Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Источники фосфора множественны: выветривание на суше, вулканизм, но главные — это запасы в гидросфере и биосфере. Особенно велики запасы в биосфере, но они обычно ускользают из анализов морской воды, так как сосредоточены в живом веществе — телах организмов; фосфор — биогенный элемент. Запасы фосфора в океане 137•1O9 т, что в тысячи раз превосходит ежегодное поступление из всех источников, но, вероятно, во много раз (сотни?, тысячи?) уступает запасам, сосредоточен-
ным в телах организмов, т. е. в биосфере. Находясь в биологическом круговороте — в питательных, или трофических, связях, этот фосфор лишь частично поступает в собственно гидросферу — при гидролизе органического и скелетного вещества.
Соотношение ежегодного поступления в океан с континентов и из гидротерм не установлено, но уже грубый подсчет показывает резкое преобладание первого, хотя вопрос требует дополнительного изучения и учета эндогенного источника фосфора.
9.7.2. СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ
Способы образования многочисленны. Уже при изучении образцов и шлифов желваковых и зернистых фосфоритов легко устанавливается механический способ их накопления, что выражается в обломочной структуре, окатывании, а в некоторых случаях — в сверлениях желваков с разных сторон, указывающих на эпизодическое перекатывание и пребывание в изолированном виде. Если даже признаки окатывания не развиваются, о механическом процессе накопления свидетельствует смешанность материала, указывающая на конденсацию желваков, оолитов, копролитов, раковин и других крупных зерен в результате перемыва осадков с рассеянными этими крупными фрагментами. Большая часть зернистых фосфоритов заключает обломки сцементированных оолитовых или других фосфоритов (см. рис. 9.2), что указывает и на процесс кластирования, т. е. взламывания, механического или физического разрушения, сформировавшихся пластов фосфоритов. Нередко устанавливается многократность взламывания, осаждения, цементации и нового взламывания пластов фосфоритов (см. 9.5 — ФЗ). Этот процесс механической конденсации, формирующий фосфоритовый пласт как перлювий, выступает как основной рудообразу-ющий (Бушинский, 1969, 1980; Еганов, Советов, 1974; Ильин, 1973, 1986; Карпова, 1982; Кук, Шерголд, 1984; Литология..., 1976, 1980; Фролов, 1969; Cook, 1976; и др.).
Но какой процесс или процессы инициальны, т. е. начинают первичное фосфатонакопление и в какой форме оно происходит — рассеянной или концентрированной, химической или биологической?
Биологическая форма первичного накопления фосфата и фосфоритов очевидна в ракушняковых брахиоподово-створковых, например оболовых (см. 9.5—Ф9), и в костяных (9.5—Ф11) фосфоритах. В них фосфор первично концентрировался секре-ционным способом организмами — беззамковыми брахиопода-ми или рыбами, морскими млекопитающими, ихтиозаврами, плезиозаврами или даже наземными пресмыкающимися (ящерицами, черепахами, крокодилами, например, в палеогене Мали) и другими позвоночными. При отмирании и массовой гибели эти фосфатные или фосфатистые биофрагменты накапливаются и создают первичный пласт, иногда достаточно кондиционный.
Рис. 9.3. Схема химического осаждения фосфата кальция в результате подъема глубинных вод (ап-
веллинга) на шельф, по А. В. Казакову (1937). Фации: / — береговые пески и галечники; 2 — фосфатная, 3 — известняковая; 4 — погружение
мертвого планктона; 5 —направление течений
Однако и в этих типах накоплений чаще всего не обходится* без их последующей конденсации: перемывом волнением, морскими или даже речными течениями, которые вымывают неза-твердевший вмещающий глинистый, известковый или песчаный осадок, а крупные фрагменты оставляют на месте без существенного топографического перемещения, что и позволяет относить эти фосфориты в конечном итоге тоже к механическому элювию — перлювию.
Менее очевиден и труднее доказывается химический способ первичного фосфатонакопления. Новым словом в науке явилась в предвоенные годы химическая теория образования фосфоритов литолога и геохимика А. В. Казакова (1939; рис. 9.3). Она отличается строгостью и изяществом, несмотря на то что соединяет столь разнородные процессы, причинно независимые друг от друга: жизнь, абиотические химические процессы и чисто механические явления — ветер, течения, апвеллинг, а также — в итоге — седиментогенез. В этом ее большое методологическое значение. Автор исходил из установленных к тому времени фактов: исключительной бедности фосфором (5—10 мг/м3) поверхностных вод — из-за энергичного его извлечения планктоном и другими организмами — и многократного (в десятки и сотни раз) возрастания содержания P2O5 с глубиной (до 300 мг/м3 и более), где фосфор освобождается из «дождя» трупов. Высокое давление и низкие температуры здесь приводят также к резкому возрастанию содержания CO2, растворимости карбонатов, включая раковины и другие скелетные остатки, и сильному возрастанию щелочного резерва. Из биоскелетов освобождаются фосфор и другие биогенные элементы, что еще больше повышает их концентрацию на глубине. Если эти воды подать вверх, где во много раз уменьшается давление и повышается температура вод, то CO2 и другие растворенные газы начнут энергично выделяться и диффундировать в атмосферу, а удерживаемые ими в растворе катионы и соли, прежде всего СаСОз, — осаждаться из пересыщенных растворов. Вместе с ними осаждаются и фосфаты, обогащающие карбонатную, глинистую и алевритовую фации шельфа и верхней части континентального склона.
