Месторождение фосфоритов в России

Описание фосфорита. Свойства фосфорита. Применение фосфорита

Среди многочисленных земных пород встречаются камни темного и серого цвета, источающие неприятный запах фосфора – это фосфориты. Они представляют собой осадочную породу, содержащую соединения фосфата кальция.

Общая формула фосфорита: ЗСа3(РО4)2*СаСО3*Са (ОН, F)2 (содержание P2O5 не менее 8%). Помимо фосфата кальция в состав породы входят фториды, гидроксиды, фосфор, а так же минералы: доломиты, кальциты, халцедоны, глаукониты, железистые и глинистые минеральные соединения.

Описание и свойства фосфорита

Название «фосфорит» произошло от греческого слова «фосфорос» — что значит несущий свет и связано с наличием фосфора в составе. Цвет породы может быть: белым, красным, бардовым, коричневым, серым, черным. Обычно окраска распределена по минералу неравномерно.

Форма неровная. Находится фосфорит в песке, глине и органическом материале, часто выступая в виде «цемента». Часто образуются большие залежи этой органической породы – пласты, где в качестве примеси выступает песок и органические остатки. Запах специфический, напоминает жженые кости.

Происхождение природного фосфорита биолитическое, так как в составе породы находятся остатки скелета живых организмов (раковины, кости, панцири) и продукты их жизнедеятельности.

Свойства фосфоритов весьма разнообразны. Поэтому выделяют следующие типы месторождений:

  • Пласты.

  • Желваки.

  • Костные брекчии.

  • Концентрационные.

Наличие в составе фосфора и минеральных веществ оказывает влияние на физико – химические свойства породы, особенно на растворимость и плотность. Частички фосфорита являются аморфными и или зернистыми (0,2 – 1 мм). Твердость варьируется от средней до высокой по шкале Мооса.

Для установления того, что горная порода действительно является фосфоритом, проводят химические реакции. Для проверки понадобится 10% азотная кислота и порошок молибденевокислого аммония (формула: ( NH4)2MoO4)).

На взятый кусочек породы в стеклянной или керамической посуде помещают пинцетом порошок, а затем капают азотной кислотой. Если в образце присутствует P2O5 1,2% и выше, то через несколько минут появится яркое оранжевое окрашивание. Оно обусловлено образованием осадка фосфорно – молибденовокислого аммония.

Чтобы избежать ошибки при определении из-за наличия на поверхности карбонатов и других органических примесей, испытание проводят с небольшим количеством измельченной породы. Помещают на фосфорную подставку или лист растения. Если все реакции проведены правильно и без нарушений, то можно достоверно определить есть ли в породе соединения с фосфором, а следовательно является ли образец фосфоритом.

Месторождения и добыча фосфорита

Фосфориты располагаются чаще всего в земле пластами, толщиной от нескольких сантиметров до двадцати метров. Добывается чаще всего совместно с глиной, песком, землей и другими горными породами. Месторождения фосфоритов находятся на больших глубинах океана, добыча происходит с помощью специальных установок. Глубина может достигать 200-450 м. Помимо глубин, раскопки производятся на побережьях и в истоках крупных водных источников.

Пласты с породой находятся на расстоянии нескольких метров от поверхности, а глубина достигает сотен метров. Часто помимо одной породы фосфоритов, находятся залежи апатита, доломитов, кальцитов, глины и кремнезема. Страны, добывающие фосфориты: США, Чили, Перу, Россия (входит в пятерку лидеров), Аргентина, Южная Африка, Япония и острова в Индийском океане.

Пятерка лидирующих стран по фосфоритам: США, Китай, Морокко, Россия, Тунис. Объем залежей в одном месторождении колеблется от 2 до 15тонн на один квадратный километр. Фосфориты в России распространены в таких областях, как: Смоленская, Ярославская, Курская, Брянская, Калининградская (кингисеппский фосфорит), Воронежская. Большие запасы в Мурманском регионе, около 69% и Якутии 32%. – это основные центры добычи. Более мелкие производства можно встретить в Республике Татарстан (сердюковское).

Добыча фосфоритов в России составляет около 90% от всей в мире. В последние годы в этой сфере проходит ряд модернизаций, по уменьшению времени добычи и сокращения потерь, но существуют и проблемы, которые еще предстоит решить.

Главные недостатки:

  • Высокая территориальная концентрация сырья, что затрудняет доставку породы в другие регионы страны для переработки.

  • Монополия производства. Это снижает конкурентную способность предприятий малого бизнеса и повышает цены на всю продукцию, так как большие концерны сами определяют, какая цена для них наиболее выгодна.

  • Низкое качество добываемой породы и получаемых ресурсов.

  • Экспорт сырья наносит вред сельскому хозяйству страны.

Зачастую, залежи фосфоритов находятся рядом с апатитовыми, и тогда их добывают параллельно. Апатиты – это минералы класса фосфатов (формула: Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2.). Цвет: от зеленого до голубого. На свету апатиты почти прозрачны. Используется для получения фосфорных удобрений, фосфорной кислоты, в производстве керамики и стекла, а так же в металлургии.

Применение фосфорита

Есть несколько основных путей реализации породы. Первый, это изготовление фосфорных удобрений, так называемых суперфосфатов и аммофосов. Они применяются в сельском хозяйстве для:

  • Замедления процесса старения растения.

  • Улучшения урожая.

  • Питание растения всеми необходимыми минеральными и органическими веществами.

  • Ускоряет период перехода ранения в фазу плодоношения и цветения.

Так же фосфориты используют для получения фосфоритной муки (около 440т в год). Так же для получения соединений фосфора (например: фосфорита кальция, кальция фосфата, фосфорит минералов и т.д.).

При переработке фосфоритов получают высокий выход фосфорной и серной кислоты в промышленных масштабах, для этого были оснащены специализированные цехи с новейшим передовым оборудованием.

Там, где добывают фосфориты, обычно располагаются и заводы по их переработки. Среди крупнейших предприятий по переработке следует отметить: ОАО “Фосфорит-Портстрой”; ОАО “Апатит”, ОАО “Ковдорский ГОК” и ОАО “Фосфорит”. Произведенное компаниями сырье идет на Российские рынки и Европейские.

Цена фосфорита

Цена фосфорита зависит во многом от процентного содержания в породе P2O5 . Самым распространенным образцом породы является с содержанием 32-33%, а цена достигает 44 долларов за одну тонну. Чем больше процентное содержание фосфорных соединений, тем стоимость становится выше. Помимо содержания учитываются примеси (песок, камни, остатки скелета животных и т.д.), а так же район нахождения породы.

Минеральные удобрения из фосфоритов (суперфосфаты) стоят 750-1045 долларов за тонну. Здесь стоимость зависит от содержания других органических соединений и минеральных компонентов, а так же способа обработки. Чем качественнее удобрение, тем выше цена и наоборот.

В сельском хозяйстве применяют в основном двух и трех компонентные составы, не дорогие. А вот в выращивание декоративных растений, особенно прихотливых к грунту и концентрации удобрений, используются сложные многокомпонентные органические комплексы, стоимость которых существенно выше.

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• 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.

Фосфат кальция имеет белый цвет. Фосфориты же благодаря наличию примеси, главным образом органического вещества, окрашены от светло-желтого, буроватого или зеленоватого цвета до черного. Наиболее часто наблюдаются буровато-серые или темно-бурые тона, в особенности среди песчано-глинистых пород. В меловых породах Фосфатные образования часто характеризуются светлой окраской.

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.

Кембрийские фосфориты Кара-Тау плотны, окрашены большей частью в темно-серый, почти черный цвет; иногда в них велика примесь доломита и кремнистых минералов. Часто наблюдается оолитовая структура. Фосфориты, состоящие из крупных оолитов, отслаивающиеся оболочки которых отливают перламутровым блеском, напоминают породы, богатые мелкими раковинами; иногда при ударе издают битуминозный запах.

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.

Происхождение фосфоритов

Фосфоритовые породы образуются при выветривании более древних фосфоритовых пород, при эпигенетической инфильтрации фосфатов в другие породы и в особенности путем отложения осадков, богатых фосфором, на дне моря или на поверхности суши.

Месторождения фосфоритов возникают во время выветривания за счет накопления фосфатов при выщелачивании фосфоритовых известняков или скоплений галек, образованных при размыве более древних фосфоритов.

Инфильтрационные месторождения фосфоритов образуются за счет проникновения растворенных фосфатов из вышележащих осадочных толщ и замещения ими других пород, обычно известняков. Таким образом возникли залежи фосфорсодержаших пород в коралловых известняках, под скоплениями гуано, и некоторые крупные месторождения.фосфоритов в древних осадочных породах.

Значительно шире распространены фосфориты, образованные при отложении осадков. Фосфориты редко возникают в континентальных условиях (залежи гуано, костяные брекчии) и представляют собой в большинстве случаев типично морские отложения. Они накапливаются главным образом в илистых осадках за счет химически выпавших из морской воды солей фосфора.

Конкреционные морские фосфаты возникают в еще не затвердевшем илу, благодаря стяжению соединений фосфора вокруг некоторых центров. Поэтому в желваках фосфоритов сохраняются недеформированные органические остатки, сильно сплюснутые в остальной породе, из-за уменьшения ее объема во время эпигенеза. Древесина иногда фосфатизируются до начала обугливания, т. е. вскоре после ее отложения. Реже морские фосфориты образуются за счет скопления фосфатных органических остатков (например, оболовые фосфориты Эстонии).

Морские фосфориты возникают, по-видимому, только в воде с нормально соленостью, отсутствуя в отложениях лагун или пресноводных континентальных бассейнов.

Для платформенных фосфоритовых отложений наиболее характерны остатки пелеципод, кремневых губок, брахиопод и гастропод. Отсутствуют кораллы, жизнь которых в данном участке морского дна была невозможна благодаря обилию песчано-глинистой взвеси. Геосинклинальные фосфориты характеризуются почти полным отсутствием остатков донных организмов.

Анализ петрографических и фаунистических особенностей фосфоритов указывает, на их формирование на глубинах около 100 ± 50 м. Отложение фосфатов здесь ассоциируется с накоплением тонкодисперсных химически выпавших карбонатов (доломита в древних и кальцита в молодых фосфоритах), а иногда и коллоидной кремнекислоты.

Фосфоритовые отложения, согласно А. В. Казакову, образуются ование следующим путем. После отмирания пелагических планктонных форм их остатки опускаются сквозь толщу океанической воды, и содержащийся в них фосфор переходит в раствор. Этому способствует также значительное количество растворенной углекислоты. При подъеме богатых углекислотой глубинных океанических вод в область шельфа происходит уменьшение содержания углекислоты. Благодаря этому выпадает на дно и некоторое количество фосфорнокислых солей, растворимость которых всецело определяется количеством растворенной углекислоты. Концентрация фосфора в образовавшихся осадках при прочих равных условиях определяется шириной шельфа: чем шире шельф, тем на большую площадь морского дна распределяются выпадающие из воды фосфаты и тем, следовательно, менее богаты фосфором донные отложения. Наоборот, на узком шельфе создаются условия для значительной концентрации солей фосфора, что и ведет к образованию фосфоритовых оолитов и пластовых залежей.

Ширина шельфа может быть различна. В геосинклинальных районах, в связи с сильной расчлененностью рельефа, ширина шельфа обычно ничтожна. Кроме того, шельфы геосинклинальных бассейнов полностью открыты для доступа глубинных океанических вод. Совокупность указанных причин и объясняет образование богатых фосфором отложений именно в этих районах. В платформенных районах ширина шельфа обычно очень значительна, в результате чего на них образуются бедные залежи.

Различие физико-географической обстановки образования фосфатных отложений в геосинклиналях и на платформах обусловливает разнообразие пород, ассоциирующихся с фосфоритами. Если в платформенных областях фосфориты приурочены к песчано-глинистым породам, трансгрессивно залегающим на более древних породах, то в геосинклинальных районах они ассоциируются обычно с карбонатными и кремнистыми отложениями.

Связь между образованием фосфоритов и трансгрессиями морей объясняется, по мнению А. В. Казакова, тем, что в эпохи трансгрессий создаются предпосылки для перемещения на шельф глубинных океанических вод, насыщенных фосфорнокислыми солями. Однако изложенная точка зрения на происхождение фосфоритов —не единственная. Несомненно, некоторую роль играют дующие с суши ветры. Они сгоняют поверхностную воду и обеспечивают подъем глубинных вод к шельфу.

Г. И. Бушинский отмечает, что теории Казакова противоречат малая, далекая от насыщения концентрация растворенных фосфатов в современной морской воде, отсутствие доломитов на шельфах океанов. Бушинский считает, что выпадение фосфатов в осадке происходит из иловой воды. Свои выводы он обосновывает тем, что концентрация растворенных фосфатов в морской воде равна 150—200 мг/м3, а в иловых растворах превышает 1000 мг/м3 воды.

Платформенные желвакообразные фосфориты, по-видимому, чаще возникали за счет фосфатов, принесенных с суши, а не из океана. Об этом свидетельствует их залегание непосредственно выше поверхностей размыва. Во время трансгрессий с прилежащей суши сносится много коллоидно-химических соединений, из которых в базальных горизонтах трансгрессивно лежащих толщ возникают скопления бокситов, железных и марганцовых руд, а возможно, и фосфоритов. Так, Б. М. Гиммельфарб указывает, что фосфатные породы нижней юры Северного Кавказа тесно связаны с сидеритами, а фосфориты нижнепалеозойских отложений в одном из районов переслаиваются с бокситоносными толщами. Часто они связаны с соединениями железа и марганца, а также, с ураново-ванадиевыми рудами (Северная Африка и Западные штаты США).

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.

Энциклопедический словарь

Фосфорит (геол.) — плотный или волокнистый агрегат апатита

(Са5(РО4)3Сl или Са5(РО4)3F обыкновенно с некоторой подмесью, напр.,

окислов железа, кремнекислоты, углекислой извести, песку, глины. Цвет

его беловатый, сероватый, желтоватый или бурый; твердость около 5 или

меньше, уд. вес 3 — 3,2; разлагается соляной и азотной кислотой. Фосфорит

образует более или менее сплошные, иногда значительные залежи, или же

является. в виде жил, конкреций, желваков, цемента песчаников и т. п. В

одних случаях Фосфорит представляет анорганогенное отложение из минеральных

источников, в других — он несомненно образовался за счет органических

остатков, а именно из костей, зубов позвоночных (рептилий, рыб,

млекопитающих), из глобигерин, моллюсков. Фосфорит, состоящий преимущественно

из костей, называется остеолитом. Фосфориты имеют большое значение в качестве

удобрительного вещества и идут на приготовление суперфосфатов. Главными

месторождениями Фосфорита являются меловые отложения Англии, олигоцен Керси

(Quercy) во Франции, меловые отложения Бельгии, жилы в граните,

кембрийских сланцах и девонских известняках в провинти Эстремадура в

Испании, силурийские отложения Подолии, меловые отложения Курской губ.,

Нассау в Германии, а также Канада, Арденны, Южн. Каролина, Богемия и т.

д. В России Фосфориты встречаются в трех областях: в юрских отложениях

Костромской губ., в силурийских и ледниковых отложениях Подольской губ.

и отчасти Бесарабии и в меловых отложениях Курской губ. и отчасти также

Орловской, Воронежской, Тамбовской, Симбирской. В Костромской губ. Фосфорит

образует два слоя в юрских отложениях Кинешемского уезда; он содержит

13-30% фосфорнокислой извести и перерабатывается на фосфоритную муку

(Куломзинит). Такие же залежи встречаются в Ярославской, Московской,

Смоленской губ. Kypский Ф., известный под названием рогача или саморода,

образует один или два слоя, разделенных песком; это — конкреции или

фосфоритный песчаник, заключающие многочисленные кости меловых ящеров и

раковины моллюсков, напр. устриц. Главной областью распространения

курского Ф. является Курский уезд, по берегам рек Тускари и Обмети, и в

окрестностях гор. Курска. Добыча производится примитивным способом; Фосфорит

идет на мощение улиц и шоссейных дорог. Отдельные куски курского

саморода с верхней стороны бурого цвета и имеют бугроватую и глянцевитую

поверхность, а с нижней стороны — черного цвета и имеют шероховатую

поверхность и продолговатые сосцевидные отростки. Местные каменоломы

называют верхний слой такого куска сорочкой, темную и плотную среднюю

часть — сотенным камнем, а отростки, уходящие в песок — корнями.

Вертикальные трещины, которыми разбит пласт саморода, называются разами.

В 1859 г. французский ученый Гильемон предлагал вывозить курский самород

за границу для переработки на суперфосфат; возникали и заводы для

переработки его на месте; но все же до сих пор курский самород в

качестве удобрительного вещества применения не имеет. Особенно важны и

интересны залежи фосфоритов в бассейне Днестра в Подолии, отчасти Бесарабии, а

также и смежной части Австрии. Месторождения Ф. находятся в Новоушицком,

Проскуровском, Могилевском, Летичевском уездах Подольской и Хотимском

уезде Бессарабской губ. Коренным месторождением являются здесь

силурийские отложения; но обыкновенно фосфорит находится уже во вторичном

месторождении в меловых и ледниковых отложениях. Особенно

производительны рудники в Журжевке и Григоровке. Фосфорит образует

пластообразные залежи, состоящие из отдельных шарообразных конкреций,

величиною с большой кулак и более. Эти конкреции обладают

радиально-лучистым строением и содержат 70-75% фосфорнокислой извести и

перерабатываются на удобрение. Из заграничных фосфоритов можно отметить, как

особенно интересные, месторождения сев. Бельгии и Франции, напр. Сипли

(Ciply), где Ф. состоит из небольших конкреций по раковинам фораминифер,

и Ф. Керси (Quercy) во Франции, в которых находится множество костей

третичных млекопитающих. К Ф. принадлежит также сомбрерит вестиндского

острова Собреро и некоторые другие Ф. и фосфоритовые конгломераты,

образовавшиеся из коралловых известняков, как, напр., на острове

Кюрасао. В связи с фосфоритом следует также упомянуть апатитовые жилы в

Норвегии.

Генетические типы промышленных месторождений фосфоритов

Осадочные морские биохимические месторождения — наиболее важные в промышленном отношении. Они возникают в результате накопления богатых фосфором раковин, выпадения фосфатов из растворов, их диагенетического и механического перераспределения в виде конкреций на дне морей и океанов. Подобные процессы фосфатонакопления протекают и в настоящее время.

Ископаемые осадочные биохимические месторождения фосфоритов подразделяются на геосинклинальные, платформенные и переходные.

Геосинклинальные фосфоритовые бассейны — Каратау (Казахстан), Хубсугульский (МНР), Джорджина (Австралия), Скалистые горы (США) характеризуются линейной вытянутостью: прослеживаются на несколько сотен километров при ширине в десятки километров. В их пределах развита кремнисто-карбонатная фосфоритовая формация мощностью до 100 м с микрозернистыми рудами, слагающими до 10 пластов фосфоритов суммарной мощностью до 40 м. Фосфоритовые формации подвержены интенсивным деформациям, нередко прорваны магматическими породами, на контакте с которыми фосфориты метаморфизованы и переходят в апатит.

Фосфоритовые руды богатые: содержание Р205 до 36%, продуктивность до 25 т/м2. Для руд характерно присутствие Sr, V, TR.

Типичным примером является фосфоритовый бассейн Каратау, имеющий размеры 150х(25-30) км, расположенный в пределах одноименного хребта. Бассейн представляет собой антиклинорий, сформированный палеозойским осадочным комплексом. Фосфориты накапливались в морской мелководной обстановке в условиях аридного климата. Число и мощность пластов фосфоритов в продуктивном горизонте непостоянны: от одного пласта мощностью 0,6—14 м (месторождение Чулактау) до семи пластов суммарной мощностью 30 м (месторождение Коксу).

Фосфориты бассейна Каратау в основном микрозернистые. Руды темные и коричневые различных оттенков, сложенные в основном фосфатами, кварцем, халцедоном, доломитом. В местах размыва микрозернистые руды сменяются фосфоритовыми конгломератами и гравелитами, состоящими из галек фосфоритов и вмещающих пород. Основная масса фосфоритов представлена фторкарбонат-апатитом. В пределах бассейна Каратау насчитывается более 45 месторождений. Разведанные запасы бассейна составляют 2,1 млрд. т руды, или 504 млн. т Р205. Ресурсы бассейна оцениваются в 1,5 млрд. т. Р205.

Платформенные месторождения — по форме изометричные или вытянутые, распространены на сотни — тысячи квадратных километров, представлены рыхлыми и уплотненными породами в составе маломощных органогенно-терригенных и глауконит-терригенных формаций. В составе формаций насчитывается один-три рабочих пласта фосфоритов суммарной мощностью 1—4 м, сложенных ракушечными или желваковыми типами руд. Фосфоритовые руды бедные (3—18% Р205), нуждающиеся в обогащении; продуктивность месторождений 0,2—2,5 т/м2. Фосфориты и вмещающие их породы залегают практически горизонтально.

Месторождения фосфоритов желвакового типа, связанные с глауконит-терригенными фосфоритоносными формациями, в мировом балансе фосфатного сырья имеют небольшое значение (около 3,5%). В России они занимают одно из ведущих мест как по запасам так и по добыче. Основные их запасы сосредоточены в Восточно-Европейской провинции, в состав которой входят Волжский (месторождения Вятско-Камское, Егорьевское и др.), Днепровско-Донецкий (месторождения Полпинское, Трухачевское и др.) фосфоритовые бассейны, насчитывающие до 250 месторождений. Месторождения желваковых фосфоритов обнаружены в Тунгусско-Вилюйском бассейне.

Вятско-Камское месторождение желваковых фосфоритов Волжского бассейна (площадь 1900 км2), расположенное в Кировской области, является типично осадочным биохимическим платформенным. Оно приурочено к глауконит-терригенной мезозойской формации, залегающей практически горизонтально. Продуктивный горизонт мощностью около 6м содержит два фосфоритовых слоя, разделенных мелкозернистыми кварц-глауконитовыми песками, слабо сцементированными песчаниками и алевролитами. По составу среди желваковых руд различают глинистые и песчано-глинистые кварц-глауконитовые.. Содержание Р205 в руде 11 — 14%, продуктивность более 500 кг/м2, глубина залегания продуктивного горизонта до 30 м.

По условиям образования руды Вятско-Камского месторождения морские биохимические, частично переотложенные. По запасам (2300 млн. т) месторождение относится к весьма крупным. Руды добываются открытым способом. Из желваковых руд после обогащения получают фосфоритную муку.

Ракушечные фосфоритовые руды наиболее распространены в Прибалтийско-Ладожском (месторождение Кингисеппское и др.), в меньшей мере в Тунгусско-Вилюйском, Алтае-Саянском и Средне-Азиатском фосфоритоносных бассейнах. За рубежом месторождения ракушечных руд известны в Швеции и в США.

Кингисеппское месторождение фосфоритов площадью 80 км2 расположено в западной части Ленинградской области, в 10 км от г. Кингисеппа. По генезису Кингисеппское месторождение относится к морским осадочным биохимическим, возникшим за счет концентрации богатых фосфором раковин оболид в прибрежной части моря в условиях переходного к аридному климата. Раковины и их обломки приурочены к пескам. По запасам Кингисеппское месторождение крупное — более 300 млн. т. Ежегодная добыча 5 млн. т руды с содержанием Р205 7,2%. На базе ракушечных руд месторождения работает крупный Кингисеппский фосфоритовый комбинат, производящий фосфоритовую муку и аммофос.

Зернистые фосфоритовые месторождения, приуроченные к терригенно-карбонатным формациям, широко распространены и слагают крупнейшие бассейны и месторождения Северной Африки — в Марокко, Алжире, Тунисе, Египте — и Восточного Средиземноморья — в Сирии, Ираке, Иране, Израиле, Турции.

Осадочные механические месторождения образуются в процессе морской абразии ранее сформированных фосфоритов различных генетических типов; приурочены они к терригенно-глауконитовым формациям и представлены галечниковыми и конгломератовыми типами руд.

Типичными примерами являются галечниковые и конгломератовые месторождения п-ова Флорида (США) и Подольское (Россия). В общем мировом балансе на месторождения галечниковых фосфоритов приходится около 1 %.В настоящее время месторождения галечниковых фосфоритов п-ова Флорида занимают первое место в мире по добыче.

Осадочные континентальные биохимические месторождения гуано представляют собой богатые фосфатами поверхностные скопления (мощность до 35 м) экскрементов морских птиц, летучих мышей и продуктов гниения, встречающихся в современных тропических зонах на океанических островах.

Месторождения выветривания возникают в процессе физического и химического выветривания фосфатсодержащих осадочных и магматических пород.

Остаточные месторождения формируются при накоплении продуктов выветривания на месте разрушения фосфатсодержащего субстрата (месторождение May-Кок во Вьетнаме).

Остаточно-инфильтрационные месторождения фосфоритов. Выветривание сопровождается переотложением продуктов разрушения. Наиболее благоприятным субстратом для образования остаточно-инфильтрационных месторождений являются осадочные карбонатные фосфатные породы (месторождения Ашинское в России, шт. Флорида в США); формируются месторождения также на карбонатно-терригенных отложениях (Телекское в России).

Фосфориты выветривания локализуются или в отдельных карстовых полостях сложной формы, или в виде плащевидных и линейных залежей на неровной поверхности выветривающихся пород.

Месторождения выветривания представлены карбонатными и терригенно-карбонатными формациями мощностью десятки — сотни метров, сложенными рыхлыми и каменистыми типами руд с содержанием Р205 10—35%. Месторождения выветривания небольшие. В Сибири известно 10 месторождений выветривания: наиболее крупное из них — Белкинское в Кемеровской области и Телекское в Красноярском крае, на Урале разрабатывается Ашинское месторождение.

Мировой сырьевой потенциал природных фосфатов-апатитов и фосфоритов оценивается примерно в 30 млрд т Р2О5. Структурно он почти на 95% представлен фосфоритами и только 5% приходится на апатиты, а в России уже резко преобладают апатиты (80%).

Лидирующее положение по запасам фосфатных руд занимает Африка (Марокко, Тунис, Западная Сахара, ЮАР), на втором месте Америка (США, Перу, Мексика, Бразилия). Азиатский континент характеризуется крупнейшими запасами фосфоритов в Китае, Иордании, Монголии, Саудовской Аравии. Значительными запасами фосфоритов обладает Австралия.

Около 80% суммарного объема мировой добычи (130 млн т товарной руды) приходится на США, Марокко, Россию, Казахстан, Китай. Ведущими производителями фосконцентрата являются США (36 млн т) и Марокко (20 млн т). Лидирующие позиции по производству апатитового концентрата занимают Россия (4,5 млн т), Бразилия (3 млн т), ЮАР (2,5 млн т).

Описание

В.В. Голота пишет:

Фосфоритная серия приурочена к верхней части швагериновой толщи ассельского яруса и представлена доломитизированными афанитовыми известняками с прослоями органогенного известняка, фосфоритами и линзами кремней.

Фосфориты по внешнему виду напоминают листоватые битуминозные известняки и мергели. По типу своего залегания – тонкими субафанитовыми слойками, селеукские фосфориты считаются чисто хемогенными образованиями. Продуктивные пачки небольших (0,8-3,4 м) мощностей разделены пустыми прослоями известняков мощностью от 6.5 (между 2 и 3-й пачками) до 15.7 м (между 1 и 2-й). Весь разрез рудовмещающих отложений ассельского и сакмарского возраста сокращен до 40 м против более чем километровой мощности синхронных рифогенных известняков в Ишимбайской впадине, расположенной в 25 км севернее месторождения. Такой тип разреза, в котором не происходит выпадения стратиграфических горизонтов, но лишь сокращаются их мощности, является характерным для большинства фосфоритовых месторождений и, по всей видимости, тесно связан с их происхождением. Этот тип разреза получил название “конденсированного”, однако интерпретация термина неоднозначна и не самодостаточна, поскольку не подразумевает определенного механизма рудообразования и не раскрывает источников минерализующегося фосфора.

Фосфоритовые интервалы Селеукского месторождения отличаются от более плотных карбонатных разрезов смежных территорий присутствием в основании асселя линз коричневато-черных фтанитов мощностью до 5-10 см, сходных визуально с кремнями формации Фосфория, США.

Рудовмещающие известняки представлены тонкослоистыми и плитчатыми разностями с довольно значительной примесью алеврито-глинистого компонента. Собственно фосфориты представляют собою пакеты хрупких тонкоплитчатых пород, образованных чередованием слойков и линзочек фосфатов мощностью от 0,3 до 3-5 мм со слойками афанитовых карбонатов мощностью от 0,2 до 5-10 мм. Фосфаты имеют более темную окраску, чем карбонаты, что объясняется повышенным содержанием в них органического вещества (до 1,5 %).

Отсутствие биотурбации, тонкое наслоение и развитие цианобактериальных матов указывает на возможные глубины фосфатоотложения Селеукского месторождения в пределах 40–100 м.

Селеукское проявление фосфитов

Расположено в 500 м. от Уразбаево.

На площади проявления развиты отложения ассельского (фосфоритоносного) и сакмарского ярусов нижнепермского возраста. Падение горных пород запад-юго-западное по азимуту 240-265о, угол падения — 12-15о. Мощность отложений ассельского яруса колеблется от 30 до 100 м. Селеукское проявление состоит из двух участков: Северного и Южного, разделенных оврагом Мунсагул. Полезная толща состоит из Нижней, Средней и Верхней фосфоритовых пачек. Мощность пачек колеблется от 0,8 до 4,4 м.

Строение пачек сходное, они образованы переслаиванием тонкослоистого буровато-серого карбонатно-кремнистого фосфорита, доломита полосчатого, известняка пористого, органогенного, окремненного, реже афанитового. Прослои фосфоритов имеют линзообразную форму, их количество в каждой пачке изменяется от 3 до 12, в том числе наименьшее — в Верхней пачке (3-4), наибольшее — в Средней и Нижней пачках (11-12). Мощность фосфоритовых прослоев внутри пачек неравномерная — от 2 до 77 см. Среднее содержание Р2О5 в прослоях фосфоритов внутри пачек составляет 15-17 %, а по отдельным пробам достигает 25 %. Среднее содержание Р2О5 по проявлению составляет 8 %.

Фосфоритовые пачки разделены безрудными прослоями, состоящими из средне- и мелкокристаллического, окремненного, органогенного доломита, афанитового известняка с единичными прослойками фосфорита. Мощность безрудных прослоев достигает 4 м и более. Границы рудных пачек с вмещающими породами четкие.

Фосфоритоносная серия осадков перекрыта с поверхности рыхлыми и коренными породами. Рыхлые породы представлены глиной с обломками коренных пород и щебнем выветрелых доломитизированных известняков, доломитов, аргиллитов и кремнистых пород. Мощность рыхлых пород колеблется от 1,5 до 6,0 м, средняя -3,2 м. Коренные породы состоят из известняков, доломитов и алевролитов. Мощность от 6 до 29 м, средняя — 16 м. Общая мощность перекрывающих пород возрастает по падению фосфоритоносных пачек в запад-юго-западном направлении с 10 до 39 м, средняя мощность — 23 м.

Запасы и прогнозные ресурсы фосфоритовой руды Селеукского проявления подсчитаны авторами в количестве 69,4 млн т, пятиокиси фосфора (Р2О5) — 5,6 млн т, в том числе запасы фосфоритов категории С2 заб. по Северному участку составили 14,4 млн т, пятиокиси фосфора — 1,2 млн т; прогнозные ресурсы фосфоритов категории Р1 по Южному участку составили 55,5 млн т, пятиокиси фосфора — 4,4 млн т. Республиканская комиссия по запасам (протокол заседания РКЗ от 28.05.2004 N 4/1036) утвердила запасы Северного участка по категории С2 в забалансовой группе учета в количестве 14,4 млн т руды и 1,2 млн т пятиокиси фосфора.

> Литература

Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса/ В.В. Голота. Уфа. 2002.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *