Фосфатные породы известны с протерозоя. Высказано, кроме того, предположение, что некоторые пироксено-апатитовые породы архея являются метаморфическими продуктами изменения древнейших осадочных фосфоритов.
По генезису выделяются пять групп фосфатных пород: 1) продукты выветривания; 2) хемогенные осадки континентальных обстановок; 3) биогенные образования; 4) хемогенно-органогенные осадки морских обстановок и 5) продукты механического разрушения осадочных фосфоритов.
Фосфориты, образовавшиеся путем выветривания фосфатсодержащих карбонатных и вулканокластических пород, имеют в основном кайнозойский возраст. Они или выполняют углубления и карстовые воронки на фосфатоносных карбонатных породах, или образуются путем выщелачивания скоплений птичьего помета в районах с тропическим климатом (гуано). В первом случае в результате выветривания карбонатных, главным образом доломитовых пород с содержанием P2O5 не менее 0,5—1%, мало подвижные в растворе фосфаты накапливаются в углублениях, карстовых воронках, в которых наблюдаются перераспределение и концентрация кальциевых и алюминиевых фосфатов. В этих условиях формируются скопления рыхлых, крустификационных, натечных, рыхлых, мелонодобных, часто глинистых фосфоритов с содержанием P2O5 15—20%. К таким типам относятся месторождения Урала, Саяно-Алтайской области, Флориды (США), Северной Африки и др.
При выщелачивании карбонатов в ходе вертикальной циркуляции растворов формирующиеся фосфаты, растворяясь, опускаются все ниже по профилю выветривания, причем возникает зональный профиль: вверху алюмофосфаты с гидроокислами алюминия, глубже — алюмокальциевые фосфаты с глинисто-кремнистым веществом, а в основании — карбонаты с реликтовыми фосфатами кальция. Верхние части профиля могут содержать промышленные скопления фосфатного сырья.
Промывание атмосферными и грунтовыми водами гуано приводит с одной стороны, к удалению органического вещества, а с другой — к фильтрации вод с растворенными фосфатами в подстилающие породы, в основном рифовые известняки. Это приводит к процессам метасоматического замещения карбонатного вещества и возникновению зернистых фосфоритов инфильтрационного типа.
В условиях континентальной седиментации возникают вивианититы и некоторые типы костных скоплений. Процесс образования вивианитов тесно связан с областями накопления растительной массы (болота, старицы и т. д.), в которых возникают восстановительные условия и происходит миграционная концентрация железа и фосфора. Здесь же образуются залежи торфовивианитов. Участками накопления костных остатков (млекопитающих, рептилий, рыб) являются пещеры и дельтовые области.
Вопросы фосфатонакопления в морских условиях решаются в двух аспектах: определение источника фосфора и расшифровка его поведения на разных стадиях литогенеза. В морские и океанические бассейны этот элемент поступает вместе с растворенными веществами речного стока и путем выноса гидротермами из глубоких сфер Земли. Возможно, некоторое его количество выщелачивается из эффузивных пород, слагающих дно Мирового океана.
Из морской воды фосфор извлекается организмами, частично он может сорбироваться глинистыми частицами. Небольшое количество фосфата кальция используется некоторыми формами брахиопод, а также позвоночными для постройки скелета (раковин, костей, чешуи и т. д.). При захоронении этих остатков возникают первичные биоморфные фосфориты.
Первичная концентрация рассеянного в осадке фосфора, видимо, связана с биологической продуктивностью планктона, чаще в условиях трансгрессии моря. Диагенетическое и более позднее перераспределение, а также формирование конкреций, желваков и других стяжений зависит от физико-химических условий существования норовых и грунтовых вод. В обстановке постседиментационных изменений могут возникать и вторичные биоморфные фосфориты, а также сложного состава керченитовые породы.
Менее разработана теория формирования морских зернистых фосфоритов, выделяемых как геосинклинальные пластовые. Они переслаиваются с шельфовыми карбонатными (доломитовыми) и кремнистыми породами. Гипотеза, предложенная А.В. Казаковым, допускает перемещение холодных глубоководных, насыщенных фосфором растворов в шельфовую зону, в пределах которой под влиянием изменившихся физико-химических условий осаждались фосфаты кальция. Проведенные океанологические исследования не выявили глубоководных областей первичной концентрации фосфора в морской воде, но подтвердили факт подъема глубинных холодных вод. Это явление (апвеллинг) используется для объяснения продуктивности фосфорнесущего планктона в качестве источника первичной концентрации фосфатов в донных осадках. Однако перенос данного механизма фосфатонакопления на древнюю седиментацию не согласуется с реконструкцией обстановок древнего осадконакопления, которые расшифровываются как мелководные в условиях тропического климата. Иное распределение областей фосфатонакопления в прошлом, возможно, следует искать в особенностях экологии древнего планктона.
Алюмофосфатные породы представлены несколькими генетическими типами. Среди них выделяются продукты выветривания, осадочные и вулканогенно-осадочные образования. Наиболее значительные скопления алюмофосфатов отмечены в разрезах молодых латеритных кор выветривания, развитых на осадочных фосфатоносных породах, диабазах, пегматитах, апатитоносных метаморфических породах и карбонатитах, а также отложениях океанических островов, содержащих гуано. Осадочные алюмофосфаты, имеющие диагенетическое происхождение, в виде конкреций и прослоев известны в угленосных толщах. Вулканогенно-осадочные алюмофосфатные породы описаны среди углисто-кремнисто-глинистых отложений. Вероятно, они сформировались в процессе гальмиролиза вулканического материала на дне бассейна.
Обломочные фосфориты встречаются сравнительно редко. Ими могут быть скопления костного детрита или продукты перемыва пеллетовых, строматолитовых пород, конкреций и стяжений более древних отложений.
Образование монацитовых песков происходит в три стадии: 1) обогащение монацитом продуктов выветривания гранитов, пегматитов и аплитов; 2) увеличение содержания этого минерала за счет истирания неустойчивых компонентов-спутников (полевые шпаты и др.) и отделения глинистого вещества при транспортировке; 3) формирование прослоев монацитовых песков в зоне волнений на пляжах водоемов (озера, моря) путем отделения минералов с меньшим удельным весом.
Главная