Происхождение фосфоритов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Происхождение фосфоритов

31.07.2021

Для объяснения происхождения фосфатных отложений предлагались различные теории. Большинство из них несостоятельно и представляет только исторический интерес. Фосфатные пласты считались, например, скоплением копролитов рыб и более крупных животных, т. е. представляли собой разновидность подводного гуано. Перерыв в осадконакоплении, обусловленный отсутствием материалов, сносимых с суши, вызвал к жизни гипотезу концентрации копролитового материала. Другие авторы предполагали, что неблагоприятные условия для формирования карбонатов кальция во время перерыва в осадконакоплении способствовали скоплению фосфатных твердых частиц организмов. Хейс и Улрич считали, что черные девонские фосфаты в Теннесси были образованы в процессе механической переработки морем остаточных концентраций известных ордовикских фосфатов, развитых на той же территории. Фишер интерпретировал копролитовые пласты в Голте (Англия) как фосфатизированные губки.

Ни одна из приведенных теорий не объясняет всех наблюдаемых особенностей широко распространенных пластовых фосфоритов. Известны фосфаты, извлеченные из морской воды обитающими в ней организмами и сконцентрированные в твердых частях этих организмов. Аномально высокие концентрации таких костей, зубов, скелетов рыб или фосфатоносных твердых частей беспозвоночных образовали богатые фосфатом пласты. Однако относительная роль биогенного и абиогенного осаждения фосфора не совсем еще ясна. Тесная ассоциация фосфоритов и органического вещества и изобилие фосфатных скелетных остатков предполагают наличие причинно-следственной связи. Полное отсутствие фосфоритов в докембрии и их накопление в фанерозое с появлением первых скелетных организмов служит еще одним аргументом в пользу биогенного происхождения. С другой стороны, фосфориты и органическое вещество, как и сопутствующие им кремни, могут быть продуктами только одинаковых окружающих условий. Фосфатные гранулы и пеллеты связываются с фекальным происхождением. Ho, как отметил Мак-Килви с соавторами, широкие пределы их размерности, хорошая сортировка отдельных слоев, региональная зональность распределения средних размеров, сложная природа наиболее крупных образований, а также оолитовое строение многих из них не подтверждают гипотезы органического происхождения. Высказано предположение, что фосфат аммония, образовавшийся при разложении пелагических организмов, может быть агентом осаждения фосфата.

Присутствие окаменелостей свидетельствует о морском происхождении фосфоритов. Черный цвет и обычное присутствие углеводородных соединений указывают на анаэробные условия. Отсутствие окаменелостей организмов прикрепленных и донных типов и присутствие угнетенных форм, а также пирита и ассоциирующих с фосфатами темных сланцев еще раз подтверждают эту интерпретацию. Нехватка карбоната кальция как в скелетной форме, так и в виде осажденного карбоната и присутствие большого количества кремня свидетельствуют о несколько пониженном значении pH.

Казаков подметил, что фосфориты образуются главным образом в пограничной зоне между мелководными платформенными осадками и глубоководными геосинклинальными скоплениями. Платформенные фосфориты обычно желваковые и ассоциируют с глауконитом и песчаным материалом. Геосинклинальные фосфориты, пластовые, плитчатые, обогащены P2O5 и, как отмечали Мак-Килви и др., залегают вместе с темными глинистыми сланцами и кремнями. Эта концепция распределения фаций, по-видимому, подтверждается исследованиями стратиграфии пермской формации Фосфория и смежных формаций (рис. 11-32).

Несмотря на то что фосфор, как и железо, присутствует в морской воде лишь в незначительных количествах, в отдельных местах при благоприятных условиях он будет осаждаться в большом объеме. При определенных значениях Eh и pH могут создаваться условия, относительно неблагоприятные для отложения кальция. Сходство многих микроструктур (гранулы и оолиты) и общность литологических ассоциаций (пластовые кремни и темные глинистые сланцы), совместное залегание железистых силикатов (глауконита) и некоторых фосфатных отложений, а также аномально высокие концентрации Р2О5 в некоторых железистых силикатах и железистых карбонатах, особенно в глубоководных железистых кварцитах — все это свидетельствует о том, что обстановка накопления фосфоритов и железняков имеет много общего. В каждой из них накапливались две противоположные фации: кратонная, или платформенная, фация (желваковые фосфаты с глауконитом и оолитовые железняковые фации) и геосинклинальная, или глубоководная, фация (пластовые фосфаты и пластовые железняки без оолитов). Глубоководная фация, по-видимому, требует в некоторой степени анаэробной обстановки, т. е. с несколько пониженным значением pH и с очень медленным или затрудненным процессом кластического осадконакопления. Платформенная фация является аэробной, с несколько повышенной турбулентностью и песчанистостью, хотя объем кластических скоплений невелик. Если эти условия сохраняются достаточно долго, то в результате циркуляции океанических вод будет обеспечено необходимое количество фосфора и железа. Таким же образом будет обеспечена поставка необходимого количества кремнезема для образования пластовых кремней, характерных как для докембрийских железистых кварцитов, так и для некоторых фосфоритов. Необычные условия, например бассейн с затрудненной конвекцией, не связанный с океаном, достаточно хороши, чтобы оттуда поступал приток нового материала плюс в значительной степени ограниченный привнос пластического материала и длительная стабильность земной коры — все это объясняет относительный дефицит слоистых отложений железа и фосфора. Если эти условия выполняются не полностью, то происходит отложение железа в виде рассеянных глауконитовых зерен, а фосфат осаждается в скелетных структурах беспозвоночных или присутствует в виде изолированных желваков или пеллет.

Остается открытым вопрос об истинном процессе осадконакопления фосфатов. Как и в случае с доломитами, кремнями и железняками, мы можем спросить: был ли первичным компонент, который существует в настоящее время? Были ли фосфатные материалы осаждены прямо из морской воды или существовали отложения, которые первоначально были известковыми, а впоследствии замещены фосфатом? А если это так, было замещение конседиментационным, происходившим на морском дне, или оно было эпигенетическим и происходило после литификации и воздымания? В общем, в настоящее время склоняются в пользу первой точки зрения, а именно, первичному осаждению фосфатов. Каких-либо переходов от известняков к фосфатам не наблюдается. He обнаружены также раковинные пласты, которые были фосфатизированными. Пелле-ты и оолиты несколько отличаются от пеллет и оолитов обычных известняков; они несколько сплющены, имеют трещины усыхания, во многих случаях они бесструктурны и характеризуются асимметричным расположением слоев. Они не выглядят как замещенные карбонатные ооиды. Существует вероятность того, что фосфор был извлечен из морской воды биологическим агентом и был высвобожден для более позднего осаждения в виде оолитов и гранул. Доказательства по этому вопросу в настоящее время недостаточно убедительны.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: