ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

ФОСФАТНЫЕ ПОРОДЫ

Промышленный интерес в качестве фосфатного сырья может представить любая горная порода, которая содержит один или несколько фосфатных минералов в количестве и форме, допускающих их промышленное использование для получения фосфатных соединений или элементарного фосфора. Приведенное определение имеет скорее прикладную, чем геологическую сущность.

С изменением технических и экономических условий промышленное значение месторождений может измениться. Так, некоторые пегматиты Квебека ранее использовались в качестве фосфатного сырья, однако уже в течение многих лет они не разрабатываются и поэтому не могут классифицироваться сейчас подобным образом. Значение фосфатных материалов может изменяться и в результате усовершенствования технологии обогащения. В течение некоторого времени после открытия месторождений фосфатных руд в Теннесси низкокачественные залежи рассматривались как непромышленные, однако впоследствии прогресс технологии обогащения этих руд превратил их в промышленное сырье, и прежние отвалы пустых пород были переработаны.

Фосфатные породы подразделяются на два главных типа. К первому из них относятся кристаллические горные породы с промышленно интересными содержаниями минерала апатита. Обычный апатит представляет собой кальциевый фто- рофосфат, (Са, F)Ca4(P04)3, в котором фтор может частично замещаться хлором или гидроксилом.

Несмотря на то что апатит — обычный минерал и встречается во многих типах пород, он лишь в исключительных случаях образует крупные скопления. В течение ряда лет до 1900 г. промышленное значение в качестве источника апатита имели отмеченные выше квебекские пегматиты. В настоящее время апатитсодержащие породы в крупных масштабах разрабатываются на северо- западе СССР, южнее Мурманска. Здесь в интрузивных породах содержится до 65—70% апатита, причем в остальном они состоят главным образом из нефелина. Выявлены очень крупные запасы этого сырья. Первичные фосфатные породы разрабатываются также на южном побережье Норвегии.

Около 90% мировой добычи фосфатного сырья, в том числе вся продукция США, приходится на осадочные фосфатные породы, фосфориты. Фосфориты встречаются в определенных формациях морского происхождения либо в виде горизонтов плотных темных тонкозернистых пород, переслаивающихся с аргиллитами и известняками, либо в качестве пластов светлоокрашенных гравелитов, содержащих конкреции, желваки и гальки фосфатного вещества, заключенные в песчаной фосфатной основной массе.

Меньшее значение имеет третий тип фосфоритов, представленный остаточными скоплениями, возникшими за счет первых двух типов.

Главный минерал фосфоритов — карбонат-апатит. Однако в связи с переменным составом, обусловленным изоморфными замещениями и обычным скрытокристаллическим строением, осадочное фосфатное вещество называется коллофаном; значение этого термина в минералогическом смысле довольно неопределенно, как это имеет место, й^пример, и в отношении названия лимонит. Помимо коллофана в фосфоритах обычно присутствуют и другие минералы обломочного или аутиген- ного происхождения. Петрография и минералогия фосфоритов рассмотрены в работах Мак-Конелла (McConnell, 1950, 1958).

Фосфориты растворимы в соляной кислоте, но выделяют углекислоту слабо, без вскипания, благодаря чему это их свойство может остаться незамеченным. При значительном содержании фосфат определяется посредством получения бриллиантово-желтого осадка, образующегося при взаимодействии фосфоритов с молибдатом аммония.

Таким образом, ввиду небольшого промышленного значения первичного апатита термин фосфатная порода по существу представляет собой синоним термина фосфорит.

В США в 1957 г. было добыто всего около 14 млн. длинных тонн фосфоритов общей стоимостью около 92 млн. долл. .

Промышленные месторождения фосфоритов США располагаются в пределах трех регионов: на полуострове Флорида, в центральном Теннесси и в прилегающих друг к другу частях Айдахо, Монтаны, Юты и Вайоминга. Небольшие месторождения известны в Алабаме, Арканзасе, Северной и Южной Каролине, Джорджии, Кентукки, Оклахоме, Пенсильвании и Техасе, причем в некоторых из этих штатов периодически производилась добыча фосфоритов.

История развития и экономика фосфоритной промышленности США и методы разведки этого сырья кратко рассмотрены Джонсоном (Johnson, 1944), а их запасы по состоянию на 1940 г. — Мансфилдом (Mansfield, 1940). Работа, посвященная методам добычи, переработки и рынку фосфоритов, была опубликована в 1958 г. (Ruhlman, 1958). Нойес (Noyes, 1944) описал фосфатную промышленность Марокко, Алжира, Туниса, СССР и ряда других стран. Важное место в работе 19-го. Геологического конгресса, состоявшегося в Алжире в 1952 г., занимал симпозиум, посвященный проблемам генезиса осадочных фосфоритных месторождений. Настоящий раздел был написан автором уже после того, как в трудах 19-го Геологического конгресса были опубликованы материалы симпозиума, посвященного фосфоритам (International Geol. Congress, Comptes Rendus, Fas. XI, 1953).