蒸発岩

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イスラエルの死海から蒸発した岩塩がちりばめられた丸石（スケールはイスラエルの₪1コイン[直径18mm]）

蒸発岩（ / ɪˈvæpəˌraɪt / ）は、水溶液からの蒸発による濃縮と結晶化から生じる水溶 性の堆積 鉱物 堆積物です。[1]蒸発岩堆積物には、海洋堆積物とも呼ばれる海洋堆積物と、湖などの水域に見られる非海洋堆積物の2種類があります。蒸発岩は堆積岩と見なされ、化学堆積物によって形成されます。

蒸発岩の形成

表面および帯水層のすべての水域には溶解した塩が含まれていますが、鉱物が沈殿するためには、水が大気中に蒸発する必要があります。これが起こるためには、水域は制限された環境に入らなければならず、この環境への水の流入は正味の蒸発速度を下回ったままです。これは通常、限られた水量で供給される小さな盆地のある乾燥した環境です。蒸発が起こると、残りの水は塩分が豊富になり、水が過飽和になると沈殿します。

蒸発岩堆積環境

海洋蒸発岩

硬石膏

海洋蒸発岩は堆積物が厚い傾向があり、通常、より広範な研究の焦点となっています。[2] それらはまた蒸発のシステムを持っています。科学者が実験室で海水を蒸発させると、1884年にUsiglioによって最初に実証された定義された順序で鉱物が堆積します。 [2]実験の最初のフェーズは、元の水深の約50％が残ったときに始まります。この時点で、少量の炭酸塩が形成され始めます。[2]シーケンスの次のフェーズは、実験が元のレベルの約20％のままになっているときに行われます。この時点で、鉱物石膏が形成され始め、その後、10％の岩塩が続きます[2]。蒸発岩になりがちな炭酸塩鉱物を除く。海洋蒸発岩の最も代表的なものと一般に考えられている最も一般的な鉱物は、方解石、石膏と無水石膏、岩塩、カリ岩塩、カーナライト、ラングバイナイト、雑鹵石、およびカリナイトです。キーゼル石（MgSO 4）も含まれる場合があり、これは多くの場合、全体の含有量の4％未満を占めます。[2]しかし、蒸発岩堆積物で発見されたと報告されている鉱物は約80種類ありますが（Stewart、1963; Warren、1999）、重要な岩石形成剤と見なされるほど一般的であるのは約12個だけです。[2]

非海洋蒸発岩

非海洋蒸発岩は通常、海洋環境では一般的ではない鉱物で構成されています。これは、一般に、非海洋蒸発岩が沈殿する水は、海洋環境で見られるものとは異なる化学元素の比率を持っているためです。[2]これらの鉱床に見られる一般的な鉱物には、ブロダイト、ホウ砂、瀉利塩、ゲイリュサック石、グラウベライト、ミラビライト、テナルダイト、トロナなどがあります。。非海洋堆積物には、岩塩、石膏、硬石膏も含まれている可能性があり、海洋堆積物に由来するものではありませんが、場合によってはこれらの鉱物が優勢である可能性もあります。ただし、これによって非海洋堆積物の重要性が低下することはありません。これらの堆積物は、過去の地球の気候に絵を描くのに役立つことがよくあります。いくつかの特定の堆積物は、重要な構造的および気候的変化さえ示しています。これらの鉱床には、今日の経済に役立つ重要な鉱物も含まれている可能性があります。[3]蓄積する厚い非海洋堆積物は、蒸発速度が流入速度を超える場所、および十分な可溶性供給がある場所で形成される傾向があります。流入はまた、閉鎖された流域、または流出が制限された流域で発生する必要があります。そのため、堆積物は、湖または他の立っている水域に溜まって形成される時間があります。[3]この主な例は「塩湖堆積物」と呼ばれます。[3]塩湖には、一年中存在する湖である多年生湖、特定の季節にのみ出現する湖であるプラヤ湖、または立っている体を保持する場所を定義するために使用されるその他の用語などが含まれます。断続的または一年中水。現代の非海洋堆積環境の例には、ユタ州のグレートソルトレイクとヨルダンとイスラエルの間にある 死海が含まれます。

上記の条件を満たす 蒸発岩堆積環境には、次のものがあります。

最も重要な既知の蒸発岩の堆積は、地中海沿岸のメッシニアン塩分危機の間に起こりました。

蒸発岩層

ユタ州南西部、カーメル層のジュラ紀の岩塩の骸晶キャスト

蒸発岩層は、完全に岩塩で構成されている必要はありません。実際、ほとんどの蒸発岩層には数パーセントを超える蒸発岩鉱物が含まれておらず、残りはより典型的な砕屑性 砕屑岩と炭酸塩で構成されています。蒸発岩の形成の例には、東ヨーロッパと西アジアでの蒸発岩硫黄の発生が含まれます。[4]

地層が蒸発岩として認識されるためには、岩塩仮像、蒸発岩鉱物の一部で構成されるシーケンス、および泥割れテクスチャまたは他のテクスチャの認識が必要な場合があります。

蒸発岩の経済的重要性

蒸発岩は、鉱物学、原位置での物理的特性、および地下での挙動のために経済的に重要です。

ペルーとチリでは、蒸発岩鉱物、特に硝酸塩鉱物が経済的に重要です。硝酸塩鉱物は、肥料や爆発物の生産に使用するために採掘されることがよくあります。

厚い岩塩鉱床は、その地質学的安定性、予測可能な工学的および物理的挙動、および地下水に対する不浸透性のために、 核廃棄物の処分のための重要な場所になると予想されます。

岩塩層は、石油鉱床 をトラップするための理想的な場所を生み出すダイアピルを形成する能力で有名です。

岩塩鉱床は、塩として使用するために採掘されることがよくあります。

蒸発岩鉱物の主要なグループ

方解石

これは、海洋蒸発岩を形成する鉱物を示すチャートです。これらは通常、この種の堆積物に現れる最も一般的な鉱物です。

ミネラルクラス 鉱物名 化学組成
塩化物 岩塩 NaCl
シルバイト KCl
カーナライト KMgCl 3・6 H 2 O
カリナイト KMg（SO 4）Cl・3 H 2 O
硫酸塩 硬石膏 CaSO 4
石膏 CaSO 4・2 H 2 O
キーゼル石 MgSO 4・H 2 O
ラングバイナイト K 2 Mg 2（SO 4）3
雑鹵石 K 2 Ca 2 Mg（SO 4）6・H 2 O
炭酸塩 ドロマイト CaMg（CO 3）2
方解石 CaCO 3
マグネサイト MgCO 3
ハンクス石、Na 22 K（SO 4）9（CO 3）2 Cl 、炭酸塩と硫酸塩の両方である数少ない鉱物の1つ

蒸発岩鉱物は、水中の濃度が溶質として存在できなくなるレベルに達すると沈殿し始めます。

ミネラルは溶解度の逆の順序で溶液から沈殿し、海水からの沈殿の順序は次のようになります。

  1. 方解石（CaCO 3）とドロマイト（CaMg（CO 3）2）
  2. 石膏（CaSO 4・2 H 2 O）と無水石膏（CaSO 4）。
  3. 岩塩（すなわち、一般的な塩、NaCl）
  4. カリウム塩とマグネシウム塩

海水の降水量によって形成される岩石の量は、上記の降水量と同じ順序です。したがって、石灰岩（方解石）とドロマイトは、カリウム塩やマグネシウム塩よりも一般的な岩塩よりも一般的な石膏よりも一般的です。

蒸発岩は、それらの形成の条件と特性を調査するために、実験室で 簡単に再結晶することもできます。

タイタンで蒸発岩の可能性

衛星観測[5]と実験室実験[6]からの最近の証拠は、土星の最大の衛星であるタイタンの表面に蒸発物が存在する可能性が高いことを示唆しています。タイタンは、水の海の代わりに、溶液から蒸発する可能性のあるアセチレン[7]などの多くの可溶性炭化水素を含む液体炭化水素（主にメタン）の湖や海をホストしています。蒸発岩の堆積物は、主に湖の海岸線に沿って、または地球上の塩田に相当する孤立した盆地（ラクナエ）のタイタンの表面の広い領域を覆っています。[8]

も参照してください

参考文献

引用

  1. ^ ジャクソン、ジュリアA.（1997）。地質学用語集（第4版）。バージニア州アレクサンドリア：American GeologicalInstitute。
  2. ^ a b c d e f g Boggs、S.、2006、Principles of Sedimentology and Stratigraphy（4th ed。）、Pearson Prentice Hall、Upper Saddle River、NJ、662p。
  3. ^ a b c Melvin、JL（ed）1991、蒸発岩、石油および鉱物資源; エルゼビア、アムステルダム
  4. ^ C.マイケル・ホーガン。2011.硫黄。地球百科事典編 A.ヨルゲンセンとCJクリーブランド、国立科学環境評議会、ワシントンDC 、2012年10月28日、ウェイバックマシンでアーカイブ
  5. ^ バーンズ、ジェイソンW。; ボウ、ジェイコブ; シュワルツ、ジェイコブ; ブラウン、ロバートH。; Soderblom、Jason M。; ヘイズ、アレクサンダーG。; ヴィクシー、グラハム; LeMouélic、Stéphane; ロドリゲス、セバスチャン; ソティン、クリストフ; ジャウマン、ラルフ（2011-11-01）。「タイタンの乾燥した湖底における有機堆積物：蒸発岩の可能性」。イカロス。216（1）：136–140。Bibcode：2011Icar..216..136B。土井：10.1016 /j.icarus.2011.08.022。ISSN0019-1035。_ 
  6. ^ Czaplinski、Ellen C。; ギルバートソン、ウッドローA。; ファーンズワース、ケンドラK。; Chevrier、Vincent F.（2019-10-17）。「タイタン条件下でのエチレン蒸発岩の実験的研究」。ACS地球と宇宙化学。3（10）：2353–2362。arXiv：2002.04978。Bibcode：2019ECS ..... 3.2353C。土井：10.1021 /acsearthspacechem.9b00204。S2CID202875048。_ 
  7. ^ シン、S。; Combe、J。-Ph。; コーディエ、D。; ワーグナー、A。; Chevrier、VF; マクマホン、Z。（2017-07-01）。「液体メタンおよびエタンへのアセチレンおよびエチレンの溶解度の実験的測定：タイタンの表面への影響」。Geochimica et CosmochimicaActa。208：86–101。Bibcode：2017GeCoA.208 ... 86S。土井：10.1016 /j.gca.2017.03.007。ISSN0016-7037。_ 
  8. ^ マッケンジー、SM; バーンズ、ジェイソンW.（2016-04-05）。「タイタンの蒸発岩地形間の組成の類似点と相違点」。アストロフィジカルジャーナル。821（1） ： 17。arXiv：1601.03364。Bibcode：2016ApJ ... 821 ... 17M。土井：10.3847 / 0004-637x / 821/1/17。ISSN1538-4357。_ 

ソース

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