سنگ های تبخیری

مهنیا

عضو جدید
سنگ هاي تبخيري متشكل از كاني هاي تبخيري(Evaporites Minerals) هستند كه در اثر فرايندهاي شيميايي از آب هاي اشباع يا نزديك اشباع توسط تبخير خورشيدي(Solar evaporation) حاصل مي گردند. با توجه به اين تعريف اين سنگ ها را محدود به سطح زمين مي كنند؛ ليکن Warren اعتقاد دارد كه اين تبخيري ها اوليه اند و انواعي كه در اعماق تشكيل ميشوند ثانويه مي باشند.

تبخيري ها معمولاً به صورت سنگ پوشش مخازن هيدروكربني مي باشند يا بر اثر دياپيريسم نمكي تله هاي ساختماني را تشكيل مي دهند. همچنين اين سنگها در مطالعات آب و هواي قديمي مفيد هستند زيرا آن ها معمولاً به نواحي خشك با عرض جغرافيايي پائين محدود مي شوند. معروفترين كاني هاي تبخيري عبارتند از هاليت، سيلويت، كارناليت، انيدريت، ژيپس، تنارديت، ميرابليت، ترونا، گلوبريت و ...


بنا به نظر وسيلگليو، هنگامي كه آب دريا در حدود 19 درصد از حجم اوليه اش تبخير شده باشد، ژيپس رسوب مي كند و هنگامي كه حجم تا 5/9 درصد كاهش يابد، هاليت يا نمك طعام ظاهر مي شود. تداوم تبخير كاني هاي منيزيم و پتاسيم را توليد مي كند. كاني هاي تبخيري را دو گروه اصلي تقسيم مي كنند:

1- كربنات هاي آلكالي خاكي شامل آراگونيت، كلسيت، دولوميت، كلسيت كم و پرمنيزيم.
2- نمك هاي تبخيري شامل ژيپس، انيدريت، هاليت، ترونا و كارناليت.

در يك محيط مساعد اولين گروه شكل گرفته كربنات ها هستند و ابتدا آراگونيت تشكيل مي شود؛ لذا غلظت Ca پائين آمده و Mg بالا مي رود و شرايط براي تشكيل كلسيت پر Mg فراهم مي شود. سپس كلسيت كم منيزيم و در انتها كربناتها، دولوميت به صورت نادر ايجاد مي شوند(اوليه).
بعد از كربنات ها، نمك هاي تبخيري ايجاد مي شوند كه در بين آنها ژيپس ابتدا ايجاد مي شود و سپس كلرورها تشكيل مي شوند. بر اين اساس مي توان گفت كاني هاي كربناته آلكالي عمدتاً اوليه اند و دسته دوم ثانويه بوده، در اعماق تشكيل مي شوند.

ژيپس و انيدريت ممكن است در سطح زمين، زير آب و در خشكي رسوب كنند، با اين وجود در هنگام دفن تا اعماق بيش از چند صدمتر، تمام CaSo4 موجود به صورت انيدريت است و معمولاً در هنگام بالا آمدن انيدريت به ژيپس تبديل مي شود. بيشتر مطالعات ژيپس- انيدريت نشان داده است كه فاز پايداري به وسيله آكتيويته آب و درجه حرارت تعيين مي گردد.

از نظر پتروگرافي ژيپس داراي برجستگي پائين و بيرفرنژانس ضعيف بوده و به سيستم بلوري منوكلينيك تعلق دارد،
انيدريت داراي بيرفرنژانس متوسط، برجستگي بالاتر بوده و در سيستم بلوري اورتورمبيك متبلور مي شود.
تبخيريها در اثر تبخير آب هاي اشباع از كاتيون ها و آنيون ها(شورابه ها) بوجود مي آيند. يون هاي مهم موجود در شورابه ها Na+ , Cl- , So4 2- , Mg2+ , Ca2+ , K+ , Co3 2- , Hco3 مي باشد.



به طور كلي سه نوع شورآب(Brine) در نظر گرفته مي شود:

1- Marine Brines (دريائي)

به طور كلي اگر غلظت اين كاتيون ها يا آنيون ها در آب دريا به دو برابر وضعيت فعلي درياها(60-40 در هزار) و چگالي آب دريا به g/cc 10/1 برسد كربنات كلسيم به صورت آراگونيت شروع به تشكيل مي كند. اگر غلظت شوراب به 5 برابر وضعيت فعلي درياها(160-130 در هزار) و چگالي آب دريا به g/cc 13/1 برسد، ژيپس گسترش مي يابد. اگر غلظت شوراب به 12-10 برابر وضعيت فعلي برسد و چگالي آب دريا به g/cc 16/1 برسد هاليت ته نشين مي شود.
بعد از نهشته شدن NaCl اگر غلظت آب دريا به 90-70 برابر وضعيت فعلي و چگالي به g/cc 3/1 برسد بسته به شرايط K2So4 , MgSo4 , KCl , MgCl2 بوجود مي آيد.

2- Non-Marine Brines (غيردريائي)

تركيب سنگ بستر آبخيز، غلظت كاتيون ها و آنيون ها را كنترل مي كند. معمولاً عبور از سنگهاي كربناته باعث افزايش -CO3 2 و HCO3 -2 مي شود. عبور از سنگهاي دولوميتي باعث افزايش Mg ، عبور از سنگ هاي آذرين و متامورفيك باعث افزايش غلظت HCO3 -2 , Mg2+ , Si4+ , Na+ , Ca2+ مي شود. عبور از سنگهاي بازيك و اولترا بازيك باعث افزايش Mg و HCO3 -2 مي گردد.
در محيط هاي غير دريايي 5 نوع شوراب تشخيص داده شده است:
1- Ca-Mg-Na- (K)-Cl
2- Na- Ca -So4-Cl
3- Mg-Na- (Ca)-So4-Cl
4- Na-Co3- Cl
5- Na-Co3-So4-Cl

كه با توجه به تركيب اوليه و تركيب سنگ بستر احتمال ايجاد و پيمودن يكي از اين مسيرها وجود دارد.

3- Mixed Marine-Nonmarine Brines (مختلط)

از جمله اين محيط ها مي توان به محيط هاي دريائي كه حاشيه آنها را گسل تعيين مي كند، سواحلي كه آب شور و شيرين وارد آن مي شود، محيط هاي دريائي كه تحت تأثير رسوبات بادي قرار گرفته اند و ... اشاره كرد.


محيط تشكيل تبخيري ها:

بهترين تقسيم بندي موجود در موردتبخيري ها براساس محيط تشكيلشان صورت گرفته است.
1- محيط هاي دريائي
2- غيردريائي

در انواع محيط هاي دريائي شامل زير محيط هاي متعددي است:

الف- منطقه Lower Supratidal كه از مشخصه هاي تبخيري هاي گسترش يافته در آن،

1- گسترش ژيپس بعلاوه توده هاي سيانوباكتري
2- لايه هاي Gypsum mush حالتي كه ژيپس نه حالت مايع و نه حالت جامد دارد.

ب- منطقه Middle supratidal، ژيپس + انيدريت وجود دارد و چون تبخير شديدتر است گاهي ژيپس به انيدريت تبديل مي شود كه بافت Chicken wire(لانه مرغي) در آن ها ديده مي شود. در عمق ممكن است لايه هاي Gypsum mush وجود داشته باشد. گسترش Halite Ephemeral(هاليت به صورت فصلي) وجود دارد. وقتي تبخير شديد است كلسيت نهشته شده، غلظت Mg بالا رفته، شرايط براي تشكيل دولوميت ايجاد مي شود لذا تشكيل دولوميت يكي ديگر از مشخصه هاي آنهاست.

ج- Upper Supratidal، انيدريت فراوانتر و ژيپس كمتر است و همان حالت توري لانه مرغي در آن وجود دارد.

د- منطقه Saltern، بعد از منطقه اينترتايدال به سمت دريا پشته اي است كه به علت اين پشته آب كم عمق است و تبخيري ها در آن شكل مي گيرد و تحت تأثير شوراب هاي دريايي و غيردريايي است.
اگر بر روي Saltern رسوبات mud flat وجود داشته باشد نشان دهنده پائين رفتن نسبي سطح دريا(relative sea level fall) است بنابراين مطالعه توالي هاي تشكيل شده در اين جا در پي بردن به تغييرات سطح آب دريا كمك زيادي مي باشد.

هـ - از ديگر مناطق تشكيل تبخيري ها منطقه Slope است. از مشخصه هاي بارز اين تبخيري ها حالت Slumping و اينتراكلست تبخيري هاست.

و - با تبخير تبخيريهاي گسترش يافته در منطقه Basin، غلظت كاتيون ها و آنيون ها بالا رفته و در سطح تبخيري به صورت ذراتي به بستر مي ريزند(به صورت پلاژيك) كه همراه آنها لامينه هاي سولفات، لامينه هاي كربنات+مواد آلي و گاهي ساخت Slumping مشاهده مي شود. آثار فسيلي(Trace fossil) نيز ديده مي شود.

محيط هاي غيردريائي Continental Evaporites:

محيط هاي غيردريائي شامل:

- درياچه شوردايمي مانند درياچه اروميه- نمك يوتا - بحرالميت
- درياچه موقت يا پلايا مانند دره نمكي – دره مرگ – حوض سلطان – قم – مهارلو

از معروفترين اين محيط ها پلاياست كه از دو زير منطقه تشكيل مي شود:


- Mud flat: تحت تأثير پلايا و هم آبهاي شيرين است. نوع كاني هايي كه در Mud flat شكل مي گيرد به نوع آب موجود بستگي دارد. ژيپس از فراوانترين كاني هاست.
- Playa: در منطقه پلايا انواع تبخيري ها با همان توالي معروف مشاهده مي شوند.
براي تشخيص تبخيري هاي غيردريائي از دريائي مطالعات ژئوشيمي به خصوص مقدار برم Br بكار مي رود. مقدار Br در آب دريا 65 ppm است. آب دريا که تبخير مي شود، نمك طعام شروع به ته نشست مي كند و اين مقدار به حدود 500 ppm افزايش مي يابد. هنگاميكه اولين كاني پتاسيم دار ته نشين مي شود، مقدار Br در شورابه در حدود 2300 ppm افزايش مي يابد.


منبع: پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور
 

Similar threads

بالا