Эвапорит

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Апрель 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Булыжник, инкрустированный галитом, испарившийся из Мертвого моря , Израиль

Эвапоритовый ( / ɪ против æ р ə г aɪ т / ) является термином для водорастворимого минерального осадка , что результаты от концентрации и кристаллизации пути испарения из водного раствора. ^[1] Есть два типа эвапоритовых отложений: морские, которые также можно описать как океанические отложения, и неморские, которые находятся в стоячих водоемах, таких как озера. Эвапориты считаются осадочными породами и образованы химическими отложениями.

Формирование эвапоритовых пород [ править ]

Хотя все водные объекты на поверхности и в водоносных горизонтах содержат растворенные соли, вода должна испаряться в атмосферу, чтобы минералы выпали в осадок. Чтобы это произошло, водный объект должен попасть в ограниченную среду, в которой поступление воды в эту среду остается ниже чистой скорости испарения. Обычно это засушливая среда с небольшим бассейном, в который поступает ограниченное количество воды. Когда происходит испарение, оставшаяся вода обогащается солями, и они выпадают в осадок, когда вода становится перенасыщенной.

Среды осадконакопления эвапоритов [ править ]

Морские эвапориты [ править ]

Ангидрит

Морские эвапориты обычно имеют более толстые отложения и обычно являются предметом более обширных исследований. ^[2] У них также есть система испарения. Когда ученые испаряют океанскую воду в лаборатории, минералы откладываются в определенном порядке, который впервые продемонстрировал Усильо в 1884 году. ^[2] Первая фаза эксперимента начинается, когда остается около 50% исходной глубины воды. В этот момент начинают образовываться небольшие карбонаты . ^[2] Следующая фаза в последовательности наступает, когда в эксперименте остается около 20% от исходного уровня. В этот момент начинает формироваться минеральный гипс , за которым следует 10% галита ^[2]за исключением карбонатных минералов, которые, как правило, не являются эвапоритами. Наиболее распространенными минералами, которые обычно считаются наиболее типичными для морских эвапоритов, являются кальцит , гипс и ангидрит , галит , сильвит , карналлит , лангбейнит , полигалит и каинит . Также может быть включен кизерит (MgSO ₄ ), который часто составляет менее четырех процентов от общего содержания. ^[2]Однако имеется около 80 различных минералов, которые были обнаружены в месторождениях эвапоритов (Stewart, 1963; Warren, 1999), хотя только около дюжины встречаются достаточно часто, чтобы считаться важными горнообразователями. ^[2]

Неморские эвапориты [ править ]

Эвапориты неморского происхождения обычно состоят из минералов, которые не встречаются в морской среде, потому что, как правило, вода, из которой выпадают эвапориты неморского происхождения, имеет пропорции химических элементов, отличные от тех, которые содержатся в морской среде. ^[2] Общие минералы, которые встречаются в этих месторождениях, включают блодит , бура , эпсомит , гайлюссит , глауберит , мирабилит , тенардит и трону.. Неморские месторождения могут также содержать галит, гипс и ангидрит, а в некоторых случаях могут даже преобладать эти минералы, хотя они не пришли из океанических отложений. Это, однако, не делает неморские месторождения менее важными; эти отложения часто помогают нарисовать картину прошлого климата Земли. Некоторые отложения даже демонстрируют важные тектонические и климатические изменения. Эти месторождения также могут содержать важные минералы, которые помогают современной экономике. ^[3] Толстые неморские отложения, которые накапливаются, как правило, образуются там, где скорость испарения превышает скорость притока, и где имеется достаточное количество растворимых веществ. Приток также должен происходить в закрытом бассейне или в бассейне с ограниченным оттоком, чтобы осадок успел собраться и сформироваться в озере или другом стоячем водоеме. ^[3]Основные примеры этого называются «отложения соленых озер». ^[3] Соленые озера включают в себя такие вещи, как многолетние озера, которые существуют круглый год, озера Плайя, которые представляют собой озера, которые появляются только в определенные сезоны, или любые другие термины, которые используются для определения мест, в которых находятся стоящие тела поливать периодически или круглый год. Примеры современных неморских сред осадконакопления включают Большое Соленое озеро в Юте и Мертвое море , которое находится между Иорданией и Израилем.

Среды отложения эвапоритов , отвечающие указанным выше условиям, включают:

Грабен районы и пол-грабены в пределах континентальных рифтовых сред , питаемых ограниченным дренажем приречного, как правило , в субтропических или тропических средах
- Примером окружающей среды в настоящее время, которая соответствует этой, является депрессия Денакил , Эфиопия; Долина Смерти , Калифорния
Среда грабенов в океанических рифтовых средах, питаемая ограниченным океаническим входом, что в конечном итоге приводит к изоляции и испарению
- Примеры включают Красное море и Мертвое море в Иордании и Израиле.
Внутренние водосборные бассейны в засушливых и полузасушливых регионах с умеренным и тропическим климатом, подпитываемые временным дренажем
- Примеры окружающей среды в настоящее время включают пустыню Симпсона , Западную Австралию , Большое Соленое озеро в Юте.
Не бассейновые территории питаются исключительно за счет просачивания грунтовых вод из артезианских вод
- Примером окружающей среды являются насыпи в пустыне Виктория, питаемой Большим артезианским бассейном , Австралия.
Ограниченные прибрежные равнины в регрессивной морской среде
- Примеры включают месторождения сабхи Ирана, Саудовской Аравии и Красного моря; Кара-Богаз-Гол в Каспийском море
Водосборные бассейны, питающиеся в чрезвычайно засушливых средах
- Примеры включают чилийские пустыни, некоторые части Сахары и Намиб.

Наиболее значительные известные отложения эвапоритов произошли во время мессинского кризиса солености в бассейне Средиземного моря .

Эвапоритовые образования [ править ]

Хоппер, отлитый из галита в породах юрского периода , формация Кармель, юго-западная Юта.

Образования эвапорита не обязательно должны состоять полностью из галитовой соли. Фактически, большинство эвапоритовых образований содержат не более нескольких процентов эвапоритовых минералов, остальная часть состоит из более типичных обломочных обломочных пород и карбонатов . Примеры эвапоритовых образований включают залежи эвапоритовой серы в Восточной Европе и Западной Азии. ^[4]

Чтобы формация была признана эвапоритовой, может просто потребоваться распознавание псевдоморфоз галита , последовательностей, состоящих из некоторой доли эвапоритовых минералов, и распознавания текстуры трещин в грязи или других структур .

Экономическое значение эвапоритов [ править ]

Эвапориты важны с экономической точки зрения из-за их минералогии, физических свойств на месте и их поведения в недрах.

Минералы эвапорита, особенно минералы нитратов, имеют экономическое значение в Перу и Чили. Нитратные минералы часто добываются для использования в производстве удобрений и взрывчатых веществ .

Ожидается, что толстые 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 образования известны своей способностью образовывать диапиры , которые создают идеальные места для улавливания нефтяных залежей.

Месторождения галита часто добывают для использования в качестве соли .

Основные группы минералов эвапорита [ править ]

Кальцит

На этой диаграмме показаны минералы, образующие морские эвапоритовые породы, обычно они являются наиболее распространенными минералами, встречающимися в месторождениях такого типа.

{\begin{array}{rl}{\text{Mineral class}}&{{\text{ Mineral name }}\quad {\text{ Chemical Composition }}}\\\hline {\text{Chlorides}}&{\begin{cases}{\text{ Halite }}&{\quad {\ce {NaCl}}}\\{\text{ Sylvite }}&{\quad {\ce {KCl}}}\\{\text{ Carnallite }}&{\quad {\ce {KMgCl3*6H2O}}}\\{\text{ Kainite }}&{\quad {\ce {KMg(SO4)Cl*3H2O}}}\end{cases}}\\{\text{Sulfates}}&{\begin{cases}{\text{ Anhydrite }}&{\;{\ce {CaSO4}}}\\{\text{ Gypsum }}&{\;{\ce {CaSO4*2H2O}}}\\{\text{ Kieserite }}&{\;{\ce {MgSO4*H2O}}}\\{\text{ Langbeinite }}&{\;{\ce {K2Mg2(SO4)3}}}\\{\text{ Polyhalite }}&{\;{\ce {K2Ca2Mg(SO4)6*H2O}}}\end{cases}}\\{\text{Carbonates}}&{\begin{cases}{\text{ Dolomite }}&{\quad {\ce {CaMg(CO3)2}}}\\{\text{ Calcite }}&{\quad {\ce {CaCO3}}}\\{\text{ Magnesite }}&{\quad {\ce {MgCO3}}}\end{cases}}\end{array}}

Хэнксит , Na ₂₂ K (SO ₄ ) ₉ (CO ₃ ) ₂ Cl, один из немногих минералов, который одновременно является карбонатом и сульфатом.

Галогениды : галит , сильвит (KCl) и флюорит.
Сульфаты : гипс , барит и ангидрит.
Нитраты : нитратин (содовая селитра) и селитра
Бораты : обычно встречаются в отложениях засушливых соленых озер на юго-западе США . Распространенным боратом является бура , которая используется в мыле в качестве поверхностно-активного вещества .
Карбонаты : такие как трона , образующиеся во внутренних соляных озерах.
- Некоторые минералы эвапорита, такие как хэнксит , относятся к нескольким группам.

Минералы эвапорита начинают выпадать в осадок, когда их концентрация в воде достигает такого уровня, что они больше не могут существовать в качестве растворенных веществ .

Минералы выпадают в осадок из раствора в порядке, обратном их растворимости, так что порядок выпадения осадков из морской воды следующий:

Кальцит (CaCO ₃ ) и доломит (CaMg (CO ₃ ) ₂ )
Гипс (CaSO ₄ • 2 H 2 O ) и ангидрит (CaSO ₄ ).
Галит (т.е. поваренная соль, NaCl)
Соли калия и магния

Обилие пород, образованных осадками с морской водой, находится в том же порядке, что и осадки, приведенные выше. Таким образом, известняк ( кальцит ) и доломит встречаются чаще, чем гипс , который встречается чаще, чем галит , который встречается чаще, чем соли калия и магния .

Эвапориты также можно легко перекристаллизовать в лабораториях, чтобы исследовать условия и характеристики их образования.

Возможные эвапориты на Титане [ править ]

Недавние данные спутниковых наблюдений ^[5] и лабораторных экспериментов ^[6] предполагают, что эвапориты, вероятно, присутствуют на поверхности Титана , самого большого спутника Сатурна. Вместо воды океанов, Титан хостов озер и морей жидких углеводородов ( в основном метан) с большим количеством растворимых углеводородов, таких как ацетилен , ^[7] , что может испаряться из раствора. Отложения эвапорита покрывают большие области поверхности Титана, в основном вдоль береговой линии озер или в изолированных бассейнах ( лакунах ), которые эквивалентны соляным котлам на Земле. ^[8]

См. Также [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Evaporite .

Список минералов
Список типов горных пород
Соляной купол
Диапир
Тектонические трещины
Грабен

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

^ Джексон, Джулия А., 1997, Глоссарий геологии, 4-е издание, Американский геологический институт, Александрия, Вирджиния
^ a b c d e f g Боггс, С., 2006, Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.), Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 662 p.
^ a b c Мелвин, JL (редактор) 1991, Эвапориты, нефть и минеральные ресурсы; Эльзевир, Амстердам
^ C.Michael Хоган. 2011. Сера . Энциклопедия Земли, ред. А. Йоргенсен и С. Дж. Кливленд, Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано 28 октября 2012 г., в Wayback Machine.
^ Барнс, Джейсон У .; Лук, Иаков; Шварц, Якоб; Браун, Роберт Х .; Содерблом, Джейсон М .; Hayes, Александр G .; Викси, Грэм; Ле Муэлик, Стефан; Родригес, Себастьен; Сотин, Кристоф; Яуманн, Ральф (01.11.2011). «Органические осадочные отложения на высохших днах озера Титана: Вероятный эвапорит» . Икар . 216 (1): 136–140. DOI : 10.1016 / j.icarus.2011.08.022 . ISSN 0019-1035 .
^ Czaplinski, Ellen C .; Gilbertson, Woodrow A .; Фарнсворт, Кендра К .; Шеврие, Винсент Ф. (17.10.2019). «Экспериментальное исследование этиленовых испарений в условиях Титана». АСУ Земля и Космическая химия . 3 (10): 2353–2362. arXiv : 2002.04978 . DOI : 10.1021 / acsearthspacechem.9b00204 . S2CID 202875048 .
^ Singh, S .; Combe, J. -Ph .; Cordier, D .; Вагнер, А .; Chevrier, VF; МакМахон, З. (01.07.2017). «Экспериментальное определение растворимости ацетилена и этилена в жидком метане и этане: влияние на поверхность Титана» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 208 : 86–101. DOI : 10.1016 / j.gca.2017.03.007 . ISSN 0016-7037 .
^ Маккензи, SM; Барнс, Джейсон В. (2016-04-05). «Сходства и различия в составе эвапоритовых территорий Титана» . Астрофизический журнал . 821 (1): 17. DOI : 10,3847 / 0004-637x / 821/1/17 . ISSN 1538-4357 .

Источники [ править ]

Страница эвапоритов Калифорнийского государственного университета
Гор, Рик. «Средиземное море: море судьбы человека». Национальная география. Декабрь 1982: 694–737.
Геген и Пальчяускас (1984). Введение в физику горных пород.

[Jackson-1] Джексон, Джулия А., 1997, Глоссарий геологии, 4-е издание, Американский геологический институт, Александрия, Вирджиния

[Boggs-2] Боггс, С., 2006, Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.), Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 662 p.

[Melvin-3] Мелвин, JL (редактор) 1991, Эвапориты, нефть и минеральные ресурсы; Эльзевир, Амстердам

[4] C.Michael Хоган. 2011. Сера . Энциклопедия Земли, ред. А. Йоргенсен и С. Дж. Кливленд, Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано 28 октября 2012 г., в Wayback Machine.

[5] Барнс, Джейсон У .; Лук, Иаков; Шварц, Якоб; Браун, Роберт Х .; Содерблом, Джейсон М .; Hayes, Александр G .; Викси, Грэм; Ле Муэлик, Стефан; Родригес, Себастьен; Сотин, Кристоф; Яуманн, Ральф (01.11.2011). «Органические осадочные отложения на высохших днах озера Титана: Вероятный эвапорит» . Икар . 216 (1): 136–140. DOI : 10.1016 / j.icarus.2011.08.022 . ISSN 0019-1035 .

[6] Czaplinski, Ellen C .; Gilbertson, Woodrow A .; Фарнсворт, Кендра К .; Шеврие, Винсент Ф. (17.10.2019). «Экспериментальное исследование этиленовых испарений в условиях Титана». АСУ Земля и Космическая химия . 3 (10): 2353–2362. arXiv : 2002.04978 . DOI : 10.1021 / acsearthspacechem.9b00204 . S2CID 202875048 .

[7] Singh, S .; Combe, J. -Ph .; Cordier, D .; Вагнер, А .; Chevrier, VF; МакМахон, З. (01.07.2017). «Экспериментальное определение растворимости ацетилена и этилена в жидком метане и этане: влияние на поверхность Титана» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 208 : 86–101. DOI : 10.1016 / j.gca.2017.03.007 . ISSN 0016-7037 .

[8] Маккензи, SM; Барнс, Джейсон В. (2016-04-05). «Сходства и различия в составе эвапоритовых территорий Титана» . Астрофизический журнал . 821 (1): 17. DOI : 10,3847 / 0004-637x / 821/1/17 . ISSN 1538-4357 .

[1]