5. Петрографія. Петротипи. Літотипи

Фосфорити петрографічно різноманітні, що почасти пояснюється різницею фосфатно-мінерального складу, але в основному мінералами-домішками і структурним багатством.

Колір фосфоритів білий, але частіше чорний, темно-сірий або коричневий, обумовлений в основному домішкою органічної речовини.

Текстура частіше всього нешарувата, що відповідає основному, елювіальному, способу утворення фосфоритів. Значно більш рідкісна коса шаруватість указує на деяке переміщення фосфатних зерен по дну течіями при їх перемиванні і конденсуванні. Нерідка тонка горизонтальна шаруватість, наприклад в селеукських мікрозернистих фосфоритах сакмарського або артинського віку Південного Уралу (шари по 1-0,5 мм), мабуть, водоростевого походження.

Різноманітна структура – основна ознака, за якою виділяються петро- та літотипи фосфоритів.

Ф 1. Фосфорити білі і світло-сірі пелітоморфні однорідні, не відрізняються зовнєшньо від крейди та інших вапняків, опок, каоліну, чисті за складом, слабкої міцності та міцні, фарфоровидні, з раковистим зломом, нешаруваті або рідше з тонкою горизонтальною шаруватістю, в шліфі безструктурні або з неясною зернистістю, ізотропні, колофанові або із зародковою кристалічністю – курськітові або франколітові, утворюють пласти у верхній крейді Руської платформи потужністю менше 1 м. Вони називаються курським самородом зустрічаються також у Вольську, Рильську, та р.Хопер, в інших районах Волгоградського Поволжжя та на Дону. Мають вигляд хемогенних осадків, за які їх, як правило, приймають. Е.Л.Школьник (1986, 1988 та ін.) доводить постседиментаційне раннєдіагенетичне (=сингенетичне) утворення подібних фосфоритів.

Ф 2. Фосфорити світло-сірі та буруваті пелітоморфні та тонкозернисті, чітко шаруваті (шаруватість міліметрова і мікрошаруватість горизонтальна), часто плитчасті, за структурою часто алевритові уламкові, колофанові і курськутові (штафелітові), досить міцні, схожі з вапняками, вміщують мікрошари вапняку та доломіту, включають сліди радіолярій, спікул губок та уламки черепашок. Їх називають селеукськими – за назвою родовища Селеук на Південному Уралі (нижня перм, сакмарський або артинський ярус). Широко розповсюджені від рифею до сучасності. Фосфорити типу Ф2 частіше всього утворюються при сингенетичній фосфатизації водоростевих матів та інших багатих свіжою органічною речовиною шарів, про що свідчать темний колір, збагаченість піритом, часто фромбоїдальним, і нерідко високий вміст (2-4% і вище) залишкового С_орг.

Ф 3. Фосфорити зернисті, піщаної структури (мал.), від тонкозернистих до грубопіщаних, темно-сірі, чорні, бурі, сірі та світло-сірі, червоні, жовті і зеленкувато-сірі, несортовані і за різним ступенем сортовані, з округлих, часто обкатаних зерен – оолітів, копролітів, уламків, - колофанові, курськітові і фторапатитові, моно-, бі- і поліфосфатні, з піритом і гідроокислами заліза, з уламками кварцу, з халцедоном, кварцом, кальцитом, доломітом та іншими карбонатами, з уламковою і механоконформною структурою, з більш кристалічним (ніж в зернах) фосфатним цементом заповнення пор, з кальцитовим, кременевим, глинистим та іншим нефосфатним цементом, з рештками безхребетних (часто розчинених) або без них, іноді з рештками радіолярій і спікул, нешаруваті, якби ізотропні, і з неясною горизонтальною і косою шаруватістю, пластові (0,2-1 м, рідко більше). Міцні і досить міцні. Такі фосфорити легко зплутати з грауваковими пісковиками, базальтами, андезитами, яшмами, кременями, вапняками та ін. Нерідко виявляють полістадійну уламковість (уламки в уламках). В шліфі часто ізотропні або малорозкристалізовані, зерна одягнуті в світлу багатошарувату оолітову оболонку, яка поляризується в сірих тонах і погасає, однак, часто хрестоподібно. Нерідко такі колоїдально-волокнисті оболонки одягають групи зерен або менш дрібних оолітів, тобто фосфоритові, шари-пласти яких були дезінтегровані. В Каратау (південно-східний Казахстан, нижній-середній кембрій) товща досягає потужності 14 м. Верхньокрейдяні і палеоценові пласти в Північній Африці також нерідко перевищують 10 м, а в Джебель Онк (південний схід Алжиру) товща (складний пласт) досягає 17 м. До цього складного літотипу відноситься більшість зернистих фосфоритів венду-кембрію, пермі (формація Фосфорія в США), юри, крейди та палеогену Африки, передньої та Середньої Азії та ін.

Ф 4. Фосфорити конкреційні подольського типу вендського (кембрійського?) віку, залягають в глинах і алевролітах досить наближено (в середньому на відстані 0,3-0,5 м, а в горизонтах ще ближче). Вміщуючі породи сірі і темно-сірі, з нечіткою шаруватістю, потужністю в перші десятки метрів. Конкреції сферичні, радіально-променисті (мал.), діаметром 5-15 см, з гладкою, часто блискучою поверхнею. Інший тип конкрецій дрібні (2-5 см), з менш чіткою радіальністю, з центральною порожниною, зайнятою каолінітом, кальцитом, гіпсом і сульфідами заліза, свинцю, цинку, часто з крупними (до 2 см) кристалами геленіту, сфалериту (мал.)

Ф 5. Фосфорити конкреційні, відвантажені у вигляді малопотужних (менше 1 м) конгломератів з піщаним кварцово-глауконітовим заповнювачем (мал.), потужністю в десятки сантиметрів, залягають в основі крейдяного розрізу, частіше всього в основі сеноману, поблизу місць виходу корінних вендських глин і алевролітів, з яких вони були вимиті і накопичені в основному у вигляді перлювію, або горизонтів конденсації. Конкреції-гальки аналогічні вендським, вони мало оброблені при перевідкладенні.

Ф 6. Фосфорити жовнові темно-сірі і темно-коричневі, часто чорні, несортовані або погано сортовані, неоднорідні, нешаруваті і досить різноманітні, розпадаються на підтипи або самостійні літотипи, рихлі та міцні, перетворені в панцири-плити, з піщаним заповнювачем різного типу: кварцовим, кварц-глауконітовим, вапняно-глауконіто-фосфатним, з фосфатним, кальцитовим і глауконітовим, а також іншим глинистим цементом. Жовна (1-10 см) як досить правильні, з гладкою поверхнею, тобто наближені до конкреційних, так і неправильні, складних обрисів, з шорсткою поверхнею, нечітко відокремлюються від заповнювача, як міцні, так і слабкої міцності. В горизонті вони одного типу або різні, змішані. Зазвичай більш потужні горизонти – більш поліжовнові. Потужність 0,1-0,5 м, рідко до 1-2 м. Приклади – багаточисельні фосфорити крейди Руської платформи (від Брянську до Вятки і Волгограду, Саратова), Кавказу та Криму. Багато жовен виточено свердлувальниками. Звичні багаточисельні уламки черепашок молюсків, белемніти, спікули губок. Генезис: ділянкова цементація фосфатом пісків, алевритів, глин, вапняних або спікулових мулів, іноді утворення в них напівконкрецій або чітких конкрецій, після чого наставало перемивання відкладів і конденсація жовен, часто неодноразова.

Ф 7. Фосфорити чорні піщано-алеврито-глинисті, неоднорідні, нешаруваті або нечітко шаруваті, несортовані або погано сортовані, колофанові, з курськітом, карбонатапатитом, переповнені черепашками амонітів, двостулок, рострами белемнітів, нерідко націло розчиненими, неоднорідної міцності (від міцних ділянок до рихлих, які ламаються рукою), потужністю вище 1-2 м, цемент –фосфатний, нерідко базальний, зерна – фосфатні копроліти, псевдоооліти, уламки, кварц, глауконіт, слюди, звичні пірит і піритизовані куски деревини. Приклад – верхньоволзькі підмосковні фосфорити (Воскресенськ, Єгорьєвськ та ін.). Ці фосфорити наближені до жовнових і являються якби початковою стадією їх утворення, коли відбувалось постійне перемивання або невідкладення глинистого матеріалу несильними донними течіями, а перемивання всього шару не відбувалось або воно було не повним.

Ф 8. Фосфорити уламкові світло-сірі та сірі, іноді темно-сірі, з жорствяно-піщаною структурою, несортовані або погано сортовані, нешаруваті, нерідко з великою домішкою кварцу, глауконіту, уламки білі, землисті, пелітоморфні (аналогічні Ф1), слабкої або середньої міцності, з фосфатним та вапняним цементом, потужністю до 1-2 м і більше. Часті у верхній крейді та палеогені Сирії, Єгипту та інших країн Африки.

Ф 9. Фосфорити черепашкові – брахіоподові стулкові, складені дрібними (0,5-2 см) тонкостінними чорними стулками беззамкових фосфатних брахіопод-оболід, Зконденсованими слабкими донними течіями (укладені опуклістю догори), з великою кількістю білого кварцового заповнювача – тонкого або дрібного піску. Потужність до 0,5 м. Фосфорити рихлі і тому легко розробляються та збагачуються. Інший різновид – стулковий детрит, стулки досить товстостінні, піщаний заповнювач більш грубий. Зустрічаються в нижньому ордовику Прибалтики (пакерортські оболові кварцові піски приблизно 10 м) і Сибірської платформи (басейн Єнісею). В Прибалтиці вони розробляються двома крупними комбінатами - Кінгісепським та Маардуським (біля Таллінну).

Ф 10. Фосфорити губкові світло-і темно-коричневі біоморфної губкової, частіше всього вентрикулітової структури (розмір губкових кубків до 10 см), нешаруваті, рихлі або зцементовані, з піщаним глауконіто-кварцовим, вапняним, крейдяним або алеврито-глинистим заповнювачем, цемент вапняний фосфатний, фосфатизовані губки необкатані і обкатані, часто виточені каменеточцями, а отвори нерідко заповнені аутигенним тонкопелітовим глауконітом, з фосфатизованими ядрами гастропод та інших молюсків, з кістками риб та інших хребетних (іхтіозаврів, китів), з фосфатизованими копролітами і отолітами; курськітові, гідроксилапатитові та ін. Потужність 0,05-1,0 м. Поширені, наприклад, у верхньокрейдяних карбонатних відкладах Середнього та Нижнього Поволжжя та в інших районах Руської плити. В більшості являються горизонтами конденсації – підводним перлювієм.

Ф 11. Кістяні брекчії (0,1-1,0 м або дещо більше) коричневі, складені хребцями та іншими кістяними рештками риб, морських ссавців, іхтіозаврів та інших тварин, розміром до 0,5-1,0 м, несортовані і слабосортовані, з необкатаних або слабкообкатаних уламків кісток, нешаруваті і неясногрубошаруваті, гідроксил- і карбонатапатитові (курськітові, штафелітові) з різноманітним піщаним, глинистим або вапняним заповнювачем, рихлі та міцні, нерідко з морськими черепашками. Поширені в Єгіпті, Малі, Франції та інших країнах, переважно в крейді та палеогені. Розробляються як невеликі родовища.

Ф 12. Фосфорити типу „гуано” – світло- та коричнувато-сірі і темно-коричневі, колофанові та гідроксилапатитові, нешаруваті, пелітоморфні та зернисті, копролітові з екскрементами наземних тварин, головним чином птахів, в аридних елювіальних умовах, мабуть, додатково збагачуються (метасоматично!) фосфатом, утворюють гнізда, лінзи та пласти потужністю до декількох метрів у вапняках, частіше всього водоростевих. На о. Науру, о. Різдва та деяких інших островах західної частини Тихого океану, а також в Чілі мають велике промислове значення. На о. Науру, наприклад, вся економіка визначається експортом фосфоритів в багато країн від Японії до Австралії і США.

Ф 13. Фосфорити метасоматичні по вапнякам, світло-сірі та бурі, землисті, нешаруваті, часто з реліктами структур та текстур заміщених вапняків, з широким розвитком мозаїчних (взаємопроростання фосфатних, карбонатних і кременевих компонентів), сітчастих, інкрустованих (або крустифікаційних), тобто кіркових, каркасних, брекчієвих та інших метасоматичних текстур і структур. Форма тіл гніздова, неправильно лінзовидна. Утворюються при наземному вивітрюванні, наприклад при карстовому процесі, і супроводжують фосфорити гуано, але можливі і, мабуть, широко розповсюджені і підводні метасоматичні фосфорити, наприклад строматолітові (о.Науру та ін.). Можливий метасоматоз і при ката- і метагенезі та метаморфізмі, що більш поширено в докембрію. Деякі архейські і протерозойські апатити, можливо, розвивались по фосфоритам.

Ф 14. Алюмофосфорити зеленкуваті землисті, виникають при вивітрюванні та поверхневому (гіпергенному) метасоматозі, нешаруваті, гніздові, потужністю до багатьох метрів. Крупне їх родовище в Сенегалі – Палло, де розробляються переважно алюмофосфати з вмістом Р₂О₅ 28-29%. Разом з кальцийфосфатами вони розробляються на добрива та уран в крупному Флоридському басейні.