Evaporita

Una cobble incrustada con halite se evapora del Mar Muerto, Israel (con Israel, 0001 moneda [diámetro 18mm] por escala)

Una evaporita () es un depósito mineral sedimentario soluble en agua que resulta de la concentración y cristalización por evaporación de una solución acuosa. Hay dos tipos de depósitos de evaporita: marinos, que también pueden describirse como depósitos oceánicos, y no marinos, que se encuentran en cuerpos de agua estancados, como lagos. Las evaporitas se consideran rocas sedimentarias y están formadas por sedimentos químicos.

Formación de rocas evaporíticas

Aunque todos los cuerpos de agua en la superficie y en los acuíferos contienen sales disueltas, el agua debe evaporarse a la atmósfera para que los minerales se precipiten. Para que esto suceda, el cuerpo de agua debe ingresar a un entorno restringido donde la entrada de agua a este entorno permanece por debajo de la tasa neta de evaporación. Suele ser un entorno árido con una pequeña cuenca alimentada por un aporte limitado de agua. Cuando se produce la evaporación, el agua restante se enriquece en sales, y estas precipitan cuando el agua se sobresatura.

Ambientes de depósito de evaporitas

Evaporitas marinas

Anhydrite

Las evaporitas marinas suelen tener depósitos más gruesos y, por lo general, son objeto de investigaciones más extensas. Cuando los científicos evaporan el agua del océano en un laboratorio, los minerales se depositan en un orden definido que Usiglio demostró por primera vez en 1884. La primera fase de precipitación comienza cuando queda aproximadamente el 50% de la profundidad original del agua. En este punto, comienzan a formarse carbonatos menores. La siguiente fase de la secuencia llega cuando el experimento se queda con un 20% de su nivel original. En este punto comienza a formarse el mineral yeso, al que sigue la halita al 10%, excluyendo los minerales carbonatados que no suelen ser evaporitas. Las evaporitas marinas más comunes son calcita, yeso y anhidrita, halita, silvita, carnalita, langbeinita, polihalita y kainita. También se puede incluir kieserita (MgSO₄), que a menudo representará menos del cuatro por ciento del contenido total. Sin embargo, hay aproximadamente 80 minerales diferentes que se han encontrado en depósitos de evaporita, aunque solo una docena son lo suficientemente comunes como para ser considerados formadores de rocas importantes.

Evaporitas no marinas

Las evaporitas no marinas suelen estar compuestas por minerales que no son comunes en ambientes marinos porque, en general, el agua de la que precipita la evaporita no marina tiene proporciones de elementos químicos diferentes a las que se encuentran en los ambientes marinos. Los minerales comunes que se encuentran en estos depósitos incluyen blödite, bórax, epsomita, gaylusita, glauberita, mirabilita, tenardita y trona. Los depósitos no marinos también pueden contener halita, yeso y anhidrita y, en algunos casos, incluso pueden estar dominados por estos minerales, aunque no provengan de depósitos oceánicos. Esto, sin embargo, no hace que los depósitos no marinos sean menos importantes; estos depósitos a menudo ayudan a pintar una imagen de los climas de la Tierra en el pasado. Algunos depósitos particulares incluso muestran importantes cambios tectónicos y climáticos. Estos depósitos también pueden contener minerales importantes que ayudan en la economía actual. Los depósitos gruesos no marinos que se acumulan tienden a formarse donde las tasas de evaporación superan la tasa de entrada y donde hay suficientes suministros solubles. La entrada también tiene que ocurrir en una cuenca cerrada, o una con salida restringida, para que el sedimento tenga tiempo de acumularse y formarse en un lago u otra masa de agua estancada. Los principales ejemplos de esto se llaman "depósitos de lagos salinos". Los lagos salinos incluyen cosas como lagos perennes, que son lagos que están allí todo el año, lagos de playa, que son lagos que aparecen solo durante ciertas estaciones, o cualquier otro término que se use para definir lugares que contienen cuerpos de agua estancada de forma intermitente o todo el año. Los ejemplos de entornos de depósito no marinos modernos incluyen el Gran Lago Salado en Utah y el Mar Muerto, que se encuentra entre Jordania e Israel.

Los entornos de depósito de evaporitas que cumplen las condiciones anteriores incluyen:

• Zonas capturadas y semi-grabens dentro de ambientes de rift continental alimentados por drenaje limitado de ríos, generalmente en ambientes subtropicales o tropicales
  • Ambientes de ejemplo en el presente que coinciden con esto es la depresión de Denakil, Etiopía; Death Valley, California
• Ambientes captados en ambientes de grifo oceánicos alimentados por insumos oceánicos limitados, que conducen al eventual aislamiento y evaporación
  • Ejemplos son el Mar Rojo, y el Mar Muerto en Jordania e Israel
• Tubos de drenaje interno en templado árido semiárido a ambientes tropicales alimentados por drenaje efímero
  • Ejemplos de entornos en el presente incluyen el Desierto Simpson, Australia Occidental, el Gran Lago Salt en Utah
• Zonas no básculas alimentadas exclusivamente por aguas subterráneas de aguas artesianas
  • Entre los entornos de ejemplo se encuentran los séep-mounds del Desierto Victoria, alimentados por la Gran Cuenca Artesiana, Australia
• Restricted coastal plains in regressive sea environments
  • Ejemplos son los depósitos de sabkha de Irán, Arabia Saudita y el Mar Rojo; el Garabogazköl del Mar Caspio
• cuencas de drenaje que se alimentan en entornos extremadamente áridos
  • Ejemplos son los desiertos chilenos, ciertas partes del Sahara y el Namib

Las deposiciones de evaporitas conocidas más significativas ocurrieron durante la crisis de salinidad de Messiniense en la cuenca del Mediterráneo.

Formaciones evaporíticas

El yeso de cristal de cobre de halito en una roca jurásica, Formación de Carmel, al suroeste de Utah

No es necesario que las formaciones de evaporita estén compuestas en su totalidad por sal de halita. De hecho, la mayoría de las formaciones de evaporitas no contienen más que un pequeño porcentaje de minerales de evaporitas, y el resto está compuesto por las rocas clásticas y carbonatos detríticos más típicos. Los ejemplos de formaciones de evaporitas incluyen ocurrencias de azufre de evaporitas en Europa del Este y Asia Occidental.

Para que una formación se reconozca como evaporítica, es posible que simplemente requiera el reconocimiento de pseudomorfos de halita, secuencias compuestas de alguna proporción de minerales evaporíticos y el reconocimiento de texturas de grietas de lodo u otras texturas.

Importancia económica

Las evaporitas son importantes desde el punto de vista económico debido a su mineralogía, sus propiedades físicas in situ y su comportamiento dentro del subsuelo.

Los minerales de evaporita, especialmente los nitratos, son económicamente importantes en Perú y Chile. Los minerales de nitrato a menudo se extraen para su uso en la producción de fertilizantes y explosivos.

Se espera que los depósitos gruesos de halita se conviertan en un lugar importante para la eliminación de desechos nucleares debido a su estabilidad geológica, ingeniería predecible y comportamiento físico, e impermeabilidad al agua subterránea.

Las formaciones de halita son famosas por su capacidad para formar diapiros, que producen ubicaciones ideales para atrapar depósitos de petróleo.

Los depósitos de halita a menudo se extraen para su uso como sal.

Principales grupos de minerales evaporíticos

Calcite

Este es un gráfico que muestra los minerales que forman las rocas evaporíticas marinas, suelen ser los minerales más comunes que aparecen en este tipo de depósitos.

Clase mineral	Nombre mineral	Composición química
Chlorides	Halite	NaCl
	Sylvite	KCl
	Carnallite	KMgCl3 · 6 H2O
	Kainite	KMg(SO4)Cl · 3 H2O
Sulfatos	Anhydrite	CaSO4
	Gypsum	CaSO4 · 2 H2O
	Kieserite	MgSO4 · H2O
	Langbeinite	K2Mg2(SO4)3
	Polyhalite	K2Ca2Mg(SO)4)6 · H2O
Carbonates	Dolomite	CaMg(CO3)2
	Calcite	CaCO3
	Magnesite	MgCO3

Hanksite, Na₂₂K(SO)₄)₉(CO₃)₂Cl, uno de los pocos minerales que es un carbonato y un sulfato

• Halidos: halite, sylvite (KCl) y fluorita
• Sulfatos: como yeso, barita y anhídrido
• Nitratos: nitratina (nitro soda) y niter
• Borates: típicamente encontrado en depósitos áridos-salt-lake abundante en el suroeste de Estados Unidos. Un borate común es el borax, que se ha utilizado en jabones como surfactante.
• Carbonatos: como trona, formados en lagos de brino interior.
  • Algunos minerales evaporitos, como Hanksite, son de varios grupos.

Los minerales de evaporita comienzan a precipitar cuando su concentración en el agua alcanza un nivel tal que ya no pueden existir como solutos.

Los minerales precipitan de la solución en el orden inverso de sus solubilidades, de modo que el orden de precipitación del agua de mar es:

1. Calcite (CaCO)₃y dolomitaCaMg(CO₃)₂)
2. GypsumCaSO₄ · 2 H2O) y anhídrido (CaSO)₄).
3. Halite (es decir, sal común, NaCl)
4. Potasio y sales de magnesio

La abundancia de rocas formadas por la precipitación de agua de mar es del mismo orden que la precipitación dada anteriormente. Por lo tanto, la piedra caliza (calcita) y la dolomita son más comunes que el yeso, que es más común que la halita, que es más común que las sales de potasio y magnesio.

Las evaporitas también se pueden recristalizar fácilmente en laboratorios para investigar las condiciones y características de su formación.

Posibles evaporitas en Titán

La evidencia reciente de observaciones satelitales y experimentos de laboratorio sugiere que es probable que haya evaporitas en la superficie de Titán, la luna más grande de Saturno. En lugar de océanos de agua, Titán alberga lagos y mares de hidrocarburos líquidos (principalmente metano) con muchos hidrocarburos solubles, como el acetileno, que pueden evaporarse fuera de la solución. Los depósitos de evaporita cubren grandes regiones de la superficie de Titán, principalmente a lo largo de las costas de los lagos o en cuencas aisladas (Lacunae) que son equivalentes a las salinas de la Tierra.

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