
  • Ograniczone równiny przybrzeżne w regresywnych środowiskach morskich
  • Zbiorniki drenażowe zasilane w ekstremalnie suche środowiska
    • Przykłady obejmują pustynie chilijskie, niektóre części Sahary i Namib

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

Formacje ewaporacyjne

Kryształowy odlew halitu w jurajskiej skale, formacja Carmel, południowo-zachodnie Utah

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

Aby formacja została rozpoznana jako ewaporyczna, może po prostu wymagać rozpoznania pseudomorfów halitu , sekwencji złożonych z pewnej proporcji minerałów ewaporatów oraz rozpoznania tekstur spękań błotnych lub innych tekstur .

Ekonomiczne znaczenie ewaporatów

Ewapory są ważne z ekonomicznego punktu widzenia ze względu na ich mineralogię, właściwości fizyczne in situ oraz zachowanie pod powierzchnią.

Minerały ewaporatów, zwłaszcza minerały azotanowe, mają duże znaczenie gospodarcze w Peru i Chile. Minerały azotanowe są często wydobywane do wykorzystania w produkcji nawozów i materiałów wybuchowych .

Oczekuje się, że złoża gęstego halitu staną się ważnym miejscem składowania odpadów jądrowych ze względu na ich stabilność geologiczną, przewidywalne zachowanie inżynieryjne i fizyczne oraz nieprzepuszczalność wód gruntowych.

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

Złoża halitu są często wydobywane do wykorzystania jako sól .

Główne grupy minerałów ewaporacyjnych

Kalcyt

Jest to wykres przedstawiający minerały, które tworzą morskie skały ewaporacyjne, są to zwykle najczęściej występujące minerały w tego rodzaju złożach.

Klasa mineralna Nazwa minerału Skład chemiczny
Chlorki Halit NaCl
Sylwit KCl .Name
Karnalit KMgCl 3 · 6 H 2 O
Kainite KMG (SO 4 ) 3 Cl · H 2 O
Siarczany Anhydryt CaSO 4
Gips CaSO 4 · 2 H 2 O
kizeryt MgSO 4 -H 2 O
Langbeinite K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3
polihalit K 2 Ca 2 Mg(SO 4 ) 6 · H 2 O
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 będący jednocześnie węglanem i siarczanem

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

Minerały wytrącają się z roztworu w odwrotnej kolejności 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 utworzonych przez opady wody morskiej jest w tej samej kolejności, co opady podane powyżej. Tak więc wapień ( kalcyt ) i dolomit występują częściej niż gips , który występuje częściej niż halit , który występuje częściej niż sole potasu i magnezu .

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

Możliwe ewaporacje na Tytanie

Ostatnie dowody z obserwacji satelitarnych i eksperymentów laboratoryjnych sugerują, że ewapory są prawdopodobnie obecne na powierzchni Tytana , największego księżyca Saturna. Zamiast oceanów wodnych na Tytanie znajdują się jeziora i morza ciekłych węglowodorów (głównie metanu) z wieloma rozpuszczalnymi węglowodorami, takimi jak acetylen , które mogą wyparowywać z roztworu. Depozyty ewaporat pokrycia dużych obszarów powierzchni Tytana, głównie wzdłuż wybrzeży jezior lub w izolowanych basenach ( luki ), które są równoważne baseny solankowe na Ziemi.

Zobacz też

Bibliografia

Cytaty

Źródła