Введение
Осадочная порода, содержащая большое количество фосфорных минералов.
Фосфорит, фосфатная порода или сырой фосфат – это недетритная осадочная порода, содержащая высокое количество фосфатных минералов. Содержание фосфата в фосфорите (или качество фосфатной породы) сильно варьируется, от 4% до 20% пентоксида фосфора (P2O5). Коммерческий фосфат обогащается до содержания не менее 28%, часто более 30% P2O5. Это достигается путем промывки, просеивания, удаления примесей, магнитной сепарации или флотации. Фосфат присутствует в виде фторапатита Ca5(PO4)3F, как правило, в криптокристаллических массах (размер зерен < 1 мкм), называемых коллофаном – осадочными апатитовыми отложениями неопределенного происхождения. Известняки и аргиллиты являются распространенными породами, содержащими фосфаты. Богатые фосфатами осадочные породы могут встречаться в темно-коричневых или черных слоях, от сантиметровых ламинатов до пластов толщиной в несколько метров. Хотя такие мощные пласты могут существовать, они редко состоят исключительно из фосфатных осадочных пород. Фосфатные осадочные породы обычно сопровождаются или чередуются со сланцами, кремнистыми породами, известняками, доломитами и иногда песчаниками. Крупные месторождения имеются в Марокко, Западной Сахаре, Алжире и США. В Соединенных Штатах фосфориты добываются во Флориде, Теннесси, Вайоминге, Юте, Айдахо и Канзасе.
Классификация фосфатных осадочных пород
(1) Первозданные: Фосфаты в первозданном состоянии не подвергались биотурбации. Иными словами, термин "первозданный" используется для описания фосфатных осадочных пород, фосфатизированных строматолитов и фосфатных твердых грунтов, которые не были потревожены. После этого они перерабатываются как микро-, так и макроорганизмами. Диатомовые планктон, фитопланктон и зоопланктон перерабатывают и растворяют фосфор в воде. Кости и зубы некоторых рыб (например, анчоусов) поглощают фосфор, который затем откладывается и захоранивается в океанических отложениях. В зависимости от уровня pH и солености океанской воды органическое вещество разлагается, высвобождая фосфор из отложений в мелководных бассейнах. Бактерии и ферменты растворяют органическое вещество на границе воды и дна, возвращая фосфор в начало его биогенного цикла. Минерализация органического вещества также может привести к высвобождению фосфора обратно в океанскую воду. Литоральные среды/приливные зоны: Приливные зоны также являются частью системы приливных отмелей. Приливная зона находится между средним уровнем высоких и низких приливов. Она подвержена приливным колебаниям, то есть оказывается на воздухе один или два раза в день. Этого времени недостаточно для развития растительности. В этой зоне присутствуют как взвешенные отложения, так и донный нанос.
Типы осаждения фосфоритов
Фосфатные конкреции: это сферические концентрации, которые случайным образом распределены по дну континентальных шельфов. Большинство зерен фосфорита размером с песок, хотя могут присутствовать частицы размером более 2 мм. Эти крупные зерна, называемые конкрециями, могут достигать размеров в несколько десятков сантиметров. Фосфатные конкреции известны своими значительными запасами у берегов северного Чили. Биокластические фосфаты или костные слои: костные слои – это слоистые фосфатные отложения, содержащие концентрации мелких скелетных частиц и копролитов. Фосфориты континентального склона: конвергентные, пассивные, апвеллинговые, без апвеллинга. В этой среде фосфориты накапливаются в виде твердых грунтов, конкреций и зернистых слоев. По состоянию на 2018 год общий подтвержденный экономически целесообразный мировой запас фосфатной породы составляет 70 гигатонн, который в основном представлен осадочными морскими фосфоритами. Считается, что в Индии имеется почти 260 миллионов тонн фосфатной породы. Другие страны со значительным производством включают Бразилию, Россию, Иорданию и Тунис. Исторически большие объемы фосфатов добывались из месторождений на небольших островах, таких как остров Рождества и Науру, но эти источники в настоящее время в значительной степени истощены. Фосфатная руда добывается и обогащается до фосфатной породы. Обогащение фосфатной руды – это процесс, включающий промывку, флотацию и обжиг. Для использования в химической промышленности удобрений обогащенная фосфатная порода должна быть сконцентрирована до содержания не менее 28% пентаоксида фосфора (P2O5), хотя большинство продаваемых марок фосфатной породы содержат 30% и более.