эвапорит
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Апрель 2010 г. ) |
Эвапорит r ( / ɪ ˈ v æ p ə ˌ 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 назвать океаническими отложениями, и неморские, которые встречаются в стоячих водоемах, таких как озера. Эвапориты считаются осадочными породами и образуются химическими осадками .
Формирование
[ редактировать ]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.
Условия осадконакопления
[ редактировать ]Морской
[ редактировать ]
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, который впервые продемонстрировал Усильо в 1884 году. [2] Первая фаза выпадения осадков начинается, когда остается около 50% первоначальной глубины воды. В этот момент незначительные карбонаты . начинают образовываться [2] Следующий этап последовательности наступает, когда в эксперименте остается около 20% от исходного уровня. В этот момент начинает образовываться минеральный гипс , за которым затем следует галит в концентрации 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 месторождениях эвапоритов обнаружено около 80 различных минералов. [3] [4] хотя лишь около дюжины из них достаточно распространены, чтобы их можно было считать важными породообразователями. [2]
Неморской
[ редактировать ]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, которые периодически содержат стоячие водоемы или круглый год. Примеры современных неморских сред осадконакопления включают Большое Соленое озеро в штате Юта и Мертвое море , расположенное между Иорданией и Израилем.
эвапорита К средам отложения , отвечающим вышеуказанным условиям, относятся:
- Грабены и полуграбены в континентальных рифтах , питаемые ограниченным речным дренажем, обычно в субтропических или тропических условиях.
- Примером окружающей среды в настоящее время, соответствующей этому, является впадина Денакиль в Эфиопии; Долина Смерти , Калифорния
- Грабеновая среда в океанических рифтах, питаемая ограниченным притоком океана, 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 зонах от умеренного до тропического климата, питаемые эфемерным дренажем.
- Примеры окружающей среды в настоящее время включают пустыню Симпсона , Западную Австралию , Большое Соленое озеро в штате Юта.
- Внебассейновые территории питаются исключительно за счет просачивания подземных вод из артезианских вод.
- Примеры окружающей среды включают насыпи пустыни Виктория, питаемые Большим Артезианским бассейном , Австралия.
- Ограниченные прибрежные равнины в регрессивной морской среде
- Примеры включают месторождения сабха в Иране, Саудовской Аравии и Красном море; Гарабогазкёль Каспийского моря
- Дренажные бассейны, питающиеся чрезвычайно засушливой средой.
Наиболее значительные известные отложения эвапоритов произошли во время Мессинского кризиса солености в бассейне Средиземного моря .
Эвапоритовые образования
[ редактировать ]
Эвапоритовые образования не обязательно должны полностью состоять из галита соли . 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 пласт был признан эвапоритовым, может потребоваться просто распознавание псевдоморфоз галита , последовательностей, состоящих из некоторой доли эвапоритовых минералов, а также распознавание текстур грязевых трещин или других текстур .
Экономическое значение
[ редактировать ]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 для 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 добываются для использования в качестве соли .
Основные группы эвапоритовых минералов
[ редактировать ]
На этой диаграмме показаны минералы, образующие морские эвапоритовые породы. Обычно это наиболее распространенные минералы, встречающиеся в месторождениях такого типа.
Минеральный класс Название минерала Химический состав Хлориды Галит NaCl Сильвит КСl Карналлит KMgCl 3 · 6 H 2 O Каинит KMg(SO 4 )Cl · 3 H 2 O Сульфаты Ангидрит СаSO 4 Гипс CaSO 4 · 2 H 2 O Кизерит MgSO 4 · H 2 O Лангбейнит К 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 Полигалит К 2 Са 2 Mg(SO 4 ) 6 · H 2 O Карбонаты Доломит CaMg(CO 3 ) 2 Кальцит СаСО 3 Магнезит MgCO 3
- Галогениды : галит , сильвин (KCl) и флюорит.
- Сульфаты : такие как гипс , барит и ангидрит.
- Нитраты : нитратин (натровая селитра) и селитра.
- Бораты : обычно встречаются в отложениях засушливых соленых озер, обильных на юго-западе США . Распространенным боратом является бура , которая используется в мыле в качестве поверхностно-активного вещества .
- Карбонаты : такие как трона , образуются во внутренних соленых озерах.
- Некоторые эвапоритовые минералы, такие как ханксит , принадлежат к нескольким группам.
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:
- 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)
- калия и магния Соли
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.
Возможные эвапориты на Титане
[ редактировать ]Последние данные спутниковых наблюдений [7] и лабораторные эксперименты [8] предполагают, 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 испариться 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]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джексон, Джулия А. (1997). Глоссарий геологии (4-е изд.). Александрия, Вирджиния : Американский геологический институт .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. ISBN 0131547283 .
- ^ Стюарт, Ф.Х. (1963). «Морские эвапориты» . Профессиональный доклад Геологического общества США . 440-Й. дои : 10.3133/pp440Y .
- ^ Уоррен, Джон (1999). Эвапориты: их эволюция и экономика . Оксфорд: Блэквелл Сайенс. ISBN 978-0632053018 .
- ^ Jump up to: а б с Мелвин, Джон Л., изд. (1991). Эвапориты, нефть и минеральные ресурсы . Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0444555762 .
- ^ К.Майкл Хоган. 2011. Сера . Энциклопедия Земли, ред. А. Йоргенсен и К. Дж. Кливленд, Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано 28 октября 2012 г., в Wayback Machine.
- ^ Барнс, Джейсон В.; Поклон, Джейкоб; Шварц, Джейкоб; Браун, Роберт Х.; Содерблом, Джейсон М.; Хейс, Александр Г.; Викси, Грэм; Ле Муэлик, Стефан; Родригес, Себастьен; Сотин, Кристоф; Яуманн, Ральф (1 ноября 2011 г.). «Органические осадочные отложения на дне высохших озер Титана: вероятный эвапорит» . Икар . 216 (1): 136–140. Бибкод : 2011Icar..216..136B . дои : 10.1016/j.icarus.2011.08.022 . ISSN 0019-1035 .
- ^ Чаплински, Эллен К.; Гилбертсон, Вудро А.; Фарнсворт, Кендра К.; Шеврие, Винсент Ф. (17 октября 2019 г.). «Экспериментальное исследование этиленовых эвапоритов в условиях Титана». АСУ Химия Земли и Космоса . 3 (10): 2353–2362. arXiv : 2002.04978 . Бибкод : 2019ESC.....3.2353C . doi : 10.1021/acsearthspacechem.9b00204 . S2CID 202875048 .
- ^ Сингх, С.; Комб, Дж. - Доктор философии; Кордье, Д.; Вагнер, А.; Шевье, В.Ф.; МакМахон, З. (01 июля 2017 г.). «Экспериментальное определение растворимости ацетилена и этилена в жидком метане и этане: последствия для поверхности Титана» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 208 : 86–101. Бибкод : 2017GeCoA.208...86S . дои : 10.1016/j.gca.2017.03.007 . ISSN 0016-7037 .
- ^ Маккензи, С.М.; Барнс, Джейсон В. (05 апреля 2016 г.). «Композиционные сходства и различия эвапоритовых территорий Титана» . Астрофизический журнал . 821 (1): 17. arXiv : 1601.03364 . Бибкод : 2016ApJ...821...17M . дои : 10.3847/0004-637x/821/1/17 . ISSN 1538-4357 .
Другое чтение
[ редактировать ]- Страница эвапоритов Калифорнийского государственного университета
- Гор, Рик (декабрь 1982 г.). «Средиземноморье: Море судьбы человека». National Geographic : 694–737.
- Геген, Ив; Палчаускас, Вектор (1994). Введение в физику горных пород . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 9780691034522 .
- Харди, Лоуренс, 1984, «Эвапориты: морские или неморские?: Американский журнал науки» , т. 284, стр. 193–240. два : 10.2475/ajs.284.3.193
- Харди Л.А. и Югстер Х.П., 1971, «Среда отложения морских эвапоритов: аргумент в пользу неглубокого обломочного накопления»: Седиментология , т. 16, с. 187–220.
- Бенисон, К.К., и Гольдштейн, Р.Х., 2002, «Распознавание кислотных озер и грунтовых вод в летописи горных пород»: Sedimentary Geology , т. 151, стр. 177–185.
