Articles

Evaporiittiesiintymien alkuperä ja kemiallinen koostumus

vertaileva tutkimus merellisten evaporiittiesiintymien muodostumisesta tällä hetkellä Tyynenmeren rannikolla Keski-Meksikossa ja permikauden evaporiittimuodostumista Länsi-Texasin altaassa tehtiin sen määrittämiseksi, tarjoavatko nykyiset sedimentit perustan ymmärtää ympäristöoloja, jotka vallitsivat vanhempien esiintymien laskeuman aikana. Kenttätyötä täydennettiin laboratoriossa saostettujen keinotekoisten evaporiittimineraalien tutkimuksilla ja eri geologisten aikakausien haliittikiven kemiallisen koostumuksen tutkimisella.Meksikon nykyisten merisuolaesiintymien laskeuma on hapanta, laskee voimakkaasti muutaman sentin pinnan alapuolelle ja kuhisee mikroskooppista elämää. Suolan kerrostuminen, toisin kuin monien muiden sedimenttien kerrostuminen, ei ole täysin konstruktiivinen ilmiö. Pysyviä kerrostumia syntyy vain, jos kuivan kauden laskeuman ja kostean kauden liukenemisen välillä vallitsee suotuisa tasapaino.Länsi-Texasin altaan erikoistutkimukseen valitut evaporiittimuodostumat ovat nousevassa järjestyksessä Kastilia -, Salado-ja Ruostemuodostumat, joiden yhteenlaskettu paksuus on 1 200 metriä. Kastilian muodostuma koostuu suurelta osin kipsikivestä, Saladosta, haliittikivestä sekä ruoste -, kvartsi-ja karbonaattihiekkakivestä. Kastilian muodostuman alaosa on bitumipitoista ja sisältää kalkkikivilaminaatteja. Kastilia-ja Ruostemuodostumat paksuuntuvat etelässä välissä olevan Salado-muodostuman suolan kustannuksella.Ruostemuodostuman klastiset kivilajit on tulkittu useiden sulkusaarten kerrostumiksi, joiden pohjoispuolelle Saladon haliittikivi kerrostui. Suolan uskotaan muodostuneen tasaisen tiheään matalaan veteen, jota tuuli sekoitti. Kun veden syvyys ylitti Tuulen sekoitussyvyyden, kehittyi tiheysositus ja sinne kerrostui kipsiä. Tiheän epäjatkuvuuden alapuolella oleva tiheä, suolapitoinen vesi peittyi vähemmän tiheään, tavanomaisemmin suolaiseen veteen, joka johdettiin merestä etelään. Kahden vesikerroksen sekoittuminen niiden rajapinnassa laimensi alempaa kerrosta haliitin muodostumisen estämiseksi, mutta samalla kalsiumsulfaatin masentunut liukoisuus seokseen rajapinnassa aiheutti kipsin saostumista.Ylimmän vesikerroksen uskotaan tukeneen kukoistavaa mikroskooppista eliöstöä, jonka jäännökset laskeutuivat alapuoliseen semisteriiliseen suolaveteen, jossa vallitsivat pelkistävät olosuhteet. Tästä ympäristöstä syntyi bitumipitoista kipsikiveä. Toisinaan mikrokiteinen kalsiumkarbonaatti, jolla on todennäköinen biokemiallinen alkuperä, muodostui yläkerrokseen ja asettui sen alapuolelle muodostaen kalkkikivilaminaatteja, kuten Kastilian muodostuman alaosan kalkkikivilaminaatteja.Permikauden ja nykyisen suolan kemiallisia analyysejä verrattiin jo kambrikauden aikaiseen merisuolan analyysiin sen määrittämiseksi, voivatko evaporiittiesiintymät antaa tietoa meriveden geologisesta historiasta. Tulokset sisältävät epävarmuustekijöitä, joita ei voida täysin selvittää, mutta ne viittaavat siihen, että meriveden ionien suhde on ollut suunnilleen vakio Prekambrisesta ajasta lähtien. Lisäksi vuorisuolaesiintymien äkillinen ilmaantuminen kambrikaudella viittaa siihen, että Prekambrinen valtameri on saattanut olla melko laimea, mutta tämä näennäinen suhde on voinut johtua myös muista tekijöistä.