ФОСФОРИТЫ Выполнила студентка 5 курса группы ГГР-2 -09

ФОСФОРИТЫ Выполнила: студентка 5 курса группы ГГР-2 -09 Ильина Алёна

Фосфоритные отложения распространены на многих шельфах и подводных горах современных океанов. Ресурсы фосфора в водах Мирового океана оцениваются в 100 млрд т (Батурин, Покрышкин, 1980). По данным Д. Меро они составляют 300 млрд. т. Фосфоритовые образования на дне океана впервые были открыты на банке Агульянс, к югу от южноафриканского побережья, во время экспедиции на “Челенджере” в 1873 -1876 гг.

Распространение Подводные фосфориты обычно встречаются на глубинах менее 1000 м, т. е. на континентальных окраинах: прибрежных банках и краевых плато. Они наиболее многочисленны на западных окраинах континентов, но иногда встречаются и на восточных окраинах, например на плато Блейк, расположенном в прибрежной зоне юговосточной части Северной Америки. Фосфориты приурочены к различным формам рельефа и залегают на пологом внутреннем и внешнем шельфе, в верхней и средней частях континентального склона, на подводных возвышенностях, плато, банках.

Различают фосфориты шельфа и фосфориты подводных гор. Рис 1. Распространение фосфоритов на дне океанов. Обозначены: мелкие (I) и крупные (II) залежи фосфоритов в приконтинентальных районах и фосфориты на подводных горах открытого океана (III). Заштрихованы части континентов, обеспеченные фосфатным сырьем за счет наземных месторождений.

Шельфовые фосфориты распространены на обширных площадях, выделяемых в качестве фосфоритоносных провинций: Восточно- и Западно атлантической в Атлантическом океане, Калифорнийской и Перуано-Чилийской в Тихом океане (Батурин, 1978). Некоторые из этих провинций, в частности, Восточно- и Западноатлантическая и Калифорнийская, примыкают к известным фосфоритоносным бассейнам мезозоя— кайнозоя, расположенным в прибрежных районах континентов. Помимо этого локальные скопления фосфоритов обнаружены и на других шельфах.

Территория распространения Западноатлантическая провинция Плато Блейк Ресурсы 4, 53 млрд. т около 2 млрд. т Банка Агульяс 450 млн. т Шельф Юго-Западной Африки 4 млрд. т Шельф Западной и Северо. Западной Африки 400 млн. т Перуано-Чилийская провинция >100 млн. т

Фосфориты на подводных горах распространены главным образом в Тихом, реже Атлантическом и Индийском океанах на гайотах. В Тихом океане фосфориты найдены на подводных горах в районе Маршалловых островов, в горной системе Маркус -Неккер. Глубина их залегания от 300 м до 4 км, чаще 1— 2, 5 км. В Индийском океане фосфориты выявлены на подводных горах в Западно-Австралийской котловине на глубинах 1, 7— 3, 7 км. Фосфориты на шельфах приурочены к биологически продуктивным зонам океана и формируются в восстановленных биогенных осадках, обогащенных органическим веществом, но содержащих значительную примесь терригенного материала. Фосфориты на подводных горах сформировались в зонах с низкой биологической продуктивностью, в окислительной обстановке, путем фосфатизации карбонатных пород и базальтоидов.

Строение и состав фосфаритов Фосфориты представлены небольшими (до 3 мм) фосфатными зернами, желваками (до 10 см), конкрециями различного размера и формы, корками, конгломератами, брекчиями, иногда целыми плитами массой до сотен килограммов, фосфатизированными осадками и вулканическими породами. Обычно фосфориты светлокоричневого цвета, но могут быть и более темными или даже черными при высоком содержании примесей. Твердость по шкале Маоса около 5, а удельный вес 2, 7— 2, 8 г/см 3.

Морфология и внешний вид фосфоритов зависят от глубины их нахождения. В прибрежных зонах они представляют собой пески, скопления зерен и оолитов, плотные и рыхлые желваковые и конкреционные стяжения, плитчатые, округлые, глыбовые и глыбово-ячеистые агрегаты размером от первых сантиметров до нескольких дециметров и массой до десятков килограммов. На подводных абиссальных горах и холмах — это твердые, реже рыхлые светлые, коричневатые или зеленоватые породы, залегающие в виде линзовидных прослоев, плит и неправильной формы тел среди фосфатизированных в различной степени известняков. Часто они покрыты корками гидроокислов Мn и Fe. Строение фосфоритов определяется формами и размерами выделений фосфатного вещества и степенью его кристалличности, формой и размерами нефосфатных примесей; соотношениями между различными по составу и морфологии компонентами пород.

Изучение субмикроскопического строения фосфоритов позволило Г. Батурину, В. Дубинчуку (1979) выделить следующие типы морфоструктур: 1)органогенные, обусловленные наличием в породе остатков микропланктона, микрофауны и костного детрита; 2)колломорфные, без признаков кристаллического строения (стекловидные, натечные, сгустковые, хлопьевидные, колломорфно-зернистые); 3)кристалломорфные, с четко проявляющимися кристаллическими элементами(кристаллически-зернистые, пластинчатые, призматические, шестоватые, игольчатые, веретенчатые, блоковые, радиально-лучистые); 4)комбинированные или сложные, включающие в себя элементы колломорфных и кристалломорфных структур, а также глобулярные и глобулитовые.

Рис 2. Типы морфоструктур фосфоритов (по Г. Батурину. В Дубиичуку. 1979) а – органогенная структура рыхлых конкреций с шельфа Перу. б стекловидный фосфат на остатки диатомей в рыхлых конкрециях с шельфа Перу. в- радиально-лучистое строение сферолитов в голоценовых плотных конкрециях с шельфа юго-западной Африки. г — колломорфный фосфат с элементами зернистой структуры на поверхности панцирей диатомей в гологеновых плотных конкрециях с шельфа юго-западной Африки.

Наиболее распространенный фосфатный минерал фосфоритов — фторкарбонатапатит, называемый коллофаном (аморфная модификация) или франколитом (кристаллическая разность). Коллофан Франколит

Химический состав фосфоритов характеризуется присутствием урана, Ni, Со, редкоземельных элементов (лантаноиды цериевой группы), стронция, реже отмечаются примеси свинца, ванадия, скандия, циркония, селена и др. Состав фосфоритов непостоянен и варьирует в широких пределах (таблица 1). Таблица 1. Средний химический состав фосфоритов Мирового океана.

Генезис фосфаритов Существует несколько гипотез происхождения фосфоритовых конкреций: • биогенная (Д. Меррей и А. Ренар), • вулканогенная (Н. Шатский), • хемоганная (А. Казаков), • биохимическая (Г. Бушинский), • метасоматическая (Л. Эймс), • вулканогенно-осадочная (Н. Шатский), • биогенно-диагенетическая (Г. Батурин).

Биогенно-диагенетическая гипотеза Согласно концепции Г. Батурина, апвеллинг обеспечивает приток фосфора с глубин в приповерхностный слой, где он утилизируется фитопланктоном. Высокая биологическая продуктивность этих зон определяет высокую биогенную седиментацию. Процессы литификации и диагенеза приводят к образованию фосфатных стяжений, которые затем претерпевают переотложение, перемыв, способствующий обогащению осадков фосфором.

Рис. 3. Схема процесса формирования современных фосфоритов в зонах Прибрежного апвеллинта. I — подъем и поставка фосфора в поверхностные воды, II — биологическая продуктивность; III— биоседиментация; IV— диагенез и формирование фосфатных стяжений; V— перемыв осадков при изменениях уровня океана и остаточная концентрация фосфатных стяжений. 1— планктон. Осадки: 2 — пески; 3 - биогенные кремнистые; 4 - биогенные известковые илы; 5 - ракушки; 6 формирующиеся фосфатные стяжения; 7 - литифицироввнные фосфатные стяжения, предшествующих генераций; 8— осаждение фосфора из воды на дно в составе органического детрита; 9 — миграция фосфора в осадках при диагенезе.

Возраст фосфоритов Первые исследователи считали, что все фосфориты, залегающие на поверхности дна, являются современными. По литолого-геохимическим, микропалеонтологическим и геохронологическим данным возраст океанских фосфоритов в различных районах колеблется в пределах от мелового до современного. Наиболее древние (меловые) фосфориты встречены на ряде подводных гор Мид Пасифик в северной тропической зоне Тихого океана. Возраст фосфоритов многих шельфовых районов океана миоценовый. На шельфах Намибии, Перу—Чили и у восточного побережья Австралии обнаружены современные и позднечетвертичные фосфориты.

Возможности промышленного освоения морских фосфоритов Огромные ресурсы фосфоритов на шельфе, качество изученных залежей, отвечающее кондиционным требованиям, позволяют считать их потенциальным промышленным типом фосфоритовых месторождений. В настоящее время фосфориты подводных гор представляют в основном научный интерес — их изучение способствует выяснению процессов фосфоритообразования в океане. Эти фосфориты отличаются от шельфовых петрографическим составом, условиями размещения, залеганием на больших глубинах в океане, что снижает их значение как потенциального источника фосфатного сырья. Большой практический интерес представляют собой скопления фосфоритов Японского и Охотского морей, в наибольшей степени — на поднятии Ямато в центре Японского моря. Фосфориты этого района делятся на три типа (по И. Мирчинку): 1) обломки плитчатых фосфатизированных диатомитов; 2) фосфорные желваковые конкреции; 3) плитчатые псефито-псаммитовые породы с фосфатизированным цементом.

Наиболее изучены поля распространения фосфоритов вдоль Калифорнийского побережья и у берегов Флориды (США). Наиболее значительные скопления обнаружены у берегов Мексики (лагуна Санта-Доминго), представленные хорошо сортированными фосфатными песками. Проводятся рекогносцировочные исследования фосфоритов на хр. Неккер в южной части Императорских гор, в горах Музыкантов и в Северо-Западной котловине Тихого океана. В целях прогнозной оценки фосфатного сырья на дне Мирового океана изучают закономерности размещения крупных скоплений фосфоритов, изменчивость их состава, благоприятные факторы их накопления, отрабатывают методику поисковых работ и технологию добычи. В настоящее время опытная разработка подводных залежей фосфоритов проводится на шельфе Калифорнии (США).

Рис. 17. Карта морского дна района Южной Калифорнии (Emery, 1960). 1 - станции сбора фосфоритовых конкреций; 2 - возможные залежи фосфоритов; М - места взятия образцов, содержащих миоценовые и более поздние фораминиферы; Р - плиоценовочетвертичные фораминиферы Глубина указана в футах.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!