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蒸発岩（/ ɪˈvæpəˌraɪt / ）は、水溶液から十分な量の水溶媒が蒸発した際に生じる濃縮と結晶化（化学的沈殿）によって生じる水溶性の堆積鉱物堆積物です。 [ 1 ]蒸発岩堆積物には、海洋堆積物とも呼ばれる海洋性蒸発岩と、湖などの静止した水域で見られる非海洋性蒸発岩の2種類があります。蒸発岩は堆積岩と考えられており、化学的堆積物によって形成されます。
地表や帯水層にあるすべての水には溶解塩が含まれていますが、鉱物が沈殿するには水が蒸発して大気中に放出される必要があります。そのためには、水が限られた環境に入り込み、その環境への水の流入量が正味の蒸発量よりも少なくなければなりません。これは通常、限られた水流入量によって涵養される小さな流域を持つ乾燥地帯です。蒸発が起こると、残った水には塩分が濃縮され、水が飽和状態になると塩分が沈殿します。
海洋蒸発岩は堆積層が厚くなる傾向があり、通常はより広範な研究の対象となります。[ 2 ]科学者が実験室で海水を蒸発させると、鉱物は1884年にウシリオによって初めて実証された一定の順序で沈殿します。[ 2 ]沈殿の最初の段階は、元の水深の約50%が残ったときに始まります。この時点で、少量の炭酸塩が形成され始めます。[ 2 ]次の段階は、実験が元のレベルの約20%になったときに起こります。この時点で、鉱物石膏が形成され始め、続いて10%で岩塩が形成されます。 [ 2 ]ただし、蒸発岩にならない傾向のある炭酸塩鉱物は除きます。最も一般的な海洋蒸発岩は、方解石、石膏と無水石膏、岩塩、シルバイト、カーナライト、ランベナイト、ポリハライト、カイナイトです。キーゼライト（MgSO₄ ）も含まれる場合があり、これは全体の含有量の4%未満を占めることが多い。[ 2 ]ただし、蒸発岩鉱床で発見された鉱物は約80種類報告されているが、[ 3 ] [ 4 ]重要な岩石形成物とみなされるほど一般的なのは約12種類だけである。[ 2 ]
非海洋性蒸発岩は、一般的に海洋環境では一般的ではない鉱物で構成されています。これは、非海洋性蒸発岩が沈殿する水の化学元素の比率が、海洋環境で見られるものとは異なるためです。[ 2 ]これらの堆積物によく見られる鉱物には、ブロダイト、ホウ砂、エプソマイト、ゲイルサイト、グラウベライト、ミラビライト、テナールダイト、トロナなどがあります。非海洋性堆積物には、岩塩、石膏、無水石膏も含まれる場合があり、海洋堆積物由来ではないにもかかわらず、これらの鉱物が主成分となる場合もあります。しかし、だからといって非海洋性堆積物の重要性が下がるわけではありません。これらの堆積物は、過去の地球の気候を解明するのに役立つことがよくあります。特定の堆積物の中には、重要な地殻変動や気候変動を示すものもあります。これらの堆積物には、今日の経済に役立つ重要な鉱物が含まれている場合もあります。[ 5 ]厚い非海洋堆積物は、蒸発速度が流入速度を上回り、かつ溶解物質が十分にある場所で形成される傾向があります。流入は閉鎖盆地、または流出が制限された盆地で発生し、堆積物が湖やその他の静止水域に溜まって形成される時間が必要です。[ 5 ]この主な例は「塩湖堆積物」と呼ばれます。[ 5 ]塩湖には、一年中存在する湖である多年生湖、特定の季節にのみ現れる湖であるプラヤ湖、または断続的または一年中静止水域を保持する場所を定義するために使用されるその他の用語などが含まれます。現代の非海洋堆積環境の例としては、ユタ州のグレートソルトレイクと、ヨルダンとイスラエルの間にある死海があります。
上記の条件を満たす蒸発岩堆積環境には、以下のようなものがある。
地中海盆地における最も重要な蒸発岩堆積は、メッシニアン塩分危機時に発生したことが知られている。
蒸発岩層は必ずしも岩塩だけで構成されているわけではありません。実際、ほとんどの蒸発岩層には数パーセント以上の蒸発岩鉱物は含まれておらず、残りはより一般的な砕屑岩や炭酸塩で構成されています。蒸発 岩層の例としては、東ヨーロッパや西アジアにおける蒸発岩硫黄の産出が挙げられます。[ 6 ]
ある地層が蒸発岩質であると認識されるためには、岩塩の仮像、一定割合の蒸発岩鉱物からなる層序、泥のひび割れ模様やその他の模様を認識するだけで十分かもしれない。
蒸発岩は、その鉱物組成、原位置における物理的特性、および地下における挙動のため、経済的に重要である。
蒸発岩鉱物、特に硝酸塩鉱物は、ペルーとチリにおいて経済的に重要である。硝酸塩鉱物は、肥料や爆薬の製造に利用するために採掘されることが多い。
厚い岩塩層は、その地質学的安定性、予測可能な工学的・物理的挙動、そして地下水に対する不浸透性といった特性から、核廃棄物の処分場として重要な場所になると予想されている。
岩塩層は、ダイアピルを形成する能力で有名であり、ダイアピルは石油鉱床を捕捉するのに理想的な場所となる。
岩塩鉱床は、しばしば塩として利用するために採掘される。
これは、海洋蒸発岩を構成する鉱物を示した図表です。これらは通常、この種の堆積物によく見られる最も一般的な鉱物です。
蒸発岩鉱物は、水中での濃度が溶質として存在できなくなるレベルに達すると沈殿し始める。
鉱物は溶解度の逆の順序で溶液から沈殿するため、海水からの沈殿順序は次のようになる。
海水沈殿によって形成される岩石の豊富さは、上述の沈殿物の順序と同じである。すなわち、石灰岩（ドロマイト）は石膏よりも多く、石膏は岩塩よりも多く、岩塩はカリウム塩やマグネシウム塩よりも多く存在する。
蒸発岩は、その形成条件や特性を調べるために、実験室で容易に再結晶化させることもできる。
最近の衛星観測[ 7 ]と実験室実験[ 8 ]の証拠は、土星最大の衛星タイタンの表面に蒸発岩が存在する可能性が高いことを示唆している。タイタンには水の海の代わりに、液体炭化水素（主にメタン）の湖や海があり、アセチレン[ 9 ]など多くの可溶性炭化水素が溶液から蒸発する可能性がある。蒸発岩堆積物はタイタンの表面の広範囲を覆っており、主に湖の海岸線沿い、または地球の塩田に相当する孤立した盆地（ラクーナ）に分布している[ 10 ] 。