Ewaporatowy system depozycyjny

Ewaporatowy system depozycyjny (ang. evaporite depositional system) to taki, w którym depozycja następuje poprzez strącanie węglanów i soli w wyniku odparowywania wód o charakterze solanek lub odparowywania zasolonych wód porowych z płytkich osadów (tzw. ewaporaty kapilarne). W środowisku morskim, typowa sekwencja osadów ewaporatowych (cyklotem ewaporatowy) rozpoczyna się w spągu od węglanów, przykrytych przez najmniej rozpuszczalne (najniższy iloczyn rozpuszczalności) sole siarczanowe: gips i anhydryt, następnie chlorki sodu i potasu w stropie.

Kontynentalne systemy ewaporatowe są związane ze środowiskami zasolonych podmokłych obszarów, sebhy, czyli okresowo wysychających jezior i lagun. Współczesnym przykładem jest wybrzeże Zatoki Perskiej na Półwyspie Arabskim. W zapisie kopalnym tego typu ewaporaty zazwyczaj występują w obrębie transgresywnego ciągu systemowego, na obszarze pomiędzy lądem a strefą rafową/barierą (Warren 2006).

Jednak osady ewaporatowe o największym rozprzestrzenieniu i miąższości (tzw. mega-ewaporaty) powstawały w intrakratonicznych basenach morskich oddzielonych od oceanu światowego poprzez barierę (Catuneanu i in. 2011), np. rafy, wyspy barierowe. Pierwszy model powstawania ewaporatów w takich basenach zaproponowany w 1877 roku przez Ochseniusa. Tego typu baseny są wynikiem ich izolacji przez procesy tektoniczne, w której pozostają przez większy okres czasu a dopływ słonych wód ma charakter okresowy. Część autorów ogranicza znaczenie terminu do wyniku odparowywania wywołanego przez nasłonecznienie.

Depozycja następuje tu w fazach opadania poziomu morza i jego niskiego stanu, co prowadzi do powstawania platform gipsowych ma brzegach basenów oraz strącania lamin gipsu w obrębie całego basenu. W centralnej części basenu okresowe zakwity alg mogą prowadzić do nagromadzenia materii organicznej, która z powodu wysokiej koncentracji soli w części dennej może zostać zachowana. Dalsze odparowywanie prowadzi do powstawania przy dnie zbiornika roztworów o stężeniu umożliwiającym strącanie soli kamiennej a w przypadkach, gdy koncentracja roztworu osiągnie skrajny poziom także soli potasowej i magnezowej.

Jednocześnie jedynie nieznaczny wzrost poziomu bazy (rzędu kilku metrów) może wywołać dopływ znacznych ilości świeżej wody i w trakcie wczesnej transgresji ponowną depozycję warstw gipsu (anhydryt stropowy). Gdy basen zostaje całkowicie wypełniony świeżą wodą, rozpoczęcie nowego cyklu może być zaznaczone przez depozycję węglanową. Podobne warunki także panują w oceanicznych basenach ryftowych (np. mioceńskie ewaporaty w basenie Morza Czerwonego).

Współcześnie tego typu warunki nie są spotykane, choć pewnym ich przybliżeniem może być słone jezioro MacLeod o powierzchni 200 km2, które znajduje się 15 km wgłąb lądu od zachodniego wybrzeża Australii. Każdego roku ok. 400 mln m3 wody wpływa do niego przez trzeciorzędowe wapienie z oceanu Indyjskiego, co nie przewyższa prędkości ewaporacji (Melvin 1991). W zapisie kopalnym przykładem jest basen permski na terenie Europy Centralnej i Morza Północnego o długości 1,5 tys. km, w którym zdeponowane zostały ewaporaty cechsztynu. Kolejnymi przykładami są basen przedgórza Karpat z mioceńskimi ewaporatami oraz basen moskiewski z osadami dewonu.

Z powodu możliwych warstw o wysokiej zawartości materii organicznej (całkowitą zawartość węgla organicznego TOC do 15%) i niskiej przepuszczalności warstw solnych, która stanowią dobrą skałę uszczelniającą, ewaporaty są często związane z ważnymi złożami węglowodorów.

Literatura

Catuneanu, O., Galloway, W.E., Kendall, C.G.St.C., Miall, A.D., Posamentier, H.W., Strasser, A. and Tucker, M.E., 2011. Sequence Stratigraphy: Methodology and Nomenclature. Newsletters on Stratigraphy 44/3, 173-245 dostępne dzięki Department of Earth and Atmospheric Sciences, University of Alberta
Melvin, J.L. 1991. Evaporites, petroleum, and mineral resources. Elsevier
Oschenius C.K., 1888. On the formation of rock-salt beds and mother liquor salts. E.S. Mittler & Sohn
Warren, J.K. 2006. Evaporites: Sediments, Resources And Hydrocarbons. Birkhäuser