Geologie

Die chemische Zusammensetzung der Oberflächenwässer Sie unterscheidet sich vom Meerwasser vor allem durch das Verhältnis der auftretenden Ionen, abgesehen vom großen Unterschied in der Höhe des Salzgehalts. HCO₃^-, Ca²⁺ und SO₄^2- sind die wesentlichen Ionen des Süßwassers. Sie stammen zum überwiegenden Teil aus den Verwitterungslösungen magmatischer, metamorpher und sedimentärer Gesteine. Im einzelnen werden deshalb die kontinentalen Salzabscheidungen der heutigen Salzseen stark von den anstehenden Gesteinen bzw. Böden im Einzugsgebiet der Wasserzuführung beeinflußt.

Die Möglichkeiten der terrestrischen Salzbildungen Man unterscheidet nach LOTZE 3 Formen von terrestrischen Salzbildungen:
1. Salzausblühungen, Salzkrusten,
2. Salzsümpfe, Salzpfannen,
3. Salzseen.
Alle 3 Formen treten entweder örtlich nebeneinander oder in zeitlicher Folge nacheinander auf.
Salzausblühungen und Salzkrusten Sie bilden sich in oder auf trockenem Boden, vor allem innerhalb von Steppen und Halbwüsten in sogenannten Salzsteppen. Die Salze werden aus dem Verwitterungsschutt durch den Tau aus kapillar aufsteigendem Grundwasser ausgefällt. Die Abscheidungen bestehen hauptsächlich aus Calcit bzw. Aragonit, Gips oder Steinsalz (Halit). Diese und andere Salze reichern sich am Ort der ausscheidung als Oberflächenkruste an, da zum Abtransport nicht genügend Wasser vorhanden ist.
Salzsümpfe und Salzpfannen Innerhalb von Salzsümpfen scheidet sich das Salz in oder auf erdigem Schlamm aus, der von konzentrierter Salzlösung oder festem Salz durchsetzt wird. Salzpfannen weisen sporadische Wasserbecken zwischen ausgetrockneten Flächen auf. Auf letzteren hat sich gewöhnlich eine Salzkruste abgeschieden. Salzpfannen bilden Übergänge zu Salzseen.
Salzseen Aus ihnen scheiden sich Salze aus konzentrierter wäßriger Lösung ab. Die meisten Salzseen befinden sich in ariden Klimazonen. Größtenteils handelt es sich um abflußlose Konzentrationsseen.

Die Minerale der terrestrischen Evaporite Es befinden sich neben Ca-Karbonaten, Ca-Sulfaten und Halit auch Karbonate und Sulfate der Alkalien, darunter auch solche wie Soda, Glaubersalz und Thenardit, die in den marinen Salzgesteinen als Primärausscheidungen nicht auftreten.

Die wichtigsten Minerale der terrestrischen Evaporation:

Chloride:			Sulfate:
Steinsalz (Halit)	NaCl		Gips	CaSO4*2H2O
Karbonate:			Anhydrit	CaSO4
			Glaubersalz (Mirabilit)	Na2SO4*10H2O
Aragonit, Calcit	CaCO3		Thenardit	Na2SO4
Dolomit	CaMg(CO3)2		Epsomit	MgSO4*7H2O
Soda (Natrit)	Na2CO3*10H2O		Borate:
Trona	Na2CO3*NaHCO3*2H2O
Nitrate:			Kernit	Na2B4O7*4H2O
			Borax (Tinkal)	Na2B4O7*10H2O
Natronsalpeter (Nitronatrit)	NaNO3		Colemanit	Ca2B6O11*5H2O
Kalisalpeter (Nitrokalit)	KNO3		Ulexit	NaCaB5O9*8H2O

Der Salzgehalt des Meerwassers Im Unterschied zur örtlich schwankenden Konzentration der gesamten Salzmenge im Meerwasser ist das gegenseitige Verhältnis der gelösten Bestandteile sehr konstant. Der durchschnittliche Salzgehalt (die Salinität) des Meerwassers liegt bei 35‰.
Den 4 wichtigsten Kationen Natrium (Na⁺), Kalium (K⁺), Magnesium (Mg²⁺) und Calcium (Ca²⁺) stehen 3 wichtige Anionen Chlor (Cl^-), SO₄^2- und HCO₃^- gegenüber. Neben diesen Hauptkomponenten enthält das Meerwasser noch etwa 70 Nebenbestandteile. Das Meerwasser bildet den größten Vorrat an gelösten Chloriden und Sulfaten der Alkalien und der Erdalkalien auf der Erdoberfläche.

Hauptbestandteile des Meerwasser bei 35 ‰ Salzgehalt.

Kationen	g/kg		Anionen	g/kg
Natrium	10,75		Chlor	19,345
Kalium	0,39		Brom	0,065
Magnesium	1,295		SO4	2,701
Kalzium	0,416		HCO3	0,145
Strontium	0,008		BO3	0,027

Die wichtigsten kationen stammen aus Verwitterungs- und Lösungsprozessen auf den Kontinenten. Im Gegensatz dazu werden die Anionen Chlor (Cl^-), SO₄^2- und HCO₃^- nach mehreren Forschern wesentlich auf Entgasungsprozesse der tieferen Gesteinszonen der Erdkruste und des Erdmantels zurückgeführt.
Die leichtlöslichen Salzminerale, die den chemischen Hauptkomponenten des Meerwassers entsprechen, können sich nur ausscheiden, wenn ihre Konzentration durch besondere Verdunstungsvorgänge sehr stark erhöht ist. Dabei muß die Wassermenge auf etwa 1/60 der ursprünglichen Menge eingeengt sein, ehe die Abscheidung der Kalium,Magnesium-Salze einsetzt. Derartige Bedingungen sind in der Natur nur relative selten verwirklicht. Im einzelnen ist die Ausscheidungsfolge der verschiedenen leichtlöslichen Meersalze wegen der zahlreichen möglichen Mineralphasen recht kompliziert und wird von verschiedenen Umständen beeinflußt. Häufig sind zudem die etwas früher ausgeschiedenen Salzminerale durch diagenetische oder metamorphe Umwandlungsvorgänge beeinflußt. Umkristallisation erfolgt nicht selten unter Beteiligung hinzutretender Restlaugen.
Bei den selteneren Elementen im Meerwasser spielen besonders Brom, Strontium und Bor eine wichtige Rolle.

Die Minerale der marinen Evaporite In den Salzlagerstätten sind etwa 50 Haupt- und Nebenminerale nachgewiesen worden.

Die wichtigsten Minerale der marinen Evaporite:

Karbonate:			Sulfate:
Dolomit	CaMg(CO3)2		Anhydrit	CaSO4
Chloride:			Gips	CaSO4*2H2O
			Kieserit	MgSO4*H2O
Halit	NaCl		Polyhalit	K2SO4*MgSO4*2CaSO4*2H2O
Sylvin	KCl		Chlorid und Sulfat:
Carnallit	KCl*MgCl2*6H2O
Bischofit	MgCl2*6H2O		Kainit	KCl*MgSO4*2,75H2O

[Bischofit ist in den marinen Salzlagerstätten außerordentlich selten.]

Die Salzgesteine Salzgesteine unterscheiden sich zunächst durch ihre große Wasserlöslichkeit, durch ihre hohe Plastizität und ihre relativ geringe Dichte von den übrigen Sedimenten und Sedimentgesteinen.
Halitit ist ein monomineralisches Salzgestein aus Halit (Steinsalz). Es bildet sehr mächtige Lager. Durch tonig-sulfatische Zwischenlagen kommt eine rhythmische Schichtung zustande.
Sylvinit, das kalireichste Gestein, besitzt als Hauptgemengteil Sylvin neben Halit. Meistens ist eine Schichtung durch Wechsellagerung der beiden Minerale erkennbar.
Es gibt verschiedene sogenannte Hartsalze. Das sulfatische Hartsalz besteht aus Halit, Sylvin und mehreren sulfatischen Salzmineralen. Die Unterscheidung der verschiedenen Hartsalze erfolgt durch die Art der beigemengten Sulfatminerale.
Carnallitit besteht im wesentlichen aus Carnallit und Halit.
Daneben gibt es weitere regional vorkommende Salzgesteine.
Charakteristische Unterschiede in der Mineralzusammensetzung der Salzgesteine von Kalisalzlagerstätten lassen die Untergliederung in einen Sulfat- und einen Chloridtyp zu. Diese Unterschiedung ist nicht nur von wissenschaftlicher Bedeutung, sondern auch für die wirtschaftliche Nutzung der Kalisalzlagerstätten wichtig.

Voraussetzungen für die Entstehung mariner Evaporite Die natürliche Konzentration von Meerwasser ist unter folgenden Voraussetzungen möglich:
In einem weitgehend durch eine Schwellenzone oder eine Meerenge vom offenen Meer abgeschnürten Meeresbecken muß ein kontinuierlicher oberflächlicher Nachfluß von Meerwasser gewährleistet, ein Rückfluß der konzentrierten Lösung jedoch verhindert sein. Über die Schwellenzone strömt Meerwasser in dem Maß nach, wie es im anschließenden Becken verdunstet. Zudem darf durch besondere klimatische Bedingungen die Menge des verdunsteten Beckenwassers nicht durch Zuführung von Flußwasser oder Niederschlägen ersetzt werden. Damit konnten die gewaltigen Salzmächtigkeiten von einigen 100 m aus einer relativ flachen und sich gut durchwärmenden Lösung entstehen, wozu sonst bei einem einmaligen Eindunstungsvorgang eine Meerestiefe von mehreren Kilometern nötig wäre.

Primäre Kristallisation In Abhängigkeit vom jeweiligen Löslichkeitsprodukt bildet sich im Idealfall ein ganzer Zyklus unterschiedlicher Evaporite, der mit der Bildung von Kalziumkarbonat beginnt und mit derjenigen des Kalisalzes endet (Salinarzyklus). Dieser kann einmalig ablaufen, in der Regel wiederholt er sich jedoch in Abhängigkeit von der Meerwasserzufuhr vollständig oder in Teilen.
Aus einer 1.000 m mächtigen Meerwassersäule kann sich durch Eindampfung maximal eine Salzfolge von knapp 16 m Dicke abscheiden.

Salinarzyklus:

	Minerale	Formel		Salze	Mächtigkeit (m)
Beginn	Kalzit	CaCO3		Mg-Sulfate u. -Chloride	2,40
↓	Dolomit	(Mg, Ca)CO3		K-Sulfate u. -Chloride	0,40
	Gips	Ca[SO4] * 2H2O		NaCl	12,40
	Anhydrit	CaSO4		CaSO4	0,50
	Steinsalz (Halit)	NaCl		CaCO3	0,05
Ende	Kalisalz, Sylvin	KCl		Summe:	15,75