一、蒸发岩概述

蒸发岩是海盆中的卤水经蒸发、浓缩，盐类物质依不同的溶解度结晶而成的水溶性沉积矿物质(Jackson，)。蒸发岩是一种化学沉积岩，主要由氯化物（石盐、钾盐等）、硫酸盐（杂卤石、石膏等）、硝酸盐（钾、钠、硝石等）和硼酸盐（硼砂等）组成。

蒸发岩的化学成分包括Ca、Na、K、Mg的氯化物，硫酸盐，硼酸盐与K、Na的硝酸盐。其矿物成分包括：1)氯化物:石盐(NaCl)、钾盐(KCl)、光卤石(KCl?MgCl2?6H2O)；2)硫酸盐：石膏(CaSO4?2H2O)、硬石膏(CaSO4)、芒硝(Na2SO4?2H2O)、无水芒硝(Na2SO4)、泻利盐(MgSO4?7H2O)；3)氯化物硫酸盐：钾盐镁矾(KCl?MgSO4?3H2O)；4)碳酸盐：苏打(Na2CO3?10H2O)、天然碱(Na2SO4?NaHCO3)；5)硼酸盐：硼砂(Na2B4O7?10H2O)；6)硝酸盐：钾硝石(KNO3)、钠硝石(NaNO3)；7)非蒸发矿物：碎屑物质、有机质等。

依据形成环境，蒸发岩可分为海相蒸发岩及陆相蒸发岩。前者通常有较厚的沉积，并有一定的沉积规律，主要发育于海相盐湖，盐份物源为海水，渗流起重要的作用。在海相蒸发岩中，已发现近80种矿物(Stewart，；Warren，)，但只有十多种起主要作用，主要为石盐、石膏、硬石膏、钾盐、石灰石、苏打、方解石、光卤石、无水钾镁矾和杂卤石等。地史上海相蒸发岩的形成环境在第四纪却缺乏相应的实例，现今缺乏大面积的海相盐盆。

海相蒸发岩主要化学成分及其百分比

陆相蒸发岩成份与海相蒸发岩有较大不同，因为其与海相水体环境中的化学物质差异较大（Boggs，）。陆相蒸发岩中主要含硼砂、泻利盐、斜碳钠钙石、钙芒硝、芒硝、无水芒硝和天然矿，其中也可能会有盐岩、石膏及硬石膏，但其并不来自海水中。陆相蒸发岩发育于陆相盐湖，其主要盐份物源为陆表径流和深层卤水，断裂起重要的作用，受气候和区域地形的影响较大。

地史上陆相蒸发岩的形成环境与第四纪现存的陆相蒸发岩环境基本类似，主要形成于水文地理条件相对孤立（一般是内流环境）的上山间盆地及沙漠边缘地区盆地海拔一般高于海平面。从整个地质历史时期来看，全球大型陆相蒸发岩大多形成于始新世或者更时期，新近纪冰期环境下雨季和旱季的交替为大型陆相蒸发岩的形成创造了有利条件。

海相与陆相蒸发岩成分对比列表

海相蒸发岩矿物成分

陆相蒸发岩矿物成分

石盐

NaCl

岩盐、石膏、硬石膏

钾盐

KCl

泻利盐

MgSO4?7H2O

硬石膏

CaSO4

天然碱

Na2CO3?NaHCO3?2H2O

石膏

CaSO4?2H2O

芒硝

Na2SO4?10H2O

石灰石

CaCO3

无水芒硝

Na2SO4

杂卤石

K2MgCa（SO4）4?3H2O

钠镁矾

Na2SO4?MgSO4?3H2O

硫酸镁石

MgSO4?H2O

单斜纳钙石

Na2CO3?CaCO3?5H2O

光卤石

KMgCl3?6H2O

钙芒硝

CaSO4?Na2SO4

蒸发岩一般具有结晶结构，有时可再结晶为数毫米甚至数厘米的巨晶结构。一般是层状构造，往往也呈角砾状、泥砾状的次生构造，并形成盐溶角砾岩。蒸发岩的主要类型有石膏岩-硬石膏岩、钙芒硝泥岩、石盐岩、光卤石岩和钾石盐岩等。

由于不同地区或不同成岩时代陆地水和海水的化学性质不同（如氯化物型、硫酸盐型和混合型等），产生了含不同盐类的矿物组合的现代盐湖和不同盐类组成的古代盐类矿床。例如内蒙古、新疆的一些现代盐湖中天然碱相当丰富；中国云南勐野井存在由钾石盐组成的固体钾盐矿层，但储量很小，在加拿大、前苏联和德国有很大储量的钾石盐矿床，是世界范围内的钾肥矿产供应地；泰国和老挝有古代的固体光卤石矿床；中国河南吴城发现了古代的固体天然碱矿床。

扎格罗斯山前陆冲断带安古卢盐岩底辟野外照片及其地质素描图

蒸发岩对油气藏具有重要意义。首先，蒸发岩对盆地中有机质具有保护作用，部分的可以作为优质生油岩；其次，蒸发岩是一类绝佳的油气藏盖层；再次，蒸发岩层的塑性流动为油气运移和聚集提供丰富的网络通道系统与多种多样的圈闭；并且，蒸发岩层底部的超高地层压力为油气运移提供驱动力，有时盐块可作为油气运移的载体（徐文世等，）。此外，蒸发岩在工农业、医学、日常生活中应用广泛。例如，蒸发岩可用于提炼钠，制造钠盐，也用于制造氯气、盐酸等。钾盐矿主要用于制造工业用钾化合物和钾肥，世界上95%的钾盐产品用作肥料，5%用于工业。在化学工业中约有30多种产品由钾组成，主要有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、碳酸钾、氰化钾、高锰酸钾、溴化钾、碘化钾等。按工业用途，35%用于生产洁净剂，25%以碳酸盐和硝酸盐形式用于玻璃和陶瓷工业中，20%用于纺织和染色，13%制化学药品，其余用于罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。石膏、硬石膏主要用作建筑材料、制造水泥的添加剂和造纸填料，此外石膏在医药方面也有应用，比如用于制造治疗发热、肺热咳嗽、气喘等疾病的药物。工业上用芒硝制取硫酸钠、硫酸铵和硫酸，可用于制革、造纸、染料、人造纤维、医药及冶金等多种部门，医学上用芒硝制造泻热通便、润燥软坚、清火消肿方面的药物；天然碱用来制纯碱和烧碱，日常生活制作食品和洗涤常用碱。

二、蒸发岩的形成过程

蒸发岩的形成是由于封闭条件下水体蒸发、金属离子和酸根富集的结果。当蒸发盐矿物在水中的浓度超过一定限度时，它们就不能再作为溶液而存在，在那时蒸发盐矿物开始沉淀。蒸发盐矿物的沉淀顺序与它们的溶解度相反，顺序为：1)方解石（CaCO3)和白云石(CaMg(CO3)2）；2)石膏（CaSO4-2H2O)和硬石膏(CaSO4）；3)石盐（NaCl）；4)钾盐和镁盐。因此，灰岩（方解石）和白云岩比较常见，其次是石膏、硬石膏，然后是石盐，最后是钾盐和镁盐。蒸发岩在实验条件下同样易于结晶，从而可以研究它们的形成条件与特征。

蒸发岩的形成有两方面的要素，其一是盐类物质来源，其二是盐类沉积环境。盐类物质来源是成盐的关键，主要有：1）海源，盐类由海侵或海啸提供；2）陆源，即由周围物源提供；3）火山或岩浆活动；4）天然水热溶液（温、热、沸泉水）循环；5）通过深大断裂上涌的深部卤水（王海云等，）。盐类沉积主要取决于水体盐度的高低，导致水体盐度降低的因素主要有大气降水及地表径流，而促使盐度升高的因素主要是蒸发作用。当蒸发作用大于或等于补偿作用时，水体浓缩，盐度不断升高，从而沉积形成蒸发岩（徐磊等，）。

蒸发岩沉积并不取决于水体深度，在各种成盐水体深度下都可以形成蒸发岩。在深水环境下，水体比较稳定，表层湖水经过蒸发作用，产生密度较大的卤水，当卤水的密度足够大时就会下沉并置换湖底密度较小的淡水，随着蒸发作用的进行，按溶解度的大小依次沉淀碳酸盐类矿物、石膏类矿物、盐岩等，平面上从湖盆边缘向湖盆中心呈环状分布，表现出范围广、厚度大的深水蒸发特征。在浅水环境下，水体动荡，受外界因素影响较大，常发生蒸干作用，但湖水盐度分层现象仍是存在的，只是一般表现为薄层状态。湖盆最低凹处汇集了大量盐类矿物，随着盐湖蒸发作用的进行，湖水浓缩干化，依次析出各种盐类矿物，在平面上呈环状分布，表现出薄层泥膏岩、膏盐岩互层浅水蒸发的特点。蒸发岩的形成环境比较复杂，无论深水成因还是浅水成因，其沉积作用都主要受气候条件控制，干旱期蒸发浓缩形成盐类沉积，短暂的湿润期发育碎屑岩沉积。从盆地中心至盆地边缘依次沉积盐岩、石膏岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类，表现出环状分布特点（王海云等，）。

对蒸发成盐的因素，曾有人把高温条件看得过于重要。事实上，其主要因素决定于气候的干燥度（可能蒸发/降雨量），也有将气候指数（潮湿气候型元素总量/干旱气候型元素总量）作为气候干旱的指标。蒸发岩分布的广泛性表明,无论是在常温、低温或高温条件，都可形成一定组合的矿物，它们的形成除受气候干燥度的直接控制外，还与矿物本身的喜冷、喜热物理化学性质有着密切关系。天然沉积的矿物组合表明，喜热盐有无水芒硝、钾盐镁矾、白钠镁矾等；喜冷盐有水石盐、芒硝、渴利盐、软钾镁矾、南极石、八水和十二水氯化镁等；而石盐、钾石盐、光卤石、水氯镁石等氯化物存在的温度范围很大。这里还需指出，在改变温度条件的情况下，大部分蒸发岩类可以互相转化，且这种转化是可逆的，如石盐与水石盐、芒硝与无水芒硝之间的转化等（李秉孝等，）。

三、全球蒸发岩的分布特征

1.全球蒸发岩的时代分布特征

蒸发岩在含油气盆地中广泛分布，如波斯湾盆地、墨西哥湾盆地、北海盆地、滨里海盆地、俄罗斯伏尔加-乌拉尔、西伯利亚的一些含油气盆地，北美的阿尔伯达和萨斯喀彻温油区蒸发岩也非常发育，我国的塔里木盆地、柴达木盆地、江汉盆地、渤海湾盆地也广泛分布蒸发岩（徐文世等，）。

统计资料表明，不同地区岩盐沉积的时代差别较大，较早的盐类沉积可发生在中、新元古代，较晚的岩盐沉积时代可以是新近纪和第四纪。全球大部分含盐盆地的岩盐沉积主要形成于新元古代、侏罗纪、二叠纪和白垩纪。大多数蒸发岩盆均发育多套（韵律）含盐层系，如波斯湾地区从寒武系到新近系共有6套地层含有岩盐沉积，墨西哥湾地区有4套地层含有盐类沉积（马新华等，），我国的塔里木盆地也发育中寒武统、下石炭统、古-始新统和中新统等4套含盐层系（余一欣等，）。

全球重要的盐层位时代及其对应的重要盆地（据余一欣等，）

盆地地区

主要含盐层系

时代

盆地地区

主要含盐层系

时代

GulfofMexico

Louann

中侏罗世

LowerCongo

Aptian

早白垩世

GulfofPersian

Hormuz

新元古代

Kwanza

Aptian

早白垩世

Mediterranean

Messinian

晚中新世

Gabon

Aptian

早白垩世

NorthSea

Zechstein

晚二叠世

Santos

Aptian

早白垩世

Pricaspian

Kungurian

早二叠世

Sverdrup

OttoFiord

石炭纪

Suez-RedSea

Belayim,Gharib

中新世

四川

嘉陵江组,雷口坡组

早-中三叠世

Arabian

Hormuz

新元古代

渤海湾

沙河街组

始-渐新世

Dnepr-Donetz

Rotliegende,Liven,Kungurian

新元古代

塔里木

阿瓦塔格组,巴楚组,库姆格列木组,吉迪克组

中寒武世,早石炭世,古-始新世,中新世

Siberia

Angara

早寒武世

江汉

潜江组

始-渐新世

Zechstein

Zechstein

晚二叠世

羌塘

雀莫错组,布曲组,夏里组

中侏罗世

全球主要大蒸发岩盆地含盐地层形成的最重要时期为震旦纪-寒武纪、二叠纪-三叠纪和侏罗纪-白垩纪等（Golonkaetal.,；），这些时期全球构造活动强烈，发育大量板块裂解和汇聚事件，容易形成水温地理条件相对封闭的环境，与此同时，上述时代全球气温普遍较高，导致蒸发岩大量沉积。

从蒸发岩的时代分布来看，其形成与分布和地质历史中的造山带演化和超大陆的聚合与裂解有着密切联系，尤其是在南大西洋开始扩张的晚中生代，在早期断陷盆地中有大量蒸发岩形成（Warren，）。根据Warren（）的研究，从晚古生代二叠纪以来，全球蒸发岩主要分布在北半球，并且时代越新，北半球蒸发岩占全球蒸发岩总量的比例越大。由此可见，伴随着显生宙南大陆（冈瓦纳大陆）的逐渐北移，蒸发岩盆地的位置也随之发生迁移。

二叠纪以来形成的蒸发岩地理分布与纬度关系图（据Warren，修改）

2.全球蒸发岩的空间分布特征

全球蒸发岩沉积很不均匀，从地理分布看，北半球明显多于南半球。分布最集中的区域为地中海沿岸、大西洋两岸，在北美洲、南美洲、亚洲和大洋洲内陆也有盐的分布。在非洲内陆、印度少有盐的分布，俄罗斯仅东西伯利亚盆地为典型的盐盆地。大蒸发岩省主要由盐岩和石膏组成，其形成需要大量海水持续补给，因此，地史上大蒸发岩省仅形成于干旱环境下相对封闭的、靠海水潜流补给的台地和盆地中，盐盆海拔高度多低于海平面，主要位于海陆过渡位置，形成纬度多处于南北副热带高气压带（位于南、北纬30°附近）。

HudecandJackson（）在研究全球岩盆地时，将全球已发生后期变形的含蒸发岩的盐盆地分布划分为克拉通型盐盆地、裂谷型盐盆地、被动陆缘盐盆地和碰撞型盐盆地。其中，克拉通型盐盆地主要分布在美国中部，东北部密歇根、美加两国交界处和俄罗斯的东西伯利亚地区。裂谷型盐盆地主要分布在美国东北部、加拿大以北的北极圈之内、非洲西北部、欧洲西南部、红海地区和俄罗斯西部的第聂伯河地区。被动陆缘盐盆地主要分布在北美洲东南部，南美东部、非洲西海岸和澳大利亚西北部。碰撞型盐盆地最主要的分布地区是特提斯造山带，此外在北美、南美和澳大利亚也有分布。

新疆阿克苏地区却勒塔格盐山（推覆体西段）的遥感解译图

全球不同类型含盐盆地分布图（据HudecandJackson，修改）

（1-阿特拉斯；2-阿马迪厄斯；3-亚平宁；4-阿拉伯；5-亚马逊；6-波拿巴特；7-坎宁8-卡那封；9-楚–萨雷苏河；10-东阿尔卑斯；11-埃布罗；12-东西伯利亚；13-阿联酋；14-东德克萨斯；15-瓜达尔基维尔；16-哈德拉毛-也门南部；17-伊利杰克–大不里士；18-爱奥尼亚；19-优瑞；20-北克尔曼；21-加丹加；22-科威特；23-卢西坦；24-迈斯特拉特；25-美国大陆中部；26-密歇根；27-蒙克顿；28-密西西比；29-北角；30-北路易斯安那；31-阿曼–费胡德；32-巴尔米拉；33-滨里海；34-路丹尼；35-萨维纳斯；36-索尔特维尔；37-盐岭；38-南德克萨斯；39-加拿大西部；40-威利斯顿；41-扎格罗斯；42-泽希斯坦.43-阿加迪尔；44-阿基坦；45-贝蒂克；46-拜赖希德；47-卡森；48-坎塔布连–西比利牛斯；49-第聂伯–顿涅茨；50-基尔；51-死海；52-东亚平宁；53-厄立特里亚；54-索维拉；55-弗莱米什海山口；56-几内亚比绍；57-乔治斯浅滩；58-霍斯舒；59-珍妮的贞德；60-曼达瓦；61-马任加；62-默西亚；63-毛利塔尼亚；64-莫桑比克；65-北角；66-俄耳甫斯；67-普利皮亚特；68-鲁菲吉；69-塞布尔；70-塞内加尔；71-萨菲；72-索马里–肯尼亚；73-斯科舍边坡；74-斯维尔德鲁普；75-南惠尔；76-苏伊士；77-塔尔法亚；78-惠尔；79-也门；80-本格拉–纳米贝；81-古巴；82-坎宁；83-卡那封；84-坎波斯；85-圣埃斯皮里图；86-墨西哥湾岸区；87-大卡维尔–加姆萨尔–库姆；88-加蓬；89-海地；90-卡鲁特；91-北克尔曼；92-库车；93-宽扎；94-下刚果；95-彼得恰帕斯；96-赤道几内亚；97-萨菲；98-塞尔希培–阿拉戈斯；99-萨利纳–西格斯比；-桑托斯；-苏里南.-南亚得里亚；-阿马迪厄斯；-阿巴拉契亚高原；-阿塔卡马；-渤海湾；-巴利阿里群岛；-昌克勒；-喀尔巴阡；-埃布罗；-阿联酋；-弗林德斯；-大卡维尔–加姆萨尔–库姆；-哈伊马纳–波拉蒂；-伊利杰克–大不里士；-北克尔曼；-库车；-利古里亚；-黎凡特；-麦肯齐；-墨西拿；-奥菲瑟；-阿曼–费胡德；-奥连蒂–乌卡亚利；-帕里岛–埃尔斯米尔中部；-悖论；-西西里岛；-盐岭；-特兰西瓦尼亚；-伊特鲁里亚；-扎格罗斯）

由上图可以看出，克拉通型盐盆地主要分布于北半球，集中于中欧地区、地中海周围、北美中部、东西伯亚等地，南半球克拉通含盐盆地主要分布于澳大利亚西部，波斯湾两岸有各小型克拉通型盐盆地，由此在波斯湾地区形成大片含盐盆地。裂谷型盐盆地主要集中于死海-红海一带、地中海西侧欧洲与非洲之间、北美东海岸等地，其中红海是现今全球存在的唯一一个处于威尔逊旋回初级阶段的裂谷盆地。被动陆缘型盐盆地主要分布于南半球，集中于南大西洋两岸，如坎波斯盆地、桑托斯盆地等，白垩纪其随南大西洋张裂，逐渐被海水淹没发育为现今被动陆缘，其次为墨西哥湾被动大陆边缘和澳洲西北卡那封盆地等。碰撞型盐盆地主要集中与地中海残余盆地周缘，整体呈近东西向展布于欧洲大陆南部一带，与海西遭山带走较为一致。

基于全球古板块进行再造及岩相古地理研究，可以看出地史上许多含盐盆地所处的气候带大致对应于气候带中的副热带高气压带。现今的副热带高气压带以下沉的干冷空气为特点，中心区域位于约南、北纬35°，大约为南、北纬25°到40°之间。它们受季节影响，在南、北半球的夏季，分别向南、北半球移动（Kotteketal.,）。副热带高气压带是现今全球海水净蒸发量最大的区域，充分反映了除构造因素外，气候因素也是影响巨量蒸发岩沉积的重要原因，但并不是所有的大蒸发岩省都形成于副热带高气压带，在赤道及高纬度地区，也可见巨量蒸发岩沉积，如中大西洋南部的塞内加尔-几内亚比绍盐盆、卡罗莱纳盐盆等。

从古地理位置上看，蒸发岩沉积主要出现于泛大陆板块内部狭长的裂谷带（如南大西洋）、特提斯造山带的残余洋盆（地中海）、海-陆过渡带（波斯湾）、陆表海（北美）或孤立板块的台地中心（西伯利亚）。蒸发岩盆地多具有封闭特点，如泻湖、萨布哈、高山深盆地等，珊瑚礁常构成盆地与外海的壁障。盆地与周围地貌高差较大，且多低于海平面。潜流对盆地内盐分的补充起重要作用，此种构造环境下，海退背景有利盐岩沉积，海进背景有利海水灌入和渗流。

本文据（李江海、王洪浩、周肖贝等，，《盐构造》，科学出版社）修改补充