蒸発物

エバポライトの一種です 堆積岩 水の蒸発によって形成され、溶解したものが残る ミネラル そして塩。 これら 通常、次のようなミネラルで構成されています。 岩塩 (岩塩)、 石膏, 硬石膏、およびさまざまなカリウム塩。 蒸発物は、蒸発速度が降水速度を超える乾燥または半乾燥環境に関連していることがよくあります。

定義と特徴:

蒸発石は、蒸発鉱物が大半を占める鉱物組成によって特徴付けられます。 一般的な蒸発鉱物には次のものがあります。

  1. 岩塩(岩塩): 塩化ナトリウム (NaCl) は岩塩の主成分です。 それは立方晶を形成し、一般に塊状層または堆積シーケンス内の結晶層として見られます。
  2. 石膏: 硫酸カルシウム二水和物 (CaSO4・2H2O) で構成される石膏は、多くの場合、平らで半透明の結晶、または塊状の細粒物質として形成されます。
  3. 硬石膏: この鉱物は硫酸カルシウム (CaSO4) で構成されており、石膏と比べて水分子がありません。 硬石膏はさまざまな結晶形で見つかり、その色は白から青までさまざまです。
  4. カリ塩: シルバイト (塩化カリウム) やカーナライト (複合塩化物) などのカリウム含有塩もエバポライトによく見られます。 預金.

蒸発物は、結節状または結晶の仮像、層状、さらに場合によっては、圧力下での塩の塑性挙動による塩の上方への移動によって形成される構造である「塩枕」またはダイヤピルなど、独特の堆積構造を示すことがよくあります。

形成プロセス:

蒸発物の形成は蒸発のプロセスと密接に関係しています。 乾燥または半乾燥環境では、湖や浅海などの水域では、降水や河川からの流入による淡水の流入と比較して、蒸発率が高くなる可能性があります。 水が蒸発するにつれて、溶解したミネラルと塩はますます濃縮されます。 最終的に、溶液は過飽和になり、鉱物の沈殿や蒸発堆積物の形成につながります。

鉱物の沈殿順序は、多くの場合、蒸発順序として知られる特定のパターンに従います。 この順序では、石膏や硬石膏などの可溶性の低い鉱物が最初に沈殿し、次に岩塩などの可溶性の高い鉱物が沈殿します。

地質学における重要性:

蒸発石は、いくつかの理由から地質学において非常に重要です。

  1. 経済資源: 多くの蒸発鉱床には、経済的に重要な貴重な鉱物や塩が含まれています。 たとえば、岩塩やカリは、化学、農業、食品加工部門などのさまざまな産業において重要な資源です。
  2. 古環境指標: 地質学的記録における蒸発物の存在は、過去の気候条件に関する情報を提供します。 それらの発生は、地球の歴史における乾燥期間または重大な蒸発の時期を示しています。
  3. 地質学的プロセス: 蒸発石は、ダイヤピルの形成などの地質学的プロセスで役割を果たし、その上にある岩石層に影響を与え、地殻の特定の構造的特徴の発達に寄与する可能性があります。
  4. 石油とガスの探査: 蒸発堆積物は、地球の地下における流体の分布と移動に影響を及ぼし、石油とガスの探査と抽出に影響を与える可能性があります。

地質学者が過去の環境条件を解釈し、潜在的な経済資源を探索する際には、蒸発岩の形成と特徴を理解することが不可欠です。

蒸発物の種類

蒸発石にはさまざまな鉱物組成が含まれており、存在する鉱物の特定の組み合わせに応じてさまざまな種類の蒸発石が形成されます。 鉱物組成に基づいて、一般的な種類の蒸発石をいくつか示します。

  1. 岩塩(岩塩): 岩塩は最も広く普及している種類の蒸発岩の XNUMX つで、主に塩化ナトリウム (NaCl) で構成されています。 多くの場合、巨大な層、塩原、堆積物の層を形成します。
  2. 石膏: 石膏もまた一般的な蒸発鉱物で、硫酸カルシウム二水和物 (CaSO4・2H2O) で構成されています。 平らで半透明の結晶として形成することも、塊状の細粒物質として形成することもできます。 石膏は、部分的に蒸発する堆積環境に関連付けられることがよくあります。
  3. 硬石膏: 硬石膏は、石膏と比較して水分子が少ない硫酸カルシウム鉱物 (CaSO4) です。 これは、石膏が析出する時点を超えて蒸発が続く環境で形成されます。 硬石膏は、結節、層、または巨大な層として発生する可能性があります。
  4. カリ塩: カリとはカリウムを含む塩を指し、いくつかのミネラルがこのカテゴリーに分類されます。 たとえば、シルバイトは、蒸発鉱床で一般的に発生する塩化カリウム鉱物です。 カーナライトは、複雑な塩化物からなる別のカリ鉱物です。
  5. ナイター: ナイター、またはニトラチンは、硝酸ナトリウム (NaNO3) で構成されるミネラルです。 これは、溶解した硝酸塩を含む水の蒸発によって硝酸塩が蓄積する乾燥した環境で形成される可能性があります。
  6. ハイチェア: トロナは炭酸ナトリウム鉱物 (Na3(CO3)(HCO3)・2H2O) で、アルカリ性の塩分湖でよく形成されます。 さまざまな工業プロセスで使用される炭酸ナトリウムの供給源として経済的に重要です。
  7. ホウ酸塩: 一部の蒸発鉱床には、次のようなホウ酸塩鉱物が含まれています。 ホウ砂 (ホウ酸ナトリウム十水和物、Na2B4O7・10H2O)およびウレキサイト(ホウ酸ナトリウムカルシウム水和物、NaCaB5O6(OH)6・5H2O)。 これらのミネラルは、高濃度の環境では沈殿する可能性があります。 ほう素.
  8. エプソマイト(エプソムソルト): エプソマイトは水和硫酸マグネシウム鉱物 (MgSO4・7H2O) で、塩分湖やプラヤでマグネシウムが豊富な水の蒸発によって形成されます。

特定の場所で形成される蒸発物の特定の種類は、水の初期組成、蒸発速度、地域の地質学的条件や気候条件などの要因によって異なります。 蒸発鉱床は多様であり、さまざまな産業や地質研究に重要な影響を及ぼします。

蒸発生成環境

蒸発物は通常、蒸発速度が水の入力速度を超える環境で形成され、溶解ミネラルの濃縮と沈殿が生じます。 蒸発物が形成される一般的な環境は次のとおりです。

  1. 塩水湖:
    • 塩湖、特に乾燥または半乾燥地域の塩湖は、蒸発石の形成に好ましい環境です。 これらの湖からの水が蒸発すると、溶解塩の濃度が増加し、岩塩、石膏、カリ塩などのさまざまな蒸発鉱物が沈殿します。
  2. ビーチ:
    • プラヤは平らで乾燥した地域で、定期的に洪水とその後の蒸発が発生する可能性があります。 プラヤの表面から水が蒸発すると、溶解したミネラルが濃縮され、蒸発堆積物が形成されます。 プラヤは岩塩やその他の塩の形成に関係していることがよくあります。
  3. サブカ語:
    • サブカは、潮の影響を受ける沿岸の低地です。 このような環境では、海水が浅い窪地に浸透する可能性があり、水が蒸発するとミネラルが残ります。 石膏と岩塩はサブカでよく見られる蒸発物です。
  4. 砂漠盆地:
    • 内陸部の砂漠盆地では排水が限られており、蒸発率が高いため、蒸発物が形成されやすくなります。 これらの盆地には一時的な湖や池が含まれる場合があり、これらの湖や池は増水と乾燥を繰り返し、塩の沈殿につながります。
  5. 閉鎖された海路:
    • 閉鎖海路は、外洋との接続が制限されている水域です。 これらの海路の水が孤立し、蒸発が流入を超えると、蒸発鉱物が沈殿する可能性があります。 地中海と紅海は、閉鎖海路で蒸発物が形成された地域の例です。
  6. 表面下の蒸発:
    • 蒸発鉱物は、溶解ミネラルを豊富に含む地下水が地表に上昇して蒸発する地下環境でも形成されることがあります。 このプロセスでできることは、 つながる 洞窟やその他の地下環境での蒸発堆積物の形成に影響します。
  7. 生理食塩水パン:
    • 生理食塩水受け皿は浅くて一時的なくぼみで、溜まった水の蒸発によって塩分が蓄積する可能性があります。 これらの環境は乾燥地域では一般的であり、さまざまな蒸発鉱物の形成に寄与します。
  8. 深い蒸発盆地:
    • 一部の蒸発物は、蒸発速度が顕著な深い盆地で形成されることがあります。 これらの盆地には、古代の海や湖などの大きな水域が含まれる場合があり、そこでは溶解したミネラルの濃縮が長期間にわたって発生します。

これらの設定の特定の条件と環境要因を理解することは、蒸発鉱床の地質史を解釈し、潜在的な経済資源を特定するために重要です。 蒸発岩の形成は、地球のさまざまな地域の過去の気候や地質学的プロセスに関する貴重な情報を提供します。

エバポライトのミネラル

蒸発物は、 堆積岩 水の蒸発による濃縮溶液からのミネラルの沈殿によって形成されます。 元の水の組成、蒸発速度、地域の地質条件などの要因に応じて、蒸発石にはさまざまな鉱物が見つかります。 蒸発石に含まれる一般的な鉱物をいくつか紹介します。

  1. 岩塩(岩塩):
    • 化学式: NaCl (塩化ナトリウム)
    • 特性: 立方晶を形成し、多くの場合、巨大な層または結晶層として発生します。
  2. 石膏:
    • 化学式: CaSO₄・2H₂O(硫酸カルシウム二水和物)
    • 特性: 平らで半透明の結晶を形成することも、塊状で細粒の物質として発生することもあります。 これは一般に、部分的に蒸発が起こっている環境に関連しています。
  3. 硬石膏:
    • 化学式: CaSO₄ (硫酸カルシウム)
    • 特性: 石膏と比べて水分子が少ない。 硬石膏は、白から青まで、さまざまな結晶形と色で発生します。
  4. シルバイト:
    • 化学式: KCl(塩化カリウム)
    • 特性: 蒸発鉱床の一般的な成分であるカリウム含有塩。 岩塩と関連して見られることが多い。
  5. カーナライト:
    • 化学式: KMgCl₃・6H₂O(塩化カリウムマグネシウム六水和物)
    • 特性: カリウムとマグネシウムを含む複合塩化物鉱物。 蒸発鉱床、特にカリ塩が豊富な鉱床でよく見つかります。
  6. ナイター (ニトラチン):
    • 化学式: NaNO₃ (硝酸ナトリウム)
    • 特性: 溶解した硝酸塩を含む水の蒸発により硝酸塩が蓄積する乾燥環境で形成されます。
  7. ホウ砂:
    • 化学式: Na₂B₄O₇・10H₂O (ホウ酸ナトリウム十水和物)
    • 特性: 蒸発堆積物中に形成されるホウ酸塩鉱物。 経済的にも重要であり、さまざまな産業用途があります。
  8. ハイチェア:
    • 化学式: Na₃(CO₃)(HCO₃)・2H₂O (炭酸ナトリウム・重炭酸二水和物)
    • 特性: アルカリ性の塩分湖によく見られます。 Trona は、工業プロセスで使用される炭酸ナトリウムの供給源です。
  9. エプソマイト(エプソムソルト):
    • 化学式: MgSO₄・7H₂O(硫酸マグネシウム七水和物)
    • 特性: 塩水湖やプラヤでマグネシウムが豊富な水の蒸発によって形成される水和硫酸マグネシウム。
  10. ポリハライト:
    • 化学式: K₂Ca₂Mg(SO₄)₄・2H₂O (硫酸カリウム・カルシウム・マグネシウム・二水和物)
    • 特性: カリウム、カルシウム、マグネシウムが含まれています。 蒸発鉱床でよく見られます。

これらの鉱物は、蒸発石シーケンスとして知られる異なる順序で沈殿することが多く、石膏や硬石膏などの溶解性の低い鉱物が最初に形成され、次に岩塩やカリ塩などのより溶解性の高い鉱物が形成されます。 蒸発石の特定の鉱物組成は、蒸発石の形成中に発生した環境条件や地質学的プロセスに関する貴重な情報を提供します。

関与する地質学的プロセス

蒸発物の形成には、主にさまざまな環境からの水の蒸発によって引き起こされるいくつかの地質学的プロセスが関与します。 蒸発岩の形成に関連する主な地質学的プロセスは次のとおりです。

  1. 水の蒸発:
    • 溶液から水が蒸発すると蒸発物が形成され、溶解したミネラルが残ります。 このプロセスは、蒸発速度が水の投入速度を超える乾燥環境または半乾燥環境では重要です。
  2. 溶解ミネラル濃度:
    • 水が蒸発すると、残った水に含まれる溶解ミネラルの濃度が増加します。 この濃縮は、水分子が蒸発によって失われる一方、ミネラルは後に残るために発生します。
  3. 飽和点:
    • 最終的に、水中の溶解ミネラルの濃度は、溶液が過飽和になる点に達します。 これは、水が溶解したミネラルをこれ以上保持できなくなり、これらのミネラルが沈殿することを意味します。
  4. 蒸発シーケンス:
    • 蒸発石の形成プロセスは、多くの場合、蒸発石シーケンスとして知られる一連の鉱物の沈殿に従います。 石膏や硬石膏などの可溶性の低い鉱物が最初に沈殿し、次に岩塩などの可溶性の高い鉱物が沈殿する傾向があります。 この順序は、水が蒸発するにつれて変化するミネラルの溶解度の影響を受けます。
  5. 結節状構造と層状構造:
    • 蒸発石は一般に、小塊状または層状の形成を含む独特の堆積構造を示します。 鉱物の周期的な沈殿の結果として小結節が形成され、蒸発鉱床内に丸い構造が形成されることがあります。
  6. 乾燥亀裂:
    • 水が蒸発し続けると、堆積物が乾燥し、堆積物層に亀裂が形成される可能性があります。 乾燥亀裂は蒸発堆積物によく見られる特徴であり、その形成中の乾燥条件についての洞察を得ることができます。
  7. 塩分蒸散:
    • 場合によっては、特に地下環境では、圧力により塩の層が塑性変形し、ダイヤピルの形で塩の塊が上向きに移動することがあります。 塩の透析として知られるこのプロセスは、上にある岩層に影響を与え、堆積盆地の構造の複雑さに寄与する可能性があります。
  8. 圧縮と石化:
    • 蒸発鉱物が沈殿して蓄積すると、その後の追加の堆積物によって埋もれると圧縮と石化が起こり、緩い堆積物が固体の岩石に変化する可能性があります。
  9. 構造変形:
    • 蒸発物は、地質学的時間スケールにわたってさまざまな構造変形プロセスを受ける可能性があります。 これには、蒸発鉱床の分布や形状に影響を与える可能性のある褶曲、断層、その他の地殻変動プロセスが含まれます。
  10. 周期的堆積:
    • 一部の蒸発岩の形成は周期的な堆積に関連しており、蒸発と淡水の流入が交互に繰り返され、蒸発鉱物やその他の堆積岩の繰り返しの層が形成されます。

これらの地質学的プロセスを理解することは、蒸発鉱床の歴史を解釈し、過去の環境条件を再構築し、これらの地層内の潜在的な経済資源を特定するために重要です。 蒸発岩は、地球の地質学的歴史と気候変動の貴重なアーカイブです。

経済的重要性

蒸発石は、これらの地層中に貴重な鉱物と塩が存在するため、経済的に重要な意味を持っています。 蒸発物の経済的利用はさまざまな産業に広がっており、蒸発物の重要性を高めています。 天然資源。 蒸発物の経済的重要性の重要な側面をいくつか紹介します。

  1. 塩の生産:
    • 岩塩 (岩塩) は、多くの蒸発鉱床の主成分です。 これは塩の生産にとって重要な資源であり、食品加工、化学製造、水処理、冬季の道路の除氷などに応用されています。
  2. カリ採掘:
    • 蒸発鉱床には、シルバイトやカーナライトなどのカリ塩が含まれることがよくあります。 カリは、植物の成長に不可欠な栄養素であるカリウムを供給する重要な農業肥料です。 蒸発物からのカリの採掘と抽出は、世界の農業に大きく貢献しています。
  3. 建材用石膏:
    • もう XNUMX つの一般的な蒸発鉱物である石膏は、建設業界で広く使用されています。 これは、石膏、乾式壁、セメントの製造における重要な成分です。 石膏ベースの製品は、建物、インフラストラクチャー、およびさまざまな建築要素の建設に貢献しています。
  4. 化学工業:
    • 蒸発物はさまざまな化合物の供給源です。 たとえば、トロナから得られる炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウム、またはナイターから得られる硝酸ナトリウムは、洗剤、ガラス、その他の化学製品の製造のため、化学産業で用途があります。
  5. 工業用ホウ酸塩鉱物:
    • ホウ砂などの一部の蒸発鉱床で見つかるホウ酸塩鉱物には、さまざまな産業用途があります。 ホウ酸塩は、グラスファイバー、セラミック、洗剤、難燃剤の製造に使用されます。
  6. 石油とガスの探査:
    • 蒸発堆積物は石油やガスの探査に影響を与える可能性があります。 蒸発物の存在は構造的なトラップを作成し、炭化水素の移動に影響を与える可能性があります。 蒸発石が存在する地域の地質を理解することは、これらの地域での探査を成功させるために不可欠です。
  7. 他の鉱物の採掘:
    • 蒸発鉱床の中には、塩やカリ以外にも経済的に価値のある鉱物が含まれているものもあります。 たとえば、堆積物にはマグネシウム塩が含まれる場合があります。 リチウム、およびその他の特殊鉱物は、さまざまな産業に応用されています。
  8. 淡水化産業:
    • 淡水化産業は、塩水からの塩の抽出に依存しています。 塩分が豊富な蒸発物は、脱塩プロセスで使用される塩の生成源となる可能性があります。
  9. 環境と水処理:
    • 蒸発物は環境管理と水処理に役割を果たします。 たとえば、石膏は、土壌条件の影響を受けた土壌を処理し、その構造と肥沃度を改善するために使用されます。
  10. 古気候研究:
    • 蒸発堆積物は、古気候研究に貴重な情報も提供します。 古代の蒸発石の組成と構造を調べると、過去の気候条件や環境の変化についての洞察が得られます。

要約すると、蒸発岩は重要な地質学的アーカイブであるだけでなく、さまざまな産業、農業、インフラ開発に大きく貢献する貴重な天然資源でもあります。 蒸発物の経済的重要性は、これらの地層の持続可能な管理と探査の必要性を強調しています。

ケーススタディ: 有名な蒸発鉱床

  1. パーミアン盆地 (米国):
    • テキサス州西部とニューメキシコ州南東部に位置するパームアン盆地には、塩 (岩塩) と石膏の厚い連続物を含む広範囲の蒸発鉱床が含まれています。 ウィンク 陥没穴塩層の溶解によって形成された、この地域の注目すべき特徴です。
  2. カイダム盆地 (中国):
    • チベット高原の北東部に位置するカイダム盆地は、広大な塩原と蒸発鉱床で知られています。 中国最大の塩湖の XNUMX つであり、重要な塩の生産源です。
  3. パラドックス ベイスン (米国):
    • コロラド州、ユタ州、ニューメキシコ州、アリゾナ州の一部にまたがるパラドックス盆地は、ペンシルバニア期とペルム紀の蒸発堆積物で有名です。 逆説的なのは、富裕層と富裕層の共存です。 ウラン 蒸発体内の堆積物。
  4. ゼヒシュタイン盆地 (ヨーロッパ):
    • ヨーロッパ、特にドイツとポーランドのゼヒシュタイン盆地には、ペルム紀後期の蒸発岩の厚い層が含まれています。 この盆地は、シルバイトやカーナライトなどのカリ塩の鉱床で有名です。

異常な蒸発岩の形成:

  1. アタカマ砂漠 (チリ):
    • アタカマ砂漠は地球上で最も乾燥した場所の XNUMX つであり、サラールとして知られる広大な塩原が特徴です。 特にアタカマ塩原にはリチウムを豊富に含む蒸発鉱床があり、リチウム生産の重要な供給源となっています。
  2. ダナキルうつ病 (エチオピア):
    • ダナキル盆地は、高温と火山活動で知られる極限環境です。 広大な塩原やカラフルな岩など、ユニークな蒸発岩の形成が見られます。 鉱床。 XNUMX つのプレートが出会うアファール三重ジャンクションは、この地域の地質活動に貢献しています。
  3. 死海 (ヨルダンとイスラエル):
    • 死海 ヨルダンとイスラエルの国境にある超塩分湖です。 ここは世界的に最も塩分濃度の高い水域の XNUMX つであり、岩塩やカーナライトなどの鉱物の厚い層を含む、独特の蒸発鉱床で有名です。 塩分濃度が非常に高いため、人は簡単に水面に浮くことができます。
  4. デビルズ ゴルフ コース (米国カリフォルニア州):
    • にあります 死の谷 国立公園、 悪魔のゴルフコース 岩塩の結晶が露出した珍しい塩田です。 塩の表面はゴツゴツとしていて、ゴルフには難しいと言われているため、この名前が付けられました。
  5. リシャット構造 (モーリタニア):
    • 「サハラの目」としても知られるリシャ構造は、大きな円形の構造を特徴とする顕著な地層です。 本来は蒸発岩ではありませんが、いくつかの蒸発岩層を含む堆積岩の同心円状のリングがあり、これがその独特の外観に貢献しています。

これらのケーススタディと珍しい蒸発石の形成は、蒸発石が見つかる多様な地質環境と、蒸発石が生み出す驚くべき特徴を浮き彫りにします。 これらの各場所では、時間の経過とともにこれらの地層を形成した地質学的歴史と環境条件についての洞察が得られます。