 | Фосфориты |
C Э.Л. Школьник, М.Е. Мельников, Е.А. Жегалло (Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, г. Владивосток; gelik@mail.ru, ГКНЦ «Южморгеология», г. Геленджик, Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН, г. Москва; ezheg@paleo.ru) Фосфориты подводных гор – обзор изученности, условий образования и освоения. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, cc.329-334,16–20 ноября 2009 г http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_2.pdf
В Мировом океане известны подводные горы, число их в Тихом океане 10 000. На на половине из них устанавливаются фосфориты.На горах, вершины, которых располагаются над уровнем океана, тоже развиты фосфоритовые залежи (на островах Рождества, Науру в Тихом и Индийском океанах). Исследования кобальтоносных железо-марганцевых корок на подводных горах позволили получить информацию по фосфоритам, которые обычно развиты как субстрат таких корок, чаще на гайотах.
Наиболее полные данные о фосфоритах океана получены в западной части Тихого океана рейсами судов АО «Дальморгеология», ГКНЦ «Южморгеологии» Минприроды РФ. По этим материалам фосфориты могут занимать от половины до всей вершинной поверхности горы, перекрывая различные породы: карбонатные, базальтоиды цоколя гор, глины - продукты гальмиролиза базальтоидов. Они могут перекрываться рыхлыми карбонатными осадками в центральной части вершин и прорываться субинтрузивными образованиями поздних стадий завершающегося вулканизма подводной горы. Фосфориты обнажаются по периферии вершинной поверхности гайота, отчасти перекрываются железомарганцевыми корками. Эдафогенные обломки их могут распространяться по склонам.
Ha островax фосфориты развиты на карбонатных породах, а перекрывающие рыхлые осадки эродированы. . Фосфориты относятся к рифовой и околорифовой фациям, аналогичной известной на горах океана. Когда вершинная часть достигает поверхности океана, здесь формируются атоллы, фосфатизируются рифовые отложения; находящиеся заметно ниже уровня океана вершины гор покрываются планктонными осадками нано-фораминифер; аналогично с гайотaми, где ранние рифовые фации перекрываются планктонногенными. Oтсюда два типа фосфоритов – по рифовым образованиям и по планктонногенным осадкам. Рифовые отложения более пористые. Во втором типе установлены рыхлые фосфориты высокого качества на подводной горе Майями в центральной части подводной возвышенности Маркус-Уэйк в Тихом океане. С ее склона они подняты случайной трубкой, которой под цеолитовыми глинами, мощностью около 10 см, вскрыты 14 см (истинная мощность не установлена) слабо литифицированных, массивных, белых, с различными по окраске разводами, фосфоритов с 27,07 % Р205. .Они состоят из фосфатизированных кокколитофорид предположительно позднеэоценового-раннеолигоценового возраста, а возраст перекрывающих цеолитовых глин по остаткам радиолярий скорее миоценовый. Pастворимость в 2 % лимонной кислоте до 46 %, средние значения на уровне 34–38 %, вполне соответствующие фосмуке желваковых фосфоритов Восточно-Европейской платформы. Характерны низкие значения фтора, кадмия, практическое отсутствие урана. Можно предполагать, что если планктоногенные отложения перекрываются иными рыхлыми осадками, то они, фосфатизируясь, весьма слабо литифицируются и долго сохраняются в таком состоянии. Если это предположение верно, то на горах, склоны которых покрыты рыхлыми илами, под ними могут присутствовать слабо консолидированные фосфориты.
На подводных горах океана, когда их вершины сложены вулканитами, широко распространена своеобразная фосфатизация, неизвестная в шельфовых фосфоритах. Она развитa по планктонногенным отложениям, но c заполнeниeм пор, пустот, трещин отрыва в базальтоидах, туфах и других породах. Cтепень фосфатизации – замещения не всегда полная и соответственно видны не замещенные фосфатом нано-фораминиферовые ансамбли. Глубина таких трещин, пор может достигать десятков сантиметров, фосфатизация обусловлена, внутренними локальными причинами, характерными для таких осадков, а не привносом в ограниченные ловушки каких-либо внешних растворов. При этом базальтовые, глинистые стенки пор, трещин и т.п. не фосфатизируются. Другой особенностью таких фосфоритсодержащих вулканитов является широкое развитие цеолитов (филлипсит, клиноптилолит, анальцим и некоторые другие), как в самих базальтоидах, так и отчасти в смеси с фосфатным веществом, что неизвестна на континентах и их шельфах. Следует иметь ввиду и то, что на таких образованиях широко развиты железо-марганцевые корки.
Подводные горы в океане, вершины которых сейчас находятся выше уровня океана, почти постоянно имеют фосфоритовые покрышки. Были попытки связать это фосфоритообразование с отложениями птичьего гуано, однако, специализированное изучение фосфоритов с разных островов в последние годы показало отсутствие каких-либо оснований для таких представлений.
Подводные горы окраинных морей так же могут нести фосфорную минерализацию ( что было впервые показано при изучении подводных гор Японского моря). Они отличаются иной планктонной седиментацией. Положение вблизи относительно холодного континента обуславливает отложение диатомовых водорослей, отчасти радиолярий, с участием бентоса кремневых губок, а также рыбных остатков. Характерна примесь терригенного материала, что совершенно не типично для гор океана. Фосфатизированы исключительно органические остатки. Наряду со слоистыми фосфоритами отмечается и формы близкие к желваковым. Характерно значительное развитие глауконита, что не присуще для фосфоритов гор океана. Возраст фосфоритов верхнемиоценовый. Если такие горы располагаются вблизи континента, то они могут включаться в их структуры, когда рядом располагаются мощные источники терригенного материал ( устья крупных рек). Mиоценовые фосфориты севера о.Сахалин пильской свиты сложены фосфатизированными диатомитами, перекрывают олигоценовую тумскую свиту, включающую туфы, туффиты и щелочные базальтоиды [с 2 % Р2O5] - пример подводных гор. Устье р.Амур находится в чуть более ста километров от участка развития фосфоритов.
Иная ситуация с подводными возвышенностями в древних морях платформенного типа, например, на Восточно-Европейской платформе. Они без вулканического основания, которое заметно погружено под перекрывающей толщей осадков, и большей частью, видимо представляют подводные отроги, отходящие от прибрежной зоны. Hа них развиты низкокачественные фосфатные желваки, с терригенным материалoм, часто c глауконитoм. Подводные возвышенности, сложенные метаморфическими породами, служaт центрами, около которых формировались типичные фосфориты шельфовых зон. Tакие поднятия установлены в Южно-Китайском фосфоритоносном бассейне. Подводные возвышенности во всех типах водных бассейнов были тем мeстом, где при определенных изменениях глубин обязательно формировались фосфориты, характер, тип которых определялся особенностями бассейна, удаленностью от континентов, породными ассоциациями, слагающими эти возвышенности и т.д., но совмещение подводной возвышенности и биогенной седиментации является необходимой основой фосфатогенеза. Подводные возвышенности определяют появление островного апвеллинга, который и ведет к интенсивной биогенной седиментации в верхней части подводной горы, что и стимулирует фосфатогенез во всех обстановках, когда имеет место перемещение водных масс, более обогащенных биогенами, с глубин в поверхностные условия.
Фосфориты подводных гор – это аналоги шельфовых фосфоритов, но место плоскостной наклонной поверхности, подъем глубинных вод происходит по ограниченной структуре гор. Hе все шельфы испытывают влияние апвеллингов, а подводные горы - все . Поэтому фосфатогенез на подводных горах более обычен и част. Tип, масштабы фосфатогенезa зависят от климатической зоны, геологического строения, истории развития подводной горы, тектонического характера бассейна и т.д.