Фосфориты

Что такое фосфориты: определение, описание с фото, месторождения, добыча и практическое применение

Земная кора состоит из сотен различных горных пород. В этой статье речь пойдет лишь об одной из них. Что такое фосфориты? Какими физическими и химическими свойствами они отличаются? В каких странах их добывают, и как используют в современном мире? Обо всем этом мы расскажем вам далее.

Общие сведения о породе, ее состав и свойства

Итак, что такое фосфориты? Это горная порода осадочного происхождения, состоящая преимущественно из фосфорного ангидрита (химическая формула – P2O5), окисей кальция и некоторых других минералов – кварца, доломита, халцедона, глауконита и прочих. В состав фосфорита также могут входить оксиды железа, алюмосиликаты, органические вещества.

Внешний облик этой горной породы чрезвычайно разнообразен. Чаще всего фосфориты имеют вид темно окрашенных камней причудливых форм. Наиболее распространена темно-серая окраска, немного реже встречаются образцы бардового или коричневого цвета. Нередко фосфориты представлены в виде круглых шаров с лучистым строением в изломе, либо крупных плит до 0,5-1 метра в толщину.

Фосфорит – относительно твердая порода с непостоянным минеральным составом и достаточно плотным строением. Если рассматривать ее излом через микроскоп или сильную лупу, то можно разглядеть отдельные песчинки, раковины и фрагменты скелетов мелких морских организмов.

Происхождение фосфоритов

Происхождение данной породы – органическое, а именно – биолитическое.

Фосфориты образовались из остатков морских организмов – раковин, костей, панцирей, которые в больших количествах накапливались в донных отложениях неглубоких реликтовых морей (до 1000 метров).

В дальнейшем они разлагались и поддавались сложному химическому преобразованию. Не исключено, что это происходило при участии живых бактерий.

Рассмотрим этот процесс более подробно. Одноклеточные организмы (планктон) способны усваивать фосфор из морской воды. Более крупные существа (например, рыбы или моллюски), питаясь планктоном, насыщают этим элементом свои организмы.

Умирая, они способствуют концентрации фосфора в донных отложениях. И, в то же время, являются добычей все для тех же микроорганизмов.

Такой непрерывный и длительный круговорот фосфора в природе как раз и привел к формированию фосфатных пород и минералов.

Фосфориты часто присутствуют в геологических отложениях древних морей в виде округлых конгломератов или же массивных обломочных кусков. Нередко – в черных или бурых глинах. Такое месторождение, к примеру, можно увидеть на берегу Москвы-реки, близ села Коломенского.

Исходя из текстурных особенностей и насыщенности породы фосфатами, выделяют несколько генетических типов фосфоритов:

1. Зернистые – породы, содержащие определенное количество мелких зерен и полосок фосфатов размером до двух миллиметров, соединенных глинисто-железистым или же карбонатным «цементом». P2O5 колеблется в пределах от 7 до 16 %.
2. Пластовые – относительно однородные породы, состоящие из микрозерен мощностью не более 0,1 миллиметров. Залегают в виде продольных пластов (откуда и название). P2O5: 26-28 %.
3. Желваковые (конкреционные) – состоят из конкреций округлой или почковидной формы размером свыше двух миллиметров. В отличие от пластовых, месторождения желваковых фосфоритов бедные и маломощные. P2O5 варьируется в широких пределах (от 12 до 38 %).
4. Ракушечные – это особая разновидность фосфоритов с высоким содержанием фосфатных ракушек в структуре породы. P2O5: 5-12 %.

Итак, что такое фосфориты, мы уже разобрались. Теперь давайте выясним, где их добывают, и как используют.

Добыча фосфоритов

Фосфориты залегают в земле чаще всего пластами, мощность которых колеблется в пределах от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. В одном месторождении может быть от двух до пятнадцати тонн породы на один квадратный километр площади выработки.

Фосфорит добывают, как правило, открытым способом. Если месторождение расположено под водой, используют специальные установки. Вместе с фосфоритами на поверхность обычно извлекается песок, грунт и некоторые другие горные породы. Нередко фосфориты залегают в недрах земли рядом с апатитами. В таком случае их добывают комплексно.

Основные запасы фосфоритов сосредоточены в следующих государствах (см. карту ниже):

• Марокко.
• Россия.
• США.
• Тунис.
• Украина.
• Чили.
• Перу.
• Науру.
• Иордания.
• Китай.
• Аргентина.

На территории Российской Федерации основные центры добычи расположены в Якутии, Мурманской, Воронежской, Смоленской, Курской и Калининградской областях. Более мелкие предприятия также можно встретить в Татарстане. На сегодняшний день, в данной сфере горной промышленности в России осуществляется ряд модернизаций.

Самым крупным месторождением фосфоритов остается Юсуфия в Марокко.

Применение фосфоритов

Порода, прежде всего, используется для производства минеральных удобрений для сельского хозяйства – так называемых аммофосов и суперфосфатов. Эти продукты применяют в агропромышленном комплексе для того, чтобы:

• увеличить урожайность сельскохозяйственных культур;
• улучшить качество грунта;
• замедлить процессы старения растений;
• обеспечить растения необходимыми питательными веществами (минеральными и органическими).

Еще один продукт, производимый из данной горной породы – фосфоритная мука. Это дешевое, эффективное и относительно безвредное минеральное удобрение, которое используется преимущественно на кислых почвах (тундровых, подзолистых и торфяных).

Помимо этого, процесс переработки фосфоритов сопровождается выделением большого количества серной и фосфорной кислоты. Поэтому, в местах добычи породы нередко вырастают довольно крупные химические комбинаты с полным циклом переработки сырья. Примеры таких предприятий в России: ОАО «Фосфорит», ОАО «Апатит», ОАО «Фосфорит-Портстрой» и другие.

В заключение…

Что такое фосфориты? Это осадочная горная порода темного цвета и в то же время полезное ископаемое, добываемое в ряде государств мира. Основные районы добычи фосфоритов сосредоточены в таких странах, как Россия, США, Марокко, Китай и Тунис. Главные «потребители» данной горной породы – сельское хозяйство и химическая промышленность.

Фосфорит Фосфатные породы

Минеральный и химический состав

К фосфоритам относятся обычно породы, содержащие 12—40% Р2О5; иногда значительный практический интерес представляют и породы с содержанием Р2О5 в количестве всего 5—6%. Главную роль в фосфоритах, по Г. И. Бушминскому, играют высокодисперсные минералы группы апатита.

Сюда относятся: фторапатит Са5 (PO4)3F, карбонатапатит, франколит Са10(РO4)6•[F2(ОН)2•(CO3)•О] и курскит Са8(РO4)4 • (СаO3)F2. Эти минералы наряду с гидроксилапатитом Ca5(РO4)3ОН, слагающим кости животных, наиболее широко распространены в обычных желвакообразных формах.

В конкреционных фосфоритах радиально-лучистого строения присутствует подолит Са10(РO4)6(СО3), а в пластовых фосфоритах — франколит и фторапатит.

Фосфатные породы  Фосфорит

Гидроксилапатит со временем превращается в апатит, на этом основан фторовый метод определения возраста костей из четвертичных отложений.

Качественное определение фосфора проще всего производить одним из следующих способов.

Фосфатные минералы присутствуют в породе или в виде конкреций и цемента, скрепляющего обломочные зерна кварца, глауконита и других минералов, или слагают почти всю породу. В последнем случае содержание фосфорнокислого кальция составляет до 95% от веса всей породы. Одновременно с этим изменяется и общий характер фосфоритовых залежей.

В первом случае они залегают в виде конкреционных желваков, иногда сливающихся между собой и образующих фосфоритовую плиту. Подобные залежи характерны для платформенных областей. Во втором случае фосфориты залегают в виде выдержанных однородных пластов, встречающихся главным образом в геосинклинальных областях.

Среди четвертичных болотных отложений встречаются вивианиты в виде землистых скоплений. Свежий вивианит имеет светло-серую окраску. При выветривании становится синим.

Химического состав конкреционных и пластовых фосфатных образований колеблется в широких пределах. Обычно их пластовые разновидности характеризуются значительно большим содержанием фосфора, чем желваковые.

Главные типы Фосфатных пород

Среди фосфатных отложений наиболее широко распространены морские фосфориты конкреционного и пластового типа.

Конкреционные фосфориты

Конкреционные фосфориты залегают в песчано-глинистых или карбонатных породах. Макроскопически представляют скопление обособленных или частично слившихся между собой конкреций, иногда образующих ноздреватую плиту. Нередко наблюдаются переотложенные конкреции, иногда прекрасно окатанные, с гладкой полированной поверхностью.

Подобной же как бы лакированной верхней поверхностью характеризуется иногда и фосфоритовая плита, образованная за счет слияния конкреций. Поверхность желваков может быть матовая, шероховатая или бугорчатая. Поперечник их обычно равен нескольким сантиметрам, значительно реже 10—20 см. Некоторые песчанистые желваки имеют снаружи углубления, напоминающие следы действия сверлящих организмов.

Иногда в центре желваков присутствуют кристаллы сульфидов цинка и свинца.

Среди конкреционных фосфоритов по внутреннему строению выделяют радиально-лучистые и желвакообразные; последние встречаются значительно чаще.

В желваковых конкрециях часто встречаются куски костей и фосфатизированной древесины, псевдоморфозы по некоторым органическим остаткам (раковины гастропод, некоторых пелеципод и кремнистых губок).

Иногда присутствуют также фосфатизированные копролиты. Часто наблюдается замещение фосфатами известкового вещества окружающей породы.

Это замещение начинается с наиболее мелких зерен и постепенно распространяется на более крупные частицы, в частности на органические остатки.

Пластовые фосфориты

По внешнему виду пластовые фосфориты менее типичны и похожи на известняки, песчаники и некоторые разновидности кремнистых пород. Поэтому для определения их требуется химическое и микроскопическое исследование.

Среди пластовых пород встречаются белые, очень мелкозернистые, иногда мягкие, реже — плотно сцементированные с раковистым изломом разновидности, иногда почти не отличимые по внешнему виду от мела, мергелей и светлых опок (Вольские фосфориты).

Артинские фосфориты Урала очень тонкослоисты. Темно-серые фосфатные слойки чередуются у них с более светлым карбонатным материалом.

Эоценовые каратагские фосфориты Таджикистана представляют собой породы стально-серого цвета, которые при выветривании становятся ржаво-бурыми. Они переслаиваются с карбонатными и кремнисто-глинистыми породами и состоят из мелких зерен фосфатов, погруженных в карбонатно-глинистый цемент. Подобные же зернистые образования известны и из эоценовых отложений Восточной Ферганы.

Геосинклинальные фосфориты, в отличие от платформенных, почти не содержат глауконита и примеси обломочных зерен.

Геологическое распространение и месторождения фосфоритов

Фосфориты встречаются в отложениях самого разного возраста, начиная с докембрия. К среднекембрийским породам приурочено крупное месторождение фосфоритов геосинклинального типа в Кара-Тау (Средняя Азия).

В нижнем силуре формировались фосфориты Подолии, Прибалтики и востока Сибири, в нижнем карбоне — фосфориты Закавказья. В артинское время в Западном Приуралье образовались маломощные залежи геосинклинальной формации.

Геосинклинальные образования широко распространены в пермских отложениях США (Скалистые Горы).

Юрские, меловые и в меньшей степени палеогеновые отложения европейской части России содержат в себе горизонты желвакообразных и отчасти пластовых (Вольск) фосфоритов.

Большие месторождения фосфоритов известны в верхнемеловых и палеогеновых отложениях Северной Африки, которые относились ранее к геосинклинальным, однако Н. С. Шатский (1955) установил их платформенное происхождение.

Древние образования часто приурочены к кремнисто-доломитовым толщам и ассоциируются с железными рудами.

Наиболее крупными эпохами фосфоритообразования являлись кембрийский, пермский и третичный периоды. Общая интенсивность процесса возрастала по мере перехода от древних к молодым отложениям.

Горная энциклопедия — значение слова Фосфориты

(a. phosphorites; н. Phosphorite; ф. phosphorites; и. fosforitas) — осадочные горн. породы, осн. компонентом к-рых являются скрыто- или микрокристаллич. фосфаты кальция из группы апатита. Heж. предел содержания P2O5 в Ф. условно принят 12%.Hаиболее распространённый фосфатный минерал Ф. — фторкарбонатапатит (франколит), гл.

особенностью к-рого является то, что в элементарной ячейке часть фосфора (PO43-) замещена углеродом (CO32-) c образованием непрерывного изоморфного ряда от фторапатита до курскита. Kроме углерода в фосфатных минералах Ф. нередки др. изоморфные замещения; кальций — стронцием, натрием и др.; фтор — группой OH, Cl, CO32- и др.; анион PO43- — анионом SO42-.

Hаиболее распространёнными формами нахождения фосфатного вещества являются микроконкреции (зёрна, оолиты, сферолиты), криптокристаллич. афанитовый фосфат («микросфорит»), изотропный и раскристал- лизованный фосфатный цемент желваковых Ф., фосфат, слагающий остатки организмов (преим. раковин), часть к-рых изначально состояла из фосфата кальция (ракушечные Ф.), a др.

часть образовалась в результате замещения фосфатом карбонатов (биоморфозы). Mинералогич. природа и петрографич. особенности фосфатного вещества существенно влияют на физ.-хим. свойства Ф., их растворимость, технол. особенности и пр.Kроме фосфатов кальция в состав Ф.

входят нефосфатные минералы: основные — доломит, кальцит, кварц, халцедон, глауконит; второстепенные — глинистые, алюмосиликатные, железистые минералы (пирит, гидроксиды железа), органич. вещество. B ещё более низких концентрациях присутствуют уран, редкоземельные элементы (лантаноиды цериевой группы), стронций, реже примеси Pb, V, Sc, Zr, Se и др.Ф. делятся на 2 генетич.

группы: морские и континентальные. Cреди морских выделяются след. литогенетич. типы Ф.: микрозернистые, зернистые, желваковые и ракушечные. Hазвания типам даны структурно-петрографические, но их различия гораздо более глубокие: они приурочены к разным геол. формациям, залегают на различных стратиграфич. уровнях, концентрируются в разных фосфоритоносных провинциях.Teп микрозернистыx Ф.

включает также оолитовые и афанитовые разновидности, связанные обычно c древними кремнисто-карбонатными формациями и распространённые преим. в фосфоритоносных провинциях Aзиатской, Aвстралийской и Cкалистых гор в Cев. Aмерике. Это обычно плотные, крепкие, тёмно-серые до чёрных породы c размером микрозёрен и микроконкреций обычно 0,01-0,5 мм.Зернистые Ф.

в Аравийско-Африканской фосфоритоносной провинции и Восточно-Американской фосфоритоносной провинции.Желваковые Ф. — конкреции, в к-рых фосфат играет роль цемента, скрепляющего обломочные и аутигенные зёрна др. минералов, связаны c глауконито-терригенной формацией преим. верхнеюрско-мелового возраста и распространены в фосфоритоносной пров. Bост.-Eвропейской платформы. Желваки ф.

темно- или буро-серые c шероховатой поверхностью или окатанные (гальки) размером от 3-5 до 50-150 мм.Pакушечные Ф. представляют собой фосфатные раковины беззамковых брахиопод и их детрит c примесью кварцевых зёрен; связаны c органогенно-терригенной формацией ордовика, распространены в Прибалтийском фосфоритоносном бассейне, в Cибири, в Aргентине и Боливии.Cреди континентальных Ф.

выделяются Ф. коры выветривания и органогенные — гуано (островные и пещерные). Bследствие выщелачивания карбонатов происходит остаточное накопление фосфатов, иногда до очень высоких концентраций P2O5 — 38-40% (м-ние Mаукок, CPB). Oбычно часть фосфата под воздействием инфильтрационных процессов растворяется и переотлагается c образованием остаточно-инфильтрационных Ф. Пo физ.-механич.

свойствам выделяются рыхлые (песчанистые, глинистые) и каменистые (твёрдые), залегающие среди рыхлых. Дp. группа Ф. коры выветривания образуется за счёт инфильтрац.-метасоматич. взаимодействия гуано птиц и летучих мышей c подстилающими карбонатами, реже др. породами. Эти процессы распространены в тропиках, на коралловых и др. островах (островные Ф.

) и в пещерах, населённых летучими мышами (пещерные Ф.).Установлена стратиграфич. приуроченность гл. накоплений Ф. в венде — кембрии, ордовике, перми, мелу — палеогене и неогене; литологич. связь c определ. формациями — кремнисто-карбонатной, терригенно- карбонатной, глауконито-терригенной, коры выветривания и др. Для морских Ф.

установлены закономерности условий их образования: устойчивый тектонич. режим (платформенный), аридные и полуаридные климатич. условия, шельфовое мелководье c огранич. карбонато-накоплением и пенепленизированной окружающей сушей.Kрупные участки земной коры, в к-рых концентрируются гл. накопления Ф.

, выделены как фосфоритоносные провинции: Aзиатская, Aвстралийская, Cкалистых гор (микрозернистые Ф), Aравийско-Aфриканская, Bост.-Aмериканская (зернистые Ф.), Bост.-Eвропейской платформы (желваковые Ф,). Bнутри провинций, реже также и вне их выделяются фосфоритоносные бассейны, в к-рых концентрируются однотипные и одновозрастные Ф.B пределах CCCP расположена сев. часть Aзиатской пров.

(Kаратауский, Aлтае-Cаянский бассейны, сев. часть Xубсугульского басе), б.ч. провинции Bост.-Eвропейской платформы (бассейны Bолжский, Днепровско-Донецкий, Aктюбинский), вост. окончание Aравийско-Aфриканской пров. (Kызылкумский басс).Генезис морских Ф. изучается давно. B прошлом господствовала биолитная гипотеза. B 1930-x гг. её сменила принципиально новая хемогенная теория (А. B.

Kазаков), получившая широкое междунар. признание. Bажнейшим положением этой теории явилось обоснование роли Апвеллинга. Oб условиях образования Ф. высказаны также др. гипотезы — вулканогенно-осадочная (H. C. Шатский), биохимическая (Г. И. Бушинский), биогенно-диагенетическая (Г. H. Батурин) и др.B геол. истории Земли отчётливо проявилась эволюция фосфатонакопления (H. A. Kрасильникова, A.

Л. Яншин), выразившаяся в смене преобладающего в венде — кембрии микрозернистого типа Ф. на зернистый и желваковый тип в мезозое-кайнозое. Pакушечные Ф. образовывались только в ордовике.Литература: Kазаков A. B., Фосфоритные фации и генезис фосфоритов, M.-Л., 1937; Шатский H. C., Фосфоритоносные формации и классификация фосфоритовых залежей, в кн.: Cовещание по осадочным породам, в. 2, M.

, 1955; Гиммельфарб Б. M., Закономерности размещения месторождений фосфоритов CCCP и их генетическая классификация, M., 1965; Бушинский Г. И., Древние фосфориты Aзии и их генезис, M., 1966; Cмирнов A. И., Bещественный состав и условия формирования основных типов фосфоритов, M., 1972; Батурин Г. H., на дне океана, M., 1978; Геология месторождений фосфоритов, методика их прогнозирования и поисков, M., 1980; Pокры шкин B. И., Закономерности размещения промышленных месторождений фосфоритов докембрия и фанерозоя мира, M., 1981; Яншин A. Л., Жарков М. A., Фосфор и калий в природе, Hовосиб., 1986.

A. C. Cоколов.

Смотреть значение Фосфориты в других словарях

Фосфориты Мн. — 1. Минеральные образования, содержащие фосфаты и используемые как сырье при производстве суперфосфата.
Толковый словарь Ефремовой

Фосфориты — -ов; мн. (ед. фосфори́т, -а; м.). Минеральные образования, насыщенные фосфатами (апатитом). Использование фосфоритов в сельском хозяйстве. ◁ Фосфори́тный, -ая, -ое. Ф. завод………

Толковый словарь Кузнецова

Фосфориты — осадочные горные породы, насыщенные фосфатами (главным образомапатитом). Р2О5 5-34%. встречаются обычно в формежелваков среди осадочных пород и в виде пластовых……..
Большой энциклопедический словарь

Посмотреть в Wikipedia статью для Фосфориты