Эвапорит ( / ɪ ˈ v æ p ə ˌ r aɪ t / ) — водорастворимое осадочное минеральное отложение , которое образуется в результате концентрации и кристаллизации при испарении из водного раствора . [1] Существует два типа эвапоритовых отложений: морские, которые также можно описать как океанические отложения, и неморские, которые встречаются в стоячих водоемах, таких как озера. Эвапориты считаются осадочными породами и образуются из химических осадков .
Хотя все водоемы на поверхности и в водоносных горизонтах содержат растворенные соли, вода должна испариться в атмосферу, чтобы минералы выпали в осадок. Чтобы это произошло, водоем должен попасть в ограниченную среду, где поступление воды в эту среду остается ниже чистой скорости испарения. Обычно это засушливая среда с небольшим бассейном, питаемым ограниченным поступлением воды. Когда происходит испарение, оставшаяся вода обогащается солями, и они выпадают в осадок, когда вода становится перенасыщенной.
Морские эвапориты, как правило, имеют более толстые отложения и обычно являются объектом более обширных исследований. [2] Когда ученые испаряют океанскую воду в лаборатории, минералы откладываются в определенном порядке, который впервые продемонстрировал Усиглио в 1884 году. [2] Первая фаза осаждения начинается, когда остается около 50% первоначальной глубины воды. В этот момент начинают образовываться второстепенные карбонаты . [2] Следующая фаза в последовательности наступает, когда эксперимент остается примерно с 20% от его первоначального уровня. В этот момент начинает образовываться минеральный гипс , за которым затем следует галит в количестве 10%, [2] исключая карбонатные минералы, которые, как правило, не являются эвапоритами. Наиболее распространенными морскими эвапоритами являются кальцит , гипс и ангидрит , галит, сильвит , карналлит , лангбейнит , полигалит и каинит . Также может быть включен кизерит (MgSO4 ) , который часто составляет менее четырех процентов от общего содержания. [2] Однако, есть около 80 различных минералов, которые были обнаружены в отложениях эвапоритов, [3] [4] хотя только около дюжины достаточно распространены, чтобы считаться важными породообразователями. [2]
Неморские эвапориты обычно состоят из минералов, которые не распространены в морской среде, потому что в целом вода, из которой выпадают неморские эвапориты, имеет пропорции химических элементов, отличающиеся от тех, которые встречаются в морской среде. [2] Распространенные минералы, которые встречаются в этих отложениях, включают блодит , буру , эпсомит , гейлюссит , глауберит , мирабилит , тенардит и трону . Неморские отложения могут также содержать галит, гипс и ангидрит, а в некоторых случаях даже могут преобладать эти минералы, хотя они не произошли из океанических отложений. Это, однако, не делает неморские отложения менее важными; эти отложения часто помогают нарисовать картину прошлого климата Земли. Некоторые конкретные отложения даже показывают важные тектонические и климатические изменения. Эти отложения также могут содержать важные минералы, которые помогают в современной экономике. [5] Толстые неморские отложения, которые накапливаются, как правило, образуются там, где скорость испарения превышает скорость притока, и где есть достаточные растворимые запасы. Приток также должен происходить в закрытом бассейне или в бассейне с ограниченным оттоком, чтобы осадок имел время для скопления и формирования в озере или другом стоячем водоеме. [5] Основные примеры этого называются «отложениями соленых озер». [5] К соленым озерам относятся такие вещи, как многолетние озера, которые существуют круглый год, озера-плаи, которые появляются только в определенные сезоны, или любые другие термины, которые используются для определения мест, которые содержат стоячие водоемы периодически или круглый год. Примерами современных неморских осадочных сред являются Большое Соленое озеро в Юте и Мертвое море , которое находится между Иорданией и Израилем.
К средам осадконакопления эвапоритов , отвечающим вышеуказанным условиям, относятся:
Наиболее значительные известные отложения эвапоритов произошли во время мессинского кризиса солености в бассейне Средиземного моря .
Эвапоритовые формации не обязательно должны состоять исключительно из соли галита . Фактически, большинство эвапоритовых формаций не содержат более нескольких процентов эвапоритовых минералов, остальное состоит из более типичных обломочных обломочных пород и карбонатов . Примерами эвапоритовых формаций являются месторождения эвапоритовой серы в Восточной Европе и Западной Азии. [6]
Для того 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 имеют важное экономическое значение из-за их минералогического состава, физических свойств на месте залегания и поведения в недрах.
Эвапоритовые минералы, особенно нитратные минералы, экономически важны 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, предсказуемых инженерных и физических свойств, а также непроницаемости для грунтовых вод.
Галитовые формации известны своей способностью образовывать диапиры , которые являются идеальными местами для улавливания нефтяных залежей.
Месторождения галита часто добываются для использования в качестве соли .
Это диаграмма, которая показывает минералы, которые образуют морские эвапоритовые породы. Они обычно являются наиболее распространенными минералами, которые появляются в этом типе отложений.
Эвапоритовые минералы начинают выпадать в осадок , когда их концентрация в воде достигает такого уровня, что они больше не могут существовать в виде растворенных веществ .
Минералы выпадают в осадок из раствора в порядке, обратном их растворимости, так что порядок осаждения из морской воды следующий:
Распространенность пород, образованных осаждением морской воды, находится в том же порядке, что и приведенные выше осадки. Так, известняк (доломит) встречается чаще, чем гипс , который встречается чаще, чем галит, который встречается чаще, чем калийные и магниевые соли.
Эвапориты также можно легко перекристаллизовать в лабораторных условиях с целью исследования условий и особенностей их образования.
Недавние данные спутниковых наблюдений [7] и лабораторных экспериментов [8] предполагают, что эвапориты, вероятно, присутствуют на поверхности Титана , крупнейшего спутника Сатурна. Вместо водных океанов на Титане есть озера и моря жидких углеводородов (в основном метана) со многими растворимыми углеводородами , такими как ацетилен [9] , которые могут испаряться из раствора. Отложения эвапоритов покрывают большие области поверхности Титана, в основном вдоль береговых линий озер или в изолированных бассейнах ( лакунах ), которые эквивалентны соляным озерам на Земле. [10]
