증발석

Evaporite
이스라엘 사해에서 할라이트 덩어리가 증발한 자갈(규모는 이스라엘 1달러 동전[직경 18mm])

증발산염(/ɪvvæpəˌraraɪt/)은 수용성 퇴적물 광물 침전물로, 수용액에서 증발하여 농도와 결정화에서 비롯된다.[1]증발산 퇴적물은 해양 퇴적물이라고도 할 수 있는 해양과 호수 등 수역의 입구에서 발견되는 비해상 등 두 종류가 있다.기화석은 퇴적암으로 간주되며 화학적 퇴적물에 의해 형성된다.

증발암 형성

표면과 대수층에 있는 모든 물체는 용해된 염분을 포함하고 있지만, 미네랄이 침전되기 위해서는 물이 대기 중으로 증발해야 한다.이를 위해 수체는 이 환경으로 유입되는 물이 증발 순 속도 이하로 유지되는 제한된 환경으로 진입해야 한다.이것은 보통 제한된 물의 투입으로 작은 분지를 먹는 건조한 환경이다.증발이 일어나면 남은 물은 소금으로 농축되고, 물이 과포화되면 침전한다.

증발기 퇴적 환경

해양 기화석

무수화물

해양 증발은 더 두꺼운 퇴적물을 가지고 있는 경향이 있고 대개 더 광범위한 연구의 초점이 된다.[2]그들은 또한 증발 시스템을 가지고 있다.과학자들이 실험실에서 바닷물을 증발시킬 때, 그 광물들은 1884년 우시글리오에 의해 처음 증명된 정해진 순서대로 축적된다.[2]실험의 첫 단계는 원래 수심의 약 50%가 남아 있을 때 시작된다.이때 경미한 탄산가스가 형성되기 시작한다.[2]순서의 다음 단계는 실험이 원래 수준의 약 20%로 남겨질 때 발생한다.이때 광물 석고가 형성되기 시작하고, 그 다음 10%의 할라이트(halite)[2]가 뒤따르며, 증발하지 않는 탄산염 광물을 제외한다.일반적으로 해양 증발물의 가장 대표적인 것으로 간주되는 광물은 석회석, 석회석 및 무수석, 할라이트, 실바이트, 카르날라이트, 랭비나이트, 폴리할라이트, 카이나이트 등이다.키세라이트(MgSO4)도 포함될 수 있는데, 이는 종종 전체 콘텐츠의 4% 미만을 차지하게 된다.[2]그러나, 증발한 퇴적물에서 발견된 약 80개의 다른 광물들이 있다(Stewart, 1963; Warren, 1999).[2] 비록 중요한 암석 형성자로 간주될 만큼 흔하지만.

비마린성 증발물

비해양성 증발물은 일반적으로 해양 환경에서 흔히 볼 수 없는 광물로 구성된다. 왜냐하면 일반적으로 비해양성 증발물이 있는 물은 해양 환경에서 발견되는 것과 다른 화학 원소의 비율을 가지고 있기 때문이다.[2]이러한 퇴적물에서 발견되는 일반적인 광물로는 블뢰다이트, 붕사, 엡소마이트, 게일루사이트, 글라우베라이트, 미라빌라이트, 테아르다이트, 트로나이트 등이 있다.비마린 퇴적물은 할라이트, 석고, 무수 등도 포함할 수 있으며, 해양 퇴적물에서 나온 것은 아니지만 경우에 따라서는 이러한 광물들이 지배하기도 한다.그러나, 이것은 비 해양 퇴적물을 덜 중요하게 만들지 않는다; 이러한 퇴적물은 종종 과거의 지구 기후로 그림을 그리는데 도움을 준다.어떤 특정한 예금은 심지어 중요한 지질학적, 기후적 변화를 보여준다.이 예금들은 또한 오늘날의 경제에 도움이 되는 중요한 광물들을 포함할지도 모른다.[3]축적되는 두터운 비마린 퇴적물은 증발률이 유입률을 초과하는 곳, 그리고 충분한 수용성 공급량이 있는 곳을 형성하는 경향이 있다.유입은 또한 밀폐된 유역, 즉 유출이 제한된 유역에서 발생해야 하므로 침전물이 호수나 다른 입구에서 웅덩이와 형성을 할 시간이 있다.[3]이것의 주요 예는 "살린 호수 퇴적물"[3]이라고 불린다.염수호에는 연중 내내 있는 호수인 다년생호수, 특정 계절에만 나타나는 플레이아호수, 간헐적으로 또는 연중 내내 서 있는 수역을 규정하는 데 사용되는 기타 용어가 포함된다.현대적인 비 해양 퇴적 환경의 예로는 요르단과 이스라엘 사이에 있는 유타의 그레이트 솔트 호와 사해가 있다.

상기 조건을 충족하는 증발기 퇴적 환경은 다음과 같다.

  • 아열대 또는 열대 환경에서 제한적인 강물 배수 방식으로 공급되는 대륙 균열 환경 내의 그래벤 영역 및 반 그라벤
  • 제한된 해양 입력에 의해 공급되는 해양 균열 환경의 그랩엔 환경, 궁극적으로는 격리 및 증발로 이어진다.
    • 예로는 홍해, 요르단과 이스라엘의 사해가 있다.
  • 순간적인 배수로가 공급되는 온대 온대 온대 온대 온대 온대 내부 배수 분지
  • 지하수에 의해 독점적으로 공급되는 비바진 영역은 예술적 해역에서 유출된다.
  • 퇴행성 해양 환경의 제한된 해안 평야
  • 매우 건조한 환경에 공급되는 배수 분지
    • 그 예로는 칠레 사막, 사하라 사막의 일부 지역, 나미브가 있다.

가장 중요한 것으로 알려진 증발 가스 침전물은 지중해 유역에서 일어난 메시니아 염분 위기 동안에 일어났다.

증발기성형성

유타 남서부 카르멜 포메이션의 쥬라기 바위에 할라이트 주조한 호퍼 크리스털

증발산염은 완전히 할라이트 소금으로 구성될 필요는 없다.사실, 대부분의 증발석 형성은 몇 퍼센트 이상의 증발석 광물을 포함하고 있지 않으며, 나머지는 더 전형적인 디트리탈 클라스틱 암석과 탄산수로 구성되어 있다.증발석 형성의 예로는 동유럽과 서아시아에서 증발석 유황의 발생이 있다.[4]

어떤 형상이 증발성으로 인식되기 위해서는 단순히 할로윈 유사성형, 증발산 광물의 일부 비율로 구성된 시퀀스, 진흙 균열 질감 또는 기타 질감의 인식이 필요할 수 있다.

경제적 중요성

증발산염은 광물학, 물리적 특성, 지표면 내에서의 행동 때문에 경제적으로 중요하다.

메탄라이트 광물, 특히 질산염 광물은 페루와 칠레에서 경제적으로 중요하다.질산염 광물은 종종 비료와 폭발물 생산에 사용하기 위해 채굴된다.

두꺼운 할라이트 퇴적물은 지질학적 안정성, 예측 가능한 공학 및 물리적 행동, 지하수에 대한 불침투성 때문에 핵폐기물 처리에 중요한 장소가 될 것으로 예상된다.

할라이트 형성은 석유 매장량을 포획하기에 이상적인 장소를 생산하는 디아피르를 형성하는 능력으로 유명하다.

할라이트 퇴적물은 종종 소금으로 사용하기 위해 채굴된다.

주요 증발 광물군

석회석

이것은 해양 증발암을 형성하는 미네랄을 보여주는 도표인데, 그것들은 보통 이런 종류의 퇴적물에서 나타나는 가장 흔한 미네랄이다.

미네랄 클래스 광물명 케미컬처
염소산염 할라이트 NaCl
실바이트 KCl
카르날라이트 KMgCl3 · 6 H2O
카이나이트 KMg(SO4)Cl · 3 H2O
황산염 무수화물 CaSO4
석고 CaSO4 · 2 H2O
키세라이트 MgSO4 · H2O
랑베이나이트 K2Mg2(SO4)3
폴리할라이트 K2Ca2Mg(SO4)6 · H2O
탄산염 돌로마이트 CaMg(CO3)2
석회석 CaCO3
마그나이트 MgCO3
한크사이트, NaK22(SO43)92Cl, 탄산염과 황산염 모두 몇 안 되는 미네랄 중 하나이다.

증발산 미네랄은 물에 대한 농도가 더 이상 용해물로 존재할 수 없는 수준에 도달했을 때 침전되기 시작한다.

광물은 용해성의 역순으로 용해에서 침전되어 바닷물로부터의 강수 순서는 다음과 같다.

  1. 칼카이트(CaCO3) 및 돌로마이트(CaMg(CO3))2
  2. 석고(CaSO4 · 2 HO2)와 무수(CaSO4)이다.
  3. 할라이트(즉, 보통염, NaCl)
  4. 칼륨 및 마그네슘 염

바닷물 침수에 의해 형성된 암석의 풍부함은 위에서 주어진 강수량과 같은 순서다.따라서 석회석(칼슘)과 돌로마이트가 석회석(석회석)보다 더 흔해 칼륨이나 마그네슘염보다 더 흔하다.

증발한 개체는 또한 그 형성의 조건과 특성을 조사하기 위해 실험실에서 쉽게 재분배할 수 있다.

타이탄에서 가능한 증발 가스

위성 관측과[5] 실험실 실험에서[6] 나온 최근의 증거는 토성의 가장 큰 위성인 타이탄 표면에 증발석이 존재할 가능성이 있다는 것을 시사한다.타이탄은 바다 대신 아세틸렌과 같은 많은 수용성 탄화수소를 가진 액체 탄화수소(주로 메탄)의 호수와 바다를 수용하고 있으며,[7] 용액에서 증발할 수 있다.증발산 퇴적물은 주로 호수의 해안선을 따라 타이탄 표면의 넓은 지역을 덮거나 지구상의 소금 팬에 해당하는 고립된 분지(라쿠나에)에 있다.[8]

참고 항목

참조

인용구

  1. ^ Jackson, Julia A. (1997). Glossary of Geology (4th ed.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute.
  2. ^ a b c d e f g Boggs, S, 2006, 침전물학 및 성층학 원리(4차 개정), Pearson Fatherice Hall, Upper Saddle River, NJ, 662 p.
  3. ^ a b c Melvin, J. L. (ed) 1991, 증발 가스, 석유 및 광물 자원; 암스테르담 엘스비에
  4. ^ C. 마이클 호건, 2011년유황. 지구 백과사전, 에드. A.조르겐센과 C.J.클리블랜드, National Council for Science and Environment, Washington DC 2012년 10월 28일 웨이백 머신에 보관
  5. ^ Barnes, Jason W.; Bow, Jacob; Schwartz, Jacob; Brown, Robert H.; Soderblom, Jason M.; Hayes, Alexander G.; Vixie, Graham; Le Mouélic, Stéphane; Rodriguez, Sebastien; Sotin, Christophe; Jaumann, Ralf (2011-11-01). "Organic sedimentary deposits in Titan's dry lakebeds: Probable evaporite". Icarus. 216 (1): 136–140. Bibcode:2011Icar..216..136B. doi:10.1016/j.icarus.2011.08.022. ISSN 0019-1035.
  6. ^ Czaplinski, Ellen C.; Gilbertson, Woodrow A.; Farnsworth, Kendra K.; Chevrier, Vincent F. (2019-10-17). "Experimental Study of Ethylene Evaporites under Titan Conditions". ACS Earth and Space Chemistry. 3 (10): 2353–2362. arXiv:2002.04978. Bibcode:2019ECS.....3.2353C. doi:10.1021/acsearthspacechem.9b00204. S2CID 202875048.
  7. ^ Singh, S.; Combe, J. -Ph.; Cordier, D.; Wagner, A.; Chevrier, V. F.; McMahon, Z. (2017-07-01). "Experimental determination of acetylene and ethylene solubility in liquid methane and ethane: Implications to Titan's surface". Geochimica et Cosmochimica Acta. 208: 86–101. Bibcode:2017GeCoA.208...86S. doi:10.1016/j.gca.2017.03.007. ISSN 0016-7037.
  8. ^ MacKenzie, S. M.; Barnes, Jason W. (2016-04-05). "Compositional Similarities and Distinctions Between Titan's Evaporitic Terrains". The Astrophysical Journal. 821 (1): 17. arXiv:1601.03364. Bibcode:2016ApJ...821...17M. doi:10.3847/0004-637x/821/1/17. ISSN 1538-4357.

원천