蒸发岩(英文名:Evaporite)
所属分类:沉积岩
卤水经过蒸发、结晶形成的一种岩石类型。蒸发岩多发育于泻湖中,其成因是气候炎热,蒸发强烈,同时新的低盐度卤水的流入受到限制。但在许多情况下,通过卤水代替岩石中的原始矿物而形成蒸发岩。盐岩和石膏就属于蒸发岩。蒸发岩为水溶性的术语矿物 沉积物,从浓度和结果结晶通过蒸发从水溶液中。有两种类型的蒸发岩沉积物:海洋沉积物,也可以被描述为海洋沉积物,非海洋沉积物,这些沉积物存在于湖泊等水体中。蒸发岩被认为是沉积岩,是由化学沉积物形成的。
蒸发岩岩石的形成:
尽管地表和含水层中的所有水体都含有溶解的盐,但水必须蒸发到大气中才能沉淀矿物质。要发生这种情况,水体必须进入一个受限制的环境,在这个环境中,输入到这个环境中的水仍然低于净蒸发率。这通常是一个干旱的环境,由一个有限的输入水供给一个小盆地。当发生蒸发时,剩余的水富含盐,当水变得过饱和时它们会沉淀。
蒸发岩沉积环境:
海洋蒸发岩:
硬石膏
海相蒸发岩倾向于具有较厚的沉积物,并且通常是更广泛研究的焦点。他们也有一个蒸发系统。当科学家在实验室蒸发海水时,矿物质将按照明确的顺序进行沉积,这在1884年Usiglio首先证明了这一点。实验的第一阶段始于原始水深约50%。在这一点上,轻微的碳酸盐开始形成。该序列的下一个阶段出现在实验剩下约20%的原始水平时。此时,矿物石膏开始形成,然后是10%的石盐,不包括倾向于不成为蒸发石的碳酸盐矿物。通常被认为是最有代表性的海洋蒸发岩最常见的矿物有方解石,石膏和硬石膏,岩盐,钾盐,光卤石,langbeinite,杂卤石和钾盐镁矾。还可以包括凯氏体(MgSO 4),其通常将占总体含量的不到4%。然而,据报道在蒸发岩矿床中发现了大约80种不同的矿物质(Stewart,1963; Warren,1999),尽管只有十几种矿物质被认为是重要的岩石成员。
非海相蒸发岩:
非海相蒸发岩通常由海洋环境中不常见的矿物组成,因为一般而言,非海相蒸发岩沉淀的水中的化学元素比例与海洋环境中发现的不同。这些矿床中常见的矿物质包括白钨矿,硼砂,泻沸石,球石,钙芒硝,芒硝,芒硝和天然碱。非海相沉积物也可能含有石盐,石膏和硬石膏,并且在某些情况下甚至可能由这些矿物主宰,尽管它们不是来自海洋沉积物。然而,这并不会使非海洋沉积物变得不那么重要。这些矿床通常有助于为过去的地球气候画一幅画。一些特殊的矿床甚至表现出重要的构造和气候变化。这些矿床还可能含有重要的矿物质,有助于当今的经济。积聚的非海相沉积物倾向于形成蒸发速率超过流入速率的地方,并且存在足够的可溶物。流入也必须发生在一个封闭的盆地内,或者有一个流出受限的地方,以便沉积物有时间在湖泊或其他常设水体中形成水池。这方面的主要例子被称为“盐湖沉积物”。盐湖包括诸如常年湖泊,常年有湖泊的湖泊,湖泊,只有在某些季节才出现的湖泊,或任何其他用于定义持有常设机构的地方的词汇间歇或全年供水。现代非海相沉积环境的例子包括犹他州的大盐湖和位于约旦和以色列之间的死海。
符合上述条件的蒸发岩沉积环境包括:
地堑区和半地堑大陆内裂谷通过限制河流排水供给,通常在亚热带或热带环境的环境
目前与此相匹配的示例环境是埃塞俄比亚Denakil Depression ; 死亡谷,加利福尼亚州
海洋裂谷环境中的海平面环境受到有限的海洋输入的影响,导致最终的孤立和蒸发
例子包括红海,以及约旦和以色列的死海
内部流域盆地在干旱到半干旱温带到热带环境由短暂的排水灌溉
在本例中的环境包括辛普森沙漠,澳大利亚西部,在大盐湖的犹他州
非盆地地区完全由地下水从自流水域渗入
示例环境包括由澳大利亚Great Artesian盆地供养的维多利亚沙漠的渗漏丘
在海退环境中受限制的沿海平原
例子包括伊朗,沙特阿拉伯和红海的萨布哈矿床; 该卡拉博加兹戈尔的的里海
进入极端干旱环境的排水盆地
例子包括智利沙漠,撒哈拉的某些地区和纳米布
已知的最重要的蒸发岩沉积发生在地中海盆地的墨西哥盐度危机期间。
蒸发层地层:
料斗晶铸岩盐在侏罗纪岩石,卡梅尔形成,犹他州西南部
蒸发岩地层不需要完全由盐岩组成。事实上,大多数蒸发岩地层不含有超过百分之几的蒸发岩矿物,其余部分由更典型的碎屑 岩和碳酸盐组成。蒸发岩地层的例子包括东欧和西亚地区出现蒸发石硫。
对于被认定为蒸发岩的地层来说,它可能只需要识别盐岩假晶,由一定比例的蒸发岩矿物组成的序列以及识别泥浆裂缝纹理或其他纹理。
蒸发岩的经济重要性:
由于它们的矿物学,原地物理特性和它们在地下的行为,蒸发岩在经济上是重要的。
在秘鲁和智利,蒸发矿物,特别是硝酸盐矿物在经济上非常重要。硝酸盐矿物通常被开采用于肥料和爆炸物的生产。
由于地质稳定性,可预测的工程和物理特性以及对地下水的不透水性,厚盐矿矿床预计将成为处理核废料的重要场所。
Halite地层以其形成底辟的能力而闻名,它们产生捕获石油矿藏的理想位置。
盐矿通常被开采用作盐。
蒸发岩矿物的主要成分:
Hanksite,Na 22 K(SO 4)9(CO 3)2 Cl,是碳酸盐和硫酸盐的少数矿物之一
卤化物:石盐,钾盐(KCl)和萤石
硫酸盐:如石膏,重晶石和硬石膏
硝酸盐:硝酸盐(苏打硝酸盐)和硝酸盐
硼酸盐:典型地发现于美国西南部的干盐湖沉积物中。常见的硼酸盐是硼砂,它已经被用作肥皂作为表面活性剂。
碳酸盐:如天然碱,形成于内陆盐湖。
一些蒸发矿物,如Hanksite,来自多个组。
当它们在水中的浓度达到它们不再作为溶质存在的水平时,蒸发矿物开始沉淀。
矿物质以溶解度相反的顺序从溶液中沉淀出来,使得从海水中沉淀的顺序是:
方解石(CaCO 3)和白云石(CaMg(CO 3)2)
石膏(CaSO 4 -2H 2 O)和硬石膏(CaSO 4)。
海盐(即食盐,NaCl)
钾和镁的盐
海水降水形成的岩石的丰度与上述降水量的顺序相同。因此,石灰石(方解石)和白云石比石膏更常见,这比石盐更常见,石盐比钾盐和镁盐更常见。
为了研究它们的形成条件和特征,蒸发岩也可以在实验室容易地重结晶。