Эвапорит ( / ɪ ˈ v æ p ə ˌ r aɪ t / ) — водорастворимое осадочное минеральное отложение , образующееся в результате концентрирования и кристаллизации путем испарения из водного раствора . [1] Существует два типа отложений эвапоритов: морские, которые также можно охарактеризовать как океанские отложения, и неморские, которые встречаются в стоячих водоемах, таких как озера. Эвапориты считаются осадочными породами и образуются химическими осадками .
Хотя все водоемы на поверхности и в водоносных горизонтах содержат растворенные соли, для осаждения минералов вода должна испариться в атмосферу. Чтобы это произошло, водоем должен войти в ограниченную среду, где поступление воды в эту среду остается ниже чистой скорости испарения. Обычно это засушливая среда с небольшим бассейном, питаемым ограниченным количеством воды. При испарении оставшаяся вода обогащается солями, которые выпадают в осадок при перенасыщении воды.
Морские эвапориты, как правило, имеют более толстые отложения и обычно являются предметом более обширных исследований. [2] Когда ученые испаряют океанскую воду в лаборатории, минералы откладываются в определенном порядке, что впервые было продемонстрировано Усильо в 1884 году. [2] Первая фаза осаждения начинается, когда остается около 50% первоначальной глубины воды. В этот момент начинают образовываться незначительные карбонаты . [2] Следующий этап последовательности наступает, когда в эксперименте остается около 20% от исходного уровня. В этот момент начинает формироваться минеральный гипс , за которым затем следует галит с концентрацией 10%, [2] за исключением карбонатных минералов, которые, как правило, не являются эвапоритами. Наиболее распространены морские эвапориты — кальцит , гипс и ангидрит , галит, сильвин , карналлит , лангбейнит , полигалит и каинит . Также может быть включен кизерит (MgSO 4 ), который часто составляет менее четырех процентов от общего содержания. [2] Однако в отложениях эвапоритов обнаружено около 80 различных минералов, [3] [4], хотя лишь около дюжины достаточно распространены, чтобы считаться важными породообразователями. [2]
Неморские эвапориты обычно состоят из минералов, которые не распространены в морской среде, поскольку в целом вода, из которой выпадают неморские эвапориты, имеет пропорции химических элементов, отличные от тех, которые встречаются в морской среде. [2] Общие минералы, обнаруженные в этих месторождениях, включают блёдит , буру , эпсомит , гайлуссит , глауберит , мирабилит , тенардит и трону . Неморские отложения могут также содержать галит, гипс и ангидрит, а в некоторых случаях даже преобладать над этими минералами, хотя они и не происходили из океанских отложений. Однако это не делает неморские месторождения менее важными; эти отложения часто помогают нарисовать картину климата Земли в прошлом. Некоторые отдельные месторождения даже демонстрируют важные тектонические и климатические изменения. Эти месторождения также могут содержать важные полезные ископаемые, которые помогают в современной экономике. [5] Толстые неморские отложения, которые накапливаются, имеют тенденцию образовываться там, где скорость испарения превышает скорость притока и где имеется достаточно растворимых запасов. Приток также должен происходить в закрытом бассейне или бассейне с ограниченным оттоком, чтобы осадок успевал скапливаться и образовываться в озере или другом стоячем водоеме. [5] Основные примеры этого называются «отложениями соленых озер». [5] К соленым озерам относятся такие вещи, как многолетние озера, то есть озера, которые существуют круглый год, озера Плайя, которые появляются только в определенные сезоны, или любые другие термины, которые используются для определения мест, где обитают стоячие тела поливайте периодически или круглый год. Примеры современных неморских сред осадконакопления включают Большое Соленое озеро в штате Юта и Мертвое море , расположенное между Иорданией и Израилем.
К средам отложения эвапорита , отвечающим вышеуказанным условиям, относятся:
Наиболее значительные известные отложения эвапоритов произошли во время Мессинского кризиса солености в бассейне Средиземного моря .
Эвапоритовые образования не обязательно должны полностью состоять из соли галита . Фактически, большинство эвапоритовых формаций содержат не более нескольких процентов эвапоритовых минералов, а остальная часть состоит из более типичных обломочных обломочных пород и карбонатов . Примеры эвапоритовых образований включают залежи эвапоритовой серы в Восточной Европе и Западной Азии. [6]
Чтобы формация была признана эвапоритовой, может потребоваться просто распознавание псевдоморфоз галита , последовательностей, состоящих из некоторой доли эвапоритовых минералов, а также распознавание текстур грязевых трещин или других текстур .
Эвапориты важны с экономической точки зрения из-за их минералогии, физических свойств на месте и их поведения в недрах.
Эвапоритовые минералы, особенно нитратные минералы, имеют экономическое значение в Перу и Чили. Нитратные минералы часто добываются для использования в производстве удобрений и взрывчатых веществ .
Ожидается, что мощные залежи галита станут важным местом захоронения ядерных отходов из-за их геологической стабильности, предсказуемого инженерного и физического поведения, а также непроницаемости для грунтовых вод.
Галитовые формации известны своей способностью образовывать диапиры , которые создают идеальные места для улавливания нефтяных месторождений.
Месторождения галита часто добывают для использования в качестве соли .
На этой диаграмме показаны минералы, образующие морские эвапоритовые породы. Обычно это наиболее распространенные минералы, встречающиеся в месторождениях такого типа.
Минералы эвапорита начинают выпадать в осадок , когда их концентрация в воде достигает такого уровня, что они уже не могут существовать в виде растворенных веществ .
Минералы выпадают из раствора в порядке, обратном их растворимости, так что порядок осаждения из морской воды следующий:
Обилие пород, образованных осадками морской воды, находится в том же порядке, что и осадки, приведенные выше. Так, известняк (доломит встречается чаще, чем гипс , который встречается чаще, чем галит, который встречается чаще, чем соли калия и магния.
Эвапориты также легко перекристаллизовываются в лабораториях с целью исследования условий и особенностей их образования.
Недавние данные спутниковых наблюдений [7] и лабораторных экспериментов [8] позволяют предположить, что эвапориты, вероятно, присутствуют на поверхности Титана , крупнейшего спутника Сатурна. Вместо водных океанов на Титане находятся озера и моря жидких углеводородов (в основном метана) со многими растворимыми углеводородами, такими как ацетилен [9] , которые могут испаряться из раствора. Отложения эвапорита покрывают большие области поверхности Титана, главным образом вдоль береговой линии озер или в изолированных бассейнах ( лакунах ), которые эквивалентны соляным котлам на Земле. [10]
