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第七章　其他沉积岩 第一节　蒸发岩 海盆或湖盆水体遭受蒸发，其盐分逐渐浓缩以至发生沉淀，这样形成的化学成因的岩石叫做“蒸发岩”。它包括氯化物岩、碘酸盐岩、硫酸盐岩、碳酸盐岩和硼酸盐岩等。因为它们的主要组分都是盐类矿物，所以又叫“盐岩”，其中以氯化物岩和硫酸盐岩分布较广。 一、天然水的化学特征和蒸发矿物的形成 不同盐盆的卤水化学组成不同，形成的盐类矿物的数量和组合特征差异也很大。 （一）海水的化学组成和蒸发矿物的形成 海水属咸水，每升海水平均含盐类35g，所含主要离子为钠、镁、钙、钾、氯和硫酸根，相应地构成海水蒸发矿物的主要组成是钠、镁、钙和钾的氯化物和硫酸盐，海水的化学组分详见表7－1。 表7－1　海水主要组分（标准含氯度19‰） 离子 % 化学组分 ‰ 离子 % 化学组分 ‰ Na＋ Mg2＋ Ca2＋ K＋ Sr2＋ Cl－ 10.56 1.27 0.40 0.38 0.013 18.98 NaCl NaF KCl MgCl2 MgBr2 MgSO4 78.03 0.01 2.11 9.21 0.25 6.53 SO42－ HCO3－ Br－ F－ H3BO3 2.65 0.14 0.065 0.001 0.026 CaSO4 SrSO4 CaCO3 3.48 0.05 0.33 海水蒸发时，可溶盐是按溶解度由小至大的顺序依次沉淀形成蒸发矿物的。图7－1表示海水在浓缩蒸发过程中，蒸发矿物析出的顺序和体积的变化；横坐标表示海水的密度，纵坐标表示海水的体积，曲线（1）和（2）分别说明海水浓缩过程的体积变化和析出的固体盐类的体积变化，黑线表示各种蒸发矿物结晶的区域，黑线的宽窄表示在不同浓缩阶段矿物析出的强度。从图7一1中可以看出：海水略为浓缩，溶解度最小的碳酸盐主要是方 解石首先沉淀；当海水蒸发浓缩到原体积的19％或浓度达到15～17％（d=1.1）时，石膏类矿物开始析出；海水浓度为26％（d=1.2）时，石盐开始结晶；海水浓度为31～32％（d=1.28）时，泻利盐开始析出；进一步浓缩至 33～34％（d=1．31）浓度时，钾石盐开始结晶；浓度增大至 35％(d=1.34)时析出光卤石；共结点时最后析出的矿物是水氯镁石。 根据上述海水浓缩过程，蒸发矿物结晶顺序，可以分为六个阶段：即碳酸盐、石膏沉积阶段，石盐沉积阶段，石盐和硫酸钠镁盐沉积阶段（简称硫酸钠镁盐阶段）；钾、镁盐沉积阶段（简称钾石盐沉积阶段），光卤石沉积阶段和水氯镁石沉积阶段。在蒸发岩剖面中，由下至上可以相应地划分出六个沉积带，其矿物组合详见表7一2。 图7－1　海水浓缩时体积的变化（1）和从其中析出的盐的体积的变化 （2）以及各种蒸发矿物的结晶区 （转引自《怎样找钾盐》） 表7－2　海洋蒸发岩各个沉积带中的矿物组合、蒸发矿物及其伴生的稳定矿物 析出形态 成岩作用产物 水氯镁石带 水氯镁石、共结硼酸盐、光卤石、六水泻盐－四水化物、石盐、石膏、碱式碳酸盐 方棚石、硫镁矾、菱镁矿、硬石膏 光卤石带 光卤石、六水泻盐（和其它水化物至四水化物）、石盐、石膏（杂卤石）、碱式碳酸镁 硫镁矾（钾盐镁矾）、硬石膏、菱镁矿 钾石盐带 钾石盐、六水泻盐、（泻利盐）、杂卤石、石盐、 碱式碳酸镁 钾盐镁矾、无水钾镁矾、硫镁矾、菱镁矿 硫酸钠、镁盐带 泻利盐、（六水泻盐）、（白钠镁矾）、（杂卤石）、石盐、石膏、碱式碳酸镁 硫镁矾、硬石膏、菱镁矿 石盐带 石盐、石膏、方解石、碱式碳酸镁 硬石膏、白云石、菱镁矿 碳酸盐－石膏带 石膏、方解石、（文石） 硬石膏、白云石、方解石 注：括号中矿物只能在该带的有限地段形成 （二）内陆湖盆的化学特征和蒸发矿物的形成 大陆水的主要组分是CO32－、HCO3－、SO42－、CI－、和Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋，由于湖盆所处地理位置、地质条件、气候条件和补给条件的不同，大陆水的矿化度和化学组成有很大差异。就化学组分而言，湖盆水体可分为碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型三种卤水，不同类型的湖水，浓缩后形成的蒸发矿物及其组合特征很不一样（表7－3）。 1.碳酸盐型卤水的特征及其形成的蒸发矿物 水体的主要离子是CO32－、HCO3－、SO42－、CI－、Na＋、和（K＋）。主要化学组分是NaCI、Na2CO3和Na2SO4，钙、镁的碳酸盐含量极低，相应地形成的主要蒸发矿物为石盐、天然碱和芒硝。 表7－3　不同类型卤水的矿物组合 主要矿物 碳酸盐型 硫酸盐型 氯化物型 硫酸钠亚型 硫酸镁亚型 钙镁碳酸盐 石膏或硬石膏CaSO4·2H2O或CaSO4 钙芒硝Na2SO4·CaSO4 天然碱Na3H(CO3)2·2H2O 苏打Na2CO3·10H2O 水碱Na2CO3·2H2O 碳酸芒硝Na22K(SO4)9·(CO3)2·CI 芒硝或无水芒硝