干盐湖表面常结着一层白壳,踩上去咔嚓作响,下面是松软的盐泥。很多人以为盐壳就是盐,其实它的成分随卤水浓缩程度变化,从碳酸盐到氯化物排成一列,看晶体就能读出这个顺序。
先看结晶顺序:碳酸盐、硫酸盐、氯化物依次析出
卤水蒸发时,溶解度低的盐先沉淀。碳酸钙与白云石最先析出,形成白色致密薄层,单层常只有 2–5 毫米;继续浓缩,石膏与芒硝登场,晶体粗大;最后才是石盐与钾盐。这个序列在实验室里可以用蒸发实验复现,顺序不会颠倒。
因此在同一个盐湖里,边缘常是碳酸盐壳,中部是石膏与芒硝,最低处才是石盐。从岸边走到湖心,脚下盐壳的成分在变,这条顺序就是浓缩程度的刻度,几百米内就能走完一遍。
盐壳表面的多边形是干缩与毛细作用的结果
盐壳失水收缩,裂成多边形,边缘向上翘,中间略凹。多边形直径多在 0.3–3 米之间,越靠近湖心越大,因为那里的盐层更厚、含水更多,收缩量也更大。多边形之间常见白色盐霜,那是毛细水最后蒸发的位置。
毛细作用把卤水送到表面,水分蒸发后盐在原地结晶,把多边形一点点顶高,一年能长 2–5 厘米。踩碎一块,下面常是蜂窝状的盐晶与泥的混合物,这是盐壳正在生长的证据。
晶体形态能定矿物:立方、针状、燕尾
石盐结晶成正方体,边长 1–5 厘米,解理面互相垂直,敲开成小方块,硬度低到指甲就能刻出痕。芒硝呈针状或粉末状,暴露在干空气中会失水,变成白色粉末,体积缩小近一半。
石膏常成燕尾状双晶,两片晶体对生,形似箭尾,长度可达数厘米。这三种形态在野外用放大镜就能分辨,比送化验快得多,也更适合现场判断。
盐壳是季节性的,别把一场雨后的溶解当成消失
雨季卤水淡化,表层盐壳溶解,湖面变成浅水;旱季重新结晶,盐壳又长回来。这一溶一析每年一次,盐壳的厚度与当年的蒸发量直接相关,年际差别可达数倍。雨后盐壳表面会积一层薄水,几个小时内又被蒸干。
本文判断:看到盐壳消失,只能说明当时卤水未饱和,不能说明盐湖消亡。判断盐湖处在哪个阶段,要看多年沉积序列,单次野外所见只能算一个瞬间。
关键数据
下列为常见量级,不同盐湖差别很大,厚度上限多见于钾盐湖,覆盖率随季节变化也很大。
- 盐壳多边形直径 0.3–3 米
- 盐壳厚度常见 2–30 厘米
- 石盐晶体边长 1–5 厘米
- 石膏燕尾双晶长可达数厘米
- 干盐湖表面盐壳覆盖率常超过 70%
- 盐湖沉积速率常见 0.1–10 毫米/年
盐壳判据在多源补给与风沙混入时会失效
有些盐湖同时接受泉水与海水补给,卤水成分不按一条蒸发路径走,结晶顺序被打乱,边缘也可能出现石盐。此时按位置判断成分必然出错,要靠化验校正,一张衍射图谱就能把矿物顺序排清楚。
风沙会把石英与长石颗粒混进盐层,盐壳变得粗糙发黄,肉眼像泥质壳。本文判断:先用溶解试验分开碳酸盐、硫酸盐与氯化物,再做位置推断。
参考文献
- 郑绵平 主编.《中国盐湖志》. 科学出版社, 2002. —— 盐湖类型与盐类沉积。
- 南京大学地质系岩石矿物学教研室.《结晶学与矿物学》. 地质出版社. —— 盐类矿物晶形。
- Warren, J. K. Evaporites: A Geological Compendium, 2nd ed. Springer, 2016. —— 蒸发岩序列。