關于硫酸鈣礦物的成因理論，自18世紀以來，各國不斷開展對石膏礦床的研究。目前比較成熟的理論認為，硫酸鈣礦物是在濃鹽水中，在干旱的氣候下蒸發(fā)和沉淀而成的，這是由于被隔離的海、瀉湖、鹽湖水的蒸發(fā)造成鹽水濃度的增高。當正常的海水經(jīng)過蒸發(fā)，鹽度達到原來鹽度的3．35倍時，石膏便開始沉淀。

美國的地質學家認為，地下回流對石膏或硬石膏的形成至關重要。如果一個海水水體進行蒸發(fā)而新的海水又不斷加入，即回流，保持這個水體的原有體積不變，鹽水不久就會變濃至一定程度使鹽巖沉淀。因為濃化的鹽水從水體移出而同時加進新的海水，要使海水濃度保持在一個平衡值上，石膏加工設備則只能沉淀石膏。美國地質學者金在研究美國西得克薩斯州和新墨西州的二疊紀卡斯梯爾蒸發(fā)巖時認為，回流是通過一個狹窄的海道，由它將海與蒸發(fā)盆地聯(lián)系起來，輕的正常海水由海峽的表層流入盆地，補充由于蒸發(fā)而失去的水，盆地中密度大的濃化鹽水在輕的海水之下經(jīng)狹窄的海道流回海中。當蒸發(fā)盆地被完全封閉，僅由海泉供水，濃化鹽水的回流則只能向下流經(jīng)蒸發(fā)盆地底部及周圍的巖石。例如東埃塞俄比亞的皮西諾、德薩爾(丹那克爾凹地)，這個盆地原先以高度限制的開口與紅海聯(lián)結著，曾被第三紀和近代的火山巖流所隔絕，經(jīng)長期的蒸發(fā)和化學沉積作用，現(xiàn)在已沉積了很厚的石膏、鹽巖以及鉀堿礦物層。

在滲流地帶，新的海水或鹽水是從表面流入的，例如一個大浪潮可將海水推到正常出露的海潮平灘上。另外毛細管作用也可將新的鹽水引升到滲流一帶以補充由于蒸發(fā)所失掉的水分。當滲流地帶的孑L隙中的鹽水變濃而飽和度比較高的時候，由于密度比較高，重的鹽水下沉，輕的鹽水上升補充由于蒸發(fā)和回流失去的水分。這時底部沉積物和巖石滲透能力起著重要的作用。如滲透能力高，鹽水稍微變濃，即很快下滲移出，就不會達到使石膏沉淀所需的濃度。如滲透能力低，則鹽水的回流慢，形成高濃度鹽水，更多的可溶性鹽就將沉積。這就是現(xiàn)代海潮平灘所發(fā)現(xiàn)的含有少量鹽巖的石膏磨形成的機制。

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