Evaporite

En kullersten täckt med halit avdunstat från Döda havet , Israel (med israeliskt ₪1 mynt [diameter 18 mm] för skala)

En evaporit ( / ɪ ˈ v æ p ə ˌ r aɪ t / ) är en vattenlöslig sedimentär mineralavlagring som är resultatet av koncentration och kristallisation genom avdunstning från en vattenlösning . Det finns två typer av evaporitavlagringar: marina, som också kan beskrivas som havsavlagringar, och icke-marina, som finns i stående vattendrag såsom sjöar. Evaporiter anses vara sedimentära bergarter och bildas av kemiska sediment .

Bildning av evaporitstenar

Även om alla vattenförekomster på ytan och i akviferer innehåller lösta salter, måste vattnet avdunsta i atmosfären för att mineralerna ska falla ut. För att detta ska hända måste vattenförekomsten gå in i en begränsad miljö där vattentillförseln till denna miljö förblir under nettoavdunstningshastigheten. Detta är vanligtvis en torr miljö med en liten bassäng som matas av en begränsad tillförsel av vatten. När avdunstning sker anrikas det kvarvarande vattnet på salter, och de faller ut när vattnet blir övermättat.

Förångningsdeponeringsmiljöer

Marina avdunstar

Anhydrit

Marina evaporiter tenderar att ha tjockare avlagringar och är vanligtvis i fokus för mer omfattande forskning. När forskare avdunstar havsvatten i ett laboratorium, deponeras mineralerna i en definierad ordning som först demonstrerades av Usiglio 1884. Den första nederbördsfasen börjar när cirka 50 % av det ursprungliga vattendjupet återstår. Vid denna tidpunkt börjar mindre karbonater att bildas. Nästa fas i sekvensen kommer när experimentet lämnas med cirka 20 % av sin ursprungliga nivå. Vid denna tidpunkt börjar mineralgipset bildas, vilket sedan följs av halit på 10 % , exklusive karbonatmineraler som tenderar att inte vara evaporiter. De vanligaste marina evaporiterna är kalcit , gips och anhydrit , halit , sylvit , karnalit , langbeinit , polyhalit och kainit . Kieserit (MgS04 ) kan också inkluderas, som ofta kommer att utgöra mindre än fyra procent av det totala innehållet . Det finns dock cirka 80 olika mineraler som har rapporterats hittats i evaporitavlagringar, även om endast ett dussintal är vanliga nog att anses vara viktiga bergbildare.

Icke-marina evaporiter

Icke-marina evaporiter är vanligtvis sammansatta av mineraler som inte är vanliga i marina miljöer eftersom i allmänhet vattnet som icke-marina evaporit fälls ut har proportioner av kemiska grundämnen som skiljer sig från de som finns i de marina miljöerna. Vanliga mineraler som finns i dessa fyndigheter är bllödit , borax , epsomit , gaylussit , glauberit , mirabilite , thenardit och trona . Icke-marina fyndigheter kan också innehålla halit, gips och anhydrit och kan i vissa fall till och med domineras av dessa mineraler, även om de inte kom från havsavlagringar. Detta gör dock inte icke-marina fyndigheter mindre viktiga; dessa avlagringar hjälper ofta till att måla en bild av tidigare jordklimat. Vissa särskilda avlagringar visar till och med viktiga tektoniska och klimatiska förändringar. Dessa fyndigheter kan också innehålla viktiga mineraler som hjälper till i dagens ekonomi. Tjocka icke-marina avlagringar som ackumuleras tenderar att bildas där förångningshastigheten kommer att överstiga inflödeshastigheten och där det finns tillräckligt med lösliga förråd. Inflödet måste också ske i en sluten bassäng, eller en med begränsat utflöde, så att sedimentet hinner samlas och bildas i en sjö eller annan stående vattenmassa. Primära exempel på detta kallas "saltvattenavlagringar". Salthaltiga sjöar inkluderar saker som fleråriga sjöar, som är sjöar som finns där året runt, playa-sjöar, som är sjöar som bara dyker upp under vissa årstider, eller andra termer som används för att definiera platser som håller stående vatten periodvis eller året runt. Exempel på moderna icke-marina avsättningsmiljöer inkluderar Great Salt Lake i Utah och Döda havet , som ligger mellan Jordanien och Israel.

Förångningsdeponeringsmiljöer som uppfyller ovanstående villkor inkluderar :

  • Grabenområden och halvgraben inom kontinentala sprickmiljöer som matas av begränsad floddränering, vanligtvis i subtropiska eller tropiska miljöer.
  • Grabenmiljöer i havssprickmiljöer som matas av begränsad havsinsats, vilket leder till eventuell isolering och avdunstning.
    • Exempel inkluderar Röda havet och Döda havet i Jordanien och Israel
  • Interna dräneringsbassänger i torra till halvtorra tempererade till tropiska miljöer som matas av tillfällig dränering.
  • Områden utanför avrinningsområde som uteslutande matas av grundvattenläckage från artesiska vatten.
  • Begränsade kustslätter i regressiva havsmiljöer.
  • Dräneringsbassänger som matas in i extremt torra miljöer.
    • Exempel inkluderar de chilenska öknarna, vissa delar av Sahara och Namib

De mest betydande kända evaporitavsättningarna inträffade under den Messiniska salthaltskrisen i Medelhavets bassäng .

Evaporitiska formationer

Hopper kristallgjutning av halit i en Jurassic rock, Carmel Formation, sydvästra Utah

Evaporitformationer behöver inte bestå helt av halitsalt . Faktum är att de flesta evaporitformationer inte innehåller mer än några få procent av evaporitmineraler, resten består av de mer typiska detritala klastiska stenarna och karbonaterna . Exempel på evaporitformationer inkluderar förekomster av evaporitsvavel i Östeuropa och Västasien.

För att en formation ska kännas igen som evaporitisk kan den helt enkelt kräva igenkänning av halit- pseudomorfer , sekvenser som består av någon del av evaporitmineraler och igenkänning av lerspricktexturer eller andra texturer .

Ekonomisk betydelse

Evaporiter är viktiga ekonomiskt på grund av deras mineralogi, deras fysikaliska egenskaper in-situ och deras beteende i underytan.

Evaporitmineraler, särskilt nitratmineraler, är ekonomiskt viktiga i Peru och Chile. Nitratmineraler bryts ofta för användning i produktionen av gödningsmedel och sprängämnen .

Tjocka halitfyndigheter förväntas bli en viktig plats för slutförvaring av kärnavfall på grund av deras geologiska stabilitet, förutsägbara tekniska och fysiska beteende och ogenomtränglighet för grundvatten.

Halitformationer är kända för sin förmåga att bilda diapirer , som producerar idealiska platser för att fånga petroleumavlagringar .

Halitavlagringar bryts ofta för att användas som salt .

Huvudgrupper av evaporitmineraler

Kalcit

Detta är ett diagram som visar mineraler som bildar de marina evaporitbergarna, de är vanligtvis de vanligaste mineralerna som förekommer i denna typ av fyndighet.

Mineralklass Mineralnamn Kemisk sammansättning
Klorider Halite NaCl
Sylvite KCl
Karnallit KMgCl3 · 6 H2O _
Kainite KMg(SO4 ) Cl · 3 H2O
Sulfater Anhydrit CaSO4 _
Gips CaSO4 · 2 H2O _
Kieserit MgS04 · H2O _ _
Langbeinite K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3
Polyhalit K 2 Ca 2 Mg(SO 4 ) 6 · H 2 O
Karbonater Dolomit CaMg(CO 3 ) 2
Kalcit CaCO 3
Magnesit MgCO 3
Hanksite , Na 22 K(SO 4 ) 9 (CO 3 ) 2 Cl , ett av få mineraler som är både ett karbonat och ett sulfat

Evaporitmineraler börjar falla ut när deras koncentration i vatten når en sådan nivå att de inte längre kan existera som lösta ämnen .

Mineralerna faller ut ur lösningen i omvänd ordning av deras löslighet, så att ordningen för utfällning från havsvatten är:

  1. Kalcit (CaCO 3 ) och dolomit ( CaMg(CO 3 ) 2 )
  2. Gips ( ) CaS04 · . 2H2O ) och anhydrit ( CaS04
  3. Halit (dvs vanligt salt, NaCl)
  4. Kalium- och magnesiumsalter _

Mängden stenar som bildas av havsvattennederbörd är i samma ordning som den nederbörd som anges ovan. Således kalksten ( kalcit ) och dolomit vanligare än gips , vilket är vanligare än halit , som är vanligare än kalium- och magnesiumsalter .

Evaporiter kan också lätt omkristalliseras i laboratorier för att undersöka förhållandena och egenskaperna för deras bildning.

Möjliga förångningar på Titan

Nya bevis från satellitobservationer och laboratorieexperiment tyder på att evaporiter sannolikt finns på ytan av Titan , Saturnus största måne. Istället för vattenhav, är Titan värd för sjöar och hav av flytande kolväten (främst metan) med många lösliga kolväten, såsom acetylen , som kan avdunsta ur lösningen. Evaporitavlagringar täcker stora delar av Titans yta, huvudsakligen längs sjöarnas kuster eller i isolerade bassänger ( Lacunae ) som är likvärdiga med saltpannor på jorden.

Se även

Annan läsning

  • Hardie, Lawrence, 1984, Evaporites: marine or nonmarine?: American Journal of Science, v. 284, s. 193-240. DOI: https://doi.org/10.2475/ajs.284.3.193
  • Hardie, LA, och Eugster, HP, 1971, The depositional environment of marine evaporites: a case for shallow, clastic accumulation: Sedimentology, v. 16, sid. 187–220.
  • Benison, KC och Goldstein, RH, 2002, Recognizing acid lakes and groundwaters in the rock record: Sedimentary Geology, v. 151, sid. 177-185.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Evaporite&oldid=1136274714 "