Odpařovače jsou typem sedimentární hornina který se tvoří odpařováním vody a zanechává rozpuštěný minerály a soli. Tyto skály se obvykle skládají z minerálů jako např halit (kamenná sůl), sádra, anhydrita různé draselné soli. Evapority jsou často spojovány se suchým nebo polosuchým prostředím, kde rychlost odpařování převyšuje rychlost srážek.

Definice a vlastnosti:

Evapority jsou charakteristické svým minerálním složením, kterému dominují evaporitové minerály. Některé běžné evaporitové minerály zahrnují:

  1. Halite (kamenná sůl): Chlorid sodný (NaCl) je primární složkou halitu. Tvoří kubické krystaly a běžně se vyskytuje v masivních vrstvách nebo jako krystalické vrstvy v sedimentárních sekvencích.
  2. Sádra: Sádra se skládá z dihydrátu síranu vápenatého (CaSO4·2H2O) a často se tvoří jako ploché, průsvitné krystaly nebo jako masivní, jemnozrnný materiál.
  3. Anhydrit: Tento minerál se skládá ze síranu vápenatého (CaSO4) a ve srovnání se sádrou postrádá molekuly vody. Anhydrit lze nalézt v různých krystalických formách a jeho barva se může pohybovat od bílé po modrou.
  4. Potašové soli: V evaporitu jsou také běžné soli obsahující draslík, jako je sylvit (chlorid draselný) a karnallit (komplexní chlorid). vklady.

Evapority často vykazují výrazné sedimentární struktury, včetně nodulárních nebo krystalických pseudomorfů, vrstvení a v některých případech „solných polštářů“ nebo diapirů, což jsou struktury vytvořené vzestupným pohybem soli kvůli jejímu plastickému chování pod tlakem.

Proces formování:

Vznik evaporitů je úzce svázán s procesem odpařování. V aridních nebo polosuchých prostředích mohou vodní útvary, jako jsou jezera nebo mělká moře, zaznamenat vysokou rychlost odpařování ve srovnání se vstupem sladké vody prostřednictvím srážek nebo přítoku z řek. Jak se voda odpařuje, rozpuštěné minerály a soli se stále více koncentrují. Nakonec se roztok přesytí, což vede k vysrážení minerálů a tvorbě evaporitových usazenin.

Sekvence srážení minerálů se často řídí specifickým vzorem známým jako sekvence evaporitu. V tomto pořadí se nejprve vysrážejí méně rozpustné minerály, jako je sádra a anhydrit, následované rozpustnějšími minerály, jako je halit.

Význam v geologii:

Evapority jsou v geologii velmi důležité z několika důvodů:

  1. Ekonomické zdroje: Mnoho evaporitových ložisek obsahuje cenné minerály a soli, které jsou ekonomicky důležité. Kamenná sůl a potaš jsou například životně důležité zdroje v různých průmyslových odvětvích, včetně chemického, zemědělského a potravinářského průmyslu.
  2. Paleoenvironmentální indikátory: Přítomnost evaporitů v geologickém záznamu poskytuje informace o minulých klimatických podmínkách. Jejich výskyt naznačuje období sucha nebo významného vypařování v historii Země.
  3. Geologické procesy: Evapority hrají roli v geologických procesech, jako je tvorba diapirů, které mohou ovlivnit nadložní vrstvy hornin a přispět k rozvoji určitých strukturních rysů v zemské kůře.
  4. Průzkum ropy a zemního plynu: Ložiska odpařování mohou ovlivnit distribuci a migraci tekutin v zemském podpovrchu, což má dopad na průzkum a těžbu ropy a plynu.

Pochopení vzniku a charakteristik evaporitů je pro geology zásadní při interpretaci minulých environmentálních podmínek a při zkoumání potenciálních ekonomických zdrojů.

Typy odpařovačů

Evapority zahrnují různé minerální složení a různé typy evaporitů se tvoří v závislosti na specifické kombinaci přítomných minerálů. Zde jsou některé běžné typy evaporitů na základě jejich minerálního složení:

  1. Halite (kamenná sůl): Halit je jedním z nejrozšířenějších typů evaporitů a skládá se především z chloridu sodného (NaCl). Často tvoří masivní vrstvy, solné pláně a vrstvy v sedimentárních sekvencích.
  2. Sádra: Sádra je další běžný evaporitový minerál, složený z dihydrátu síranu vápenatého (CaSO4·2H2O). Může se tvořit jako ploché, průsvitné krystaly nebo jako masivní, jemnozrnný materiál. Sádra je často spojována se sedimentárními prostředími, která podléhají částečnému odpařování.
  3. Anhydrit: Anhydrit je minerál síranu vápenatého (CaSO4), který ve srovnání se sádrou postrádá molekuly vody. Tvoří se v prostředí, kde odpařování pokračuje až za bod srážení sádry. Anhydrit se může vyskytovat jako noduly, vrstvy nebo masivní lůžka.
  4. Potašové soli: Potaš označuje soli obsahující draslík a do této kategorie spadá několik minerálů. Sylvit je například minerál chloridu draselného, ​​který se běžně vyskytuje v evaporitových ložiscích. Karnallit je další potašový minerál, který se skládá z komplexního chloridu.
  5. Ledek: Niter neboli nitratin je minerál složený z dusičnanu sodného (NaNO3). Může se tvořit v suchých prostředích, kde se dusičnany hromadí odpařováním vody obsahující rozpuštěné dusičnanové soli.
  6. Vysoká židle: Trona je minerál uhličitanu sodného (Na3(CO3)(HCO3)·2H2O), který se často tvoří v alkalických solných jezerech. Je ekonomicky významný jako zdroj uhličitanu sodného, ​​který se používá v různých průmyslových procesech.
  7. boritany: Některá evaporitová ložiska obsahují boritanové minerály, jako např borax (dekahydrát boritanu sodného, ​​Na2B4O7·10H2O) a ulexit (hydrát boritanu sodnovápenatého, NaCaB5O6(OH)6·5H2O). Tyto minerály se mohou vysrážet v prostředí s vysokou koncentrací boru.
  8. Epsomit (epsomská sůl): Epsomit je hydratovaný minerál síranu hořečnatého (MgSO4·7H2O), který se může tvořit ve slaných jezerech a hrách prostřednictvím odpařování vody bohaté na hořčík.

Konkrétní typy evaporitů, které se v daném místě tvoří, závisí na faktorech, jako je počáteční složení vody, rychlost vypařování a místní geologické a klimatické podmínky. Ložiska evaporitu jsou různorodá a mají důležité důsledky pro různá průmyslová odvětví a geologické studie.

Prostředí vzniku odpařování

Výpary se typicky tvoří v prostředích, kde rychlost vypařování převyšuje rychlost vstupu vody, což vede ke koncentraci a srážení rozpuštěných minerálů. Následují běžná prostředí, kde se mohou tvořit výpary:

  1. Slaná jezera:
    • Slaná jezera, zvláště ta ve vyprahlých nebo polosuchých oblastech, jsou příznivým prostředím pro tvorbu evaporitu. Jak se voda z těchto jezer vypařuje, zvyšuje se koncentrace rozpuštěných solí, což vede k vysrážení různých evaporitových minerálů, jako je halit, sádrovec a potašové soli.
  2. Pláže:
    • Playas jsou ploché, suché oblasti, které mohou zažívat pravidelné záplavy a následné vypařování. Jak se voda vypařuje z povrchu Playa, rozpuštěné minerály se koncentrují a tvoří evaporitové usazeniny. Playas jsou často spojovány s tvorbou halitu a jiných solí.
  3. sabkhové:
    • Sabkhové jsou pobřežní, nízko položené oblasti podléhající vlivu přílivu a odlivu. V těchto prostředích může mořská voda pronikat do mělkých prohlubní a jak se voda odpařuje, zanechávají zde minerály. Sádra a halit jsou běžné evapority nalezené v sabkhách.
  4. Pouštní pánve:
    • Vnitřní pouštní pánve, kde je odvodnění omezené a rychlost odpařování je vysoká, napomáhá tvorbě evaporitů. Tyto pánve mohou obsahovat pomíjivá jezera nebo rybníky, které procházejí cykly plnění a sušení, což vede k vysrážení solí.
  5. Uzavřené námořní cesty:
    • Uzavřené mořské cesty jsou vodní plochy s omezeným spojením s otevřeným oceánem. Když se voda v těchto mořských cestách izoluje a odpařování převýší přítok, mohou se vysrážet minerály z odpařování. Středozemní a Rudé moře jsou příklady regionů, kde se v uzavřených mořských cestách vytvořily evapority.
  6. Podpovrchové odpařování:
    • Minerály z výparů se mohou tvořit také v podpovrchovém prostředí, kde podzemní voda bohatá na rozpuštěné minerály stoupá na povrch a vypařuje se. Tento proces může vést k tvorbě evaporitových usazenin v jeskyních nebo jiných podzemních prostředích.
  7. Salinové pánve:
    • Salinové pánve jsou mělké, dočasné prohlubně, které mohou akumulovat soli odpařováním stojaté vody. Tato prostředí jsou běžná v suchých oblastech a přispívají k tvorbě různých evaporitových minerálů.
  8. Hluboké odpařovací nádrže:
    • Některé evapority se mohou tvořit v hlubokých pánvích, kde je rychlost odpařování významná. Tyto pánve mohou zahrnovat velké vodní plochy, jako jsou starověká moře nebo jezera, kde se koncentrace rozpuštěných minerálů vyskytuje po delší dobu.

Pochopení specifických podmínek a environmentálních faktorů těchto prostředí je klíčové pro interpretaci geologické historie evaporitových ložisek a pro identifikaci potenciálních ekonomických zdrojů. Evaporitové útvary poskytují cenné informace o minulých podnebích a geologických procesech v různých oblastech Země.

Minerály v odparitech

Výparníky jsou sedimentární horniny které vznikají srážením minerálů z koncentrovaných roztoků v důsledku odpařování vody. V evaporitech lze nalézt různé minerály v závislosti na faktorech, jako je složení původní vody, rychlost vypařování a místní geologické podmínky. Zde jsou některé běžné minerály nalezené v evaporitech:

  1. Halite (kamenná sůl):
    • Chemický vzorec: NaCl (chlorid sodný)
    • Charakteristika: Tvoří kubické krystaly, často se vyskytující v masivních ložích nebo jako krystalické vrstvy.
  2. Sádra:
    • Chemický vzorec: CaSO₄·2HXNUMXO (dihydrát síranu vápenatého)
    • Charakteristika: Může tvořit ploché, průsvitné krystaly nebo se vyskytovat jako masivní, jemnozrnný materiál. Je běžně spojován s prostředím, kde dochází k částečnému odpařování.
  3. Anhydrit:
    • Chemický vzorec: CaSO₄ (síran vápenatý)
    • Charakteristika: Ve srovnání se sádrou chybí molekuly vody. Anhydrit se může vyskytovat v různých krystalických formách a barvách, od bílé po modrou.
  4. Sylvite:
    • Chemický vzorec: KCl (chlorid draselný)
    • Charakteristika: Draselná sůl, která je běžnou součástí evaporitových usazenin. Často se vyskytuje ve spojení s halitem.
  5. karnallit:
    • Chemický vzorec: KMgCl₃·6HXNUMXO (hexahydrát chloridu draselného a hořečnatého)
    • Charakteristika: Komplexní chloridový minerál obsahující draslík a hořčík. Často se vyskytuje v evaporitových ložiscích, zejména těch bohatých na potašové soli.
  6. Niter (Nitratin):
    • Chemický vzorec: NaNO₃ (dusičnan sodný)
    • Charakteristika: Tvoří se v suchých prostředích, kde se dusičnany hromadí odpařováním vody obsahující rozpuštěné dusičnanové soli.
  7. borax:
    • Chemický vzorec: Na₂B₄O10·XNUMXHXNUMXO (dekahydrát boritanu sodného)
    • Charakteristika: Boritanový minerál, který se může tvořit v evaporitových ložiscích. Je ekonomicky významný a má různé průmyslové aplikace.
  8. Vysoká židle:
    • Chemický vzorec: Na2(COXNUMX)(HCOXNUMX)·XNUMXHXNUMXO (uhličitan sodný/dihydrát hydrogenuhličitanu)
    • Charakteristika: Běžný v alkalických, slaných jezerech. Trona je zdrojem uhličitanu sodného používaného v průmyslových procesech.
  9. Epsomit (epsomská sůl):
    • Chemický vzorec: MgSO₄·7HXNUMXO (heptahydrát síranu hořečnatého)
    • Charakteristika: Hydratovaný síran hořečnatý, který se tvoří ve slaných jezerech a hrách prostřednictvím odpařování vody bohaté na hořčík.
  10. Polyhalit:
    • Chemický vzorec: K2Ca₂Mg(SOXNUMX)₄·XNUMXHXNUMXO (Dihydrát síranu draselno-vápenato-hořečnatého)
    • Charakteristika: Obsahuje draslík, vápník a hořčík. Běžně se vyskytuje v evaporitových usazeninách.

Tyto minerály se často srážejí v odlišných sekvencích, známých jako evaporitová sekvence, přičemž nejprve se tvoří méně rozpustné minerály, jako je sádra a anhydrit, následované rozpustnějšími minerály, jako je halit a potašové soli. Specifické minerální složení evaporitů poskytuje cenné informace o podmínkách prostředí a geologických procesech, ke kterým při jejich vzniku došlo.

Zapojené geologické procesy

Vznik evaporitů zahrnuje několik geologických procesů, které jsou primárně poháněny odpařováním vody z různých prostředí. Zde jsou klíčové geologické procesy spojené s tvorbou evaporitů:

  1. Odpařování vody:
    • Výpary se tvoří, když se voda odpařuje z roztoku a zanechávají za sebou rozpuštěné minerály. Tento proces je kritický v suchých nebo polosuchých prostředích, kde rychlost odpařování překračuje rychlost vstupu vody.
  2. Koncentrace rozpuštěných minerálů:
    • Jak se voda odpařuje, zvyšuje se koncentrace rozpuštěných minerálů ve zbývající vodě. K této koncentraci dochází, protože molekuly vody se ztrácejí odpařováním, zatímco minerály zůstávají.
  3. Bod nasycení:
    • Nakonec koncentrace rozpuštěných minerálů ve vodě dosáhne bodu, kdy se roztok stane přesyceným. To znamená, že voda již nemůže pojmout žádné další rozpuštěné minerály, což vede k vysrážení těchto minerálů.
  4. Sekvence odpařování:
    • Proces tvorby evaporitu často sleduje sekvenci srážení minerálů, známou jako sekvence evaporitu. Méně rozpustné minerály jako sádra a anhydrit mají tendenci se vysrážet jako první, následované více rozpustnými minerály jako halit. Tato sekvence je ovlivněna měnící se rozpustností minerálů, jak se voda odpařuje.
  5. Nodulární a vrstvené struktury:
    • Evapority běžně vykazují výrazné sedimentární struktury, včetně nodulárních nebo vrstevnatých útvarů. V důsledku periodického srážení minerálů se mohou tvořit uzliny, které vytvářejí zaoblené struktury uvnitř evaporitového ložiska.
  6. Praskliny při sušení:
    • Jak se voda dále odpařuje, sediment může podléhat vysychání, což vede k tvorbě trhlin v sedimentárních vrstvách. Vysychavé trhliny jsou běžnými rysy u evaporitových usazenin a mohou poskytnout pohled na podmínky vysychání během jejich tvorby.
  7. solný diapirismus:
    • V některých případech, zejména v podpovrchovém prostředí, mohou vrstvy soli podléhat plastické deformaci v důsledku tlaku, což vede k pohybu solných mas ve formě diapirů směrem nahoru. Tento proces, známý jako solný diapirismus, může ovlivnit nadložní vrstvy hornin a přispět ke strukturální složitosti sedimentárních pánví.
  8. Zhutnění a litifikace:
    • Jakmile se evaporitové minerály vysrážejí a nahromadí, může následné pohřbení dalšími sedimenty vést ke zhutnění a litifikaci, přeměně uvolněného sedimentu na pevnou horninu.
  9. Strukturální deformace:
    • Evapority mohou být vystaveny různým strukturním deformačním procesům v průběhu geologických časových měřítek. To zahrnuje vrásnění, zlomy a další tektonické procesy, které mohou ovlivnit distribuci a geometrii evaporitových ložisek.
  10. Cyklická depozice:
    • Některé evaporitové formace jsou spojeny s cyklickou depozicí, kde střídající se periody vypařování a přísunu sladké vody vytvářejí opakující se vrstvy evaporitových minerálů a dalších sedimentárních hornin.

Pochopení těchto geologických procesů je klíčové pro interpretaci historie evaporitových ložisek, rekonstrukci minulých environmentálních podmínek a identifikaci potenciálních ekonomických zdrojů v těchto formacích. Evapority jsou cennými archivy geologické historie Země a klimatických změn.

Ekonomický význam

Evapority mají značný ekonomický význam díky přítomnosti cenných minerálů a solí v těchto formacích. Ekonomické využití evaporitů se rozšiřuje v různých průmyslových odvětvích, což je činí důležitými přírodní zdroje. Zde jsou některé klíčové aspekty ekonomického významu evaporitů:

  1. Výroba soli:
    • Halit (kamenná sůl) je hlavní složkou mnoha evaporitových ložisek. Je to klíčový zdroj pro výrobu soli, která má využití v potravinářském průmyslu, chemické výrobě, úpravě vody a odmrazování silnic v zimě.
  2. Těžba potaše:
    • Ložiska evaporitu často obsahují potašové soli, jako je sylvit a karnallit. Potaš je životně důležité zemědělské hnojivo, které dodává draslík, základní živinu pro růst rostlin. Těžba a těžba potaše z evaporitů významně přispívá ke globálnímu zemědělství.
  3. Sádra pro stavební materiály:
    • Sádra, další běžný evaporitový minerál, je široce používán ve stavebnictví. Je klíčovou součástí při výrobě sádry, sádrokartonu a cementu. Výrobky na bázi sádry přispívají ke stavbě budov, infrastruktury a různých architektonických prvků.
  4. Chemický průmysl:
    • Evapority jsou zdrojem různých chemických sloučenin. Například uhličitan sodný a hydrogenuhličitan sodný získaný z trona nebo dusičnan sodný z nitru mají uplatnění v chemickém průmyslu pro výrobu detergentů, skla a dalších chemických produktů.
  5. Boritanové minerály pro průmyslové použití:
    • Boritanové minerály nalezené v některých evaporitových ložiscích, jako je borax, mají různé průmyslové aplikace. Boritany se používají při výrobě skelných vláken, keramiky, detergentů a zpomalovačů hoření.
  6. Průzkum ropy a zemního plynu:
    • Ložiska odpařené vody mohou ovlivnit těžbu ropy a zemního plynu. Přítomnost evaporitů může vytvářet strukturální pasti a ovlivnit migraci uhlovodíků. Pro úspěšný průzkum v těchto oblastech je nezbytné porozumět geologii oblastí s výpary.
  7. Těžba ostatních nerostů:
    • Některá evaporitová ložiska obsahují kromě soli a potaše ekonomicky cenné minerály. Depozita mohou například obsahovat hořečnaté soli, lithiuma další speciální minerály, které mají uplatnění v různých průmyslových odvětvích.
  8. Odsolovací průmysl:
    • Odsolovací průmysl spoléhá na extrakci soli ze slané vody. Evapority, které jsou bohaté na sůl, mohou být potenciálním zdrojem pro výrobu soli používané v procesech odsolování.
  9. Životní prostředí a úprava vody:
    • Odpařované látky mohou hrát roli v environmentálním managementu a úpravě vody. Sádra se například používá k ošetření půdy postižené sodíkovými podmínkami, ke zlepšení její struktury a úrodnosti.
  10. Paleoklimatické studie:
    • Ložiska evaporitu také poskytují cenné informace pro paleoklimatické studie. Zkoumání složení a struktury starověkých evaporitů může přinést pohled na minulé klimatické podmínky a změny životního prostředí.

Stručně řečeno, evapority nejsou pouze nezbytnými geologickými archivy, ale také cennými přírodními zdroji, které významně přispívají k rozvoji různých průmyslových odvětví, zemědělství a infrastruktury. Ekonomický význam evaporitů podtrhuje potřebu udržitelného řízení a průzkumu těchto geologických formací.

Případové studie: Slavná naleziště odpařováním

  1. Permská pánev (Spojené státy americké):
    • Permská pánev, která se nachází v západním Texasu a jihovýchodním Novém Mexiku, obsahuje rozsáhlá evaporitová ložiska, včetně silných sekvencí soli (halitu) a sádry. Wink Závrtné otvory, které vznikly v důsledku rozpouštění solných vrstev, jsou v této oblasti pozoruhodné.
  2. Qaidam Basin (Čína):
    • Pánev Qaidam, která se nachází v severovýchodní části Tibetské náhorní plošiny, je známá svými rozsáhlými solnými pláněmi a evaporitovými ložisky. Je to jedno z největších solných jezer v Číně a je významným zdrojem produkce soli.
  3. Paradox Basin (Spojené státy americké):
    • Paradox Basin, zahrnující části Colorada, Utahu, Nového Mexika a Arizony, je známý svými evaporitovými ložisky z pensylvánského a permského období. Paradoxním aspektem je soužití bohatých uran usazeniny v evaporitech.
  4. Zechsteinská pánev (Evropa):
    • Zechsteinská pánev v Evropě, zejména v Německu a Polsku, obsahuje silné vrstvy evaporitů z období pozdního permu. Tato pánev je známá svými nalezišti potašových solí, včetně sylvitu a karnallitu.

Neobvyklé odpařené formace:

  1. Poušť Atacama (Chile):
    • Poušť Atacama je jedním z nejsušších míst na Zemi a nabízí rozsáhlé solné pláně známé jako salars. Zejména Salar de Atacama obsahuje evaporitová ložiska bohatá na lithium, což z něj činí významný zdroj pro výrobu lithia.
  2. Danakilská deprese (Etiopie):
    • Danakilská proláklina je extrémní prostředí známé svými vysokými teplotami a vulkanickou činností. Nachází se zde jedinečné evaporitové útvary, včetně rozlehlých solných plání a barev Ložiska nerostných surovin. Afarský trojitý spoj, kde se setkávají tři tektonické desky, přispívá ke geologické aktivitě v regionu.
  3. Mrtvé moře (Jordánsko a Izrael):
    • Mrtvé moře je hypersolné jezero, které hraničí s Jordánskem a Izraelem. Je to jedna z nejslanějších vodních ploch na světě a je známá svými unikátními evaporitovými usazeninami, včetně silných vrstev halitu a minerálů, jako je karnallit. Obsah soli je tak vysoký, že lidé mohou bez námahy plavat na hladině.
  4. Devil's Golf Course (Kalifornie, USA):
    • Nacházející se v Údolí smrti Národní park, ďábelské golfové hřiště je neobvyklá solná pánev s odkrytými krystaly halitové soli. Solný povrch je tak členitý a ostrý, že se o něm říká, že je náročný na golf, odtud název.
  5. Richatova struktura (Mauritánie):
    • Struktura Richat, známá také jako „Oko Sahary“, je prominentní geologická formace s velkou kruhovou strukturou. Ačkoli to není primárně evaporitová formace, má soustředné prstence sedimentárních hornin, včetně některých evaporitových vrstev, které přispívají k jeho jedinečnému vzhledu.

Tyto případové studie a neobvyklé formace evaporitů zdůrazňují rozmanitá geologická prostředí, ve kterých lze evapority nalézt, a mimořádné rysy, které mohou vytvořit. Každé z těchto míst nabízí pohled na geologickou historii a podmínky prostředí, které formovaly tyto útvary v průběhu času.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKYDalší od autora