2.6. Фосфатонакопление

Эволюция фосфатонакопления рассмотрена в трудах Ю.Н. Занина, Н.А. Красильниковой, Н.И. Юдина, А.Л.Яншина, М.А. Жаркова, А.В. Ильина и др.

Наиболее древние фосфатоносные породы, свидетельствующие о начале морского фосфатообразования в истории Земли, относятся к архею (Алданский щит, Юго-Западное Прибайкалье). Древнейшие фосфориты находятся среди железистых квар­цитов, углеродистых и песчано-сланцевых формаций, кварци­тов. В докембрии механизм отделения фосфора от железа и углерода в осадочном процессе еще не функционировал. В архее на протогеосинклинальном этапе и раннем протерозое на про-тогеосинклинальном - протоплатформенном этапе развития земной коры основным источником фосфора был вулканогенный, что подтверждает пространственная и временная связь между осадочными фосфатоносными с примесью туфогенного материала и вулканогенными комплексами.

Ранний протерозой - это начало мощного развития фосфатоносных осадочных и вулканогенно-осадочных толщ, иногда с промышленными концентрациями фосфора. От раннего докем­брия к венду - кембрию фиксируется резкое усиление фосфатонакопления. В позднем протерозое усложняется тектоническое строение литосферы, происходит расширение морей, дифферен­циация климата, развитие карбонатов и эвапоритонакопления, увеличение биомассы в морях. Появилась возможность формирования различных типов фосфоритоносных формаций, в по­давляющей части осадочных. Но докембрийский (довендский) фосфогенез ни по масштабам, ни по концентрации Р2О5 несравним с вендско-кембрийскими месторождениями фосфатов.

Важнейшей в истории фосфатонакопления считается вендско-кембрийская (среднекембрийская) эпоха, датируемая интервалом времени 650 - 530 млн лет. Вероятно, в венде - начале кембрия сложились апвеллинги, о чем может свидетельствовать впервые появившаяся в карбонатах отрицательная аномалия δ¹³С. Это значит, что возник механизм поступления растворен­ных фосфатов из глубин моря с холодной водой к шельфу, ранее не действовавший из-за плотностной стратификации морской воды. Продуктивные пачки повсеместно заключены в карбо­натных сериях, преимущественно сложенных доломитами и подчиненными им известняками, причем вендские карбонатные породы скорее всего хемогенные, а кембрийские - биогенные. Продуктивным пачкам свойственен черный цвет, наличие чер­ных кремней и пород типа опок (платформа Янцзы, Тувино-Монгольский массив, Каратау, Д жор джина в Австралии и др.). Одновременно формируется седиментационный профиль фосфатные - черносланцевые - эвапоритовые фации, при этом фосфатные и черносланцевые образования резко обособлены, для фосфоритов типичны низкие содержания С_орг., а для черных сланцев, находящихся всегда мористее фосфатных пород, - Р₂О₅. Фосфориты представлены зернистыми и бесструктурными разностями. В наиболее древних разрезах венда широко распространены слоистые бесструктурные (незернистые) фосфориты. Тонкие фосфатные прослои, чередующиеся с доломитовыми, сложены фосфатом без признаков зернистого сложения. Эти фосфориты, как и доломиты, являются продуктом хемогенной седиментации. Среди зернистых разностей, преобладающих с начала кембрия, господствуют бесструктурные зерна, но в среднем кембрии уже многочисленны биокластические зерна из первичнофосфатных или фосфатизированных известковых раковин брахиопод, трилобитов и других организмов. Фосфоритовые продуктивные пачки приурочены к карбонатным отложениям, которые образуют пояса суммарной протяженностью в десятки тысяч километров и "...однозначно интерпретируются как отложения шельфовых морей, омывавших древние континенты в венде - кембрии и открывавшихся в сторону глубоководных бассейнов" (Ильин, 1989, с. 221).

Для позднекембрийской-раннеордовикской эпохи фосфогенеза характерно глобальное накопление ракушняковых фосфоритов, притом пространственно они разобщены с фосфоритами предшест­вующей эпохи фосфогенеза. Это связано с расцветом беззамковых мелких брахиопод, раковина которых состояла из фосфата. Ракушняковые фосфориты образовались в той же фациальной и тектонической обстановке, что и зернистые вендско-кембрийские.

В дальнейшей истории фанерозоя выделяются позднепермская (Фосфория), позднемеловая - раннепалеогеновая (Гафса, Улад Абдун, Гантур) и среднемиоценовая (фосфоритоносные провинции Северо-Тихоокеанская, Южно-Тихоокеанская, Ат­лантическая) эпохи фосфогенеза. Так как продуктивные пачки или свиты различных эпох весьма сходны между собой, можно предполагать и близкие условия их образования - фациальные, тектонические, климатические (аридные и гумидные). Для зер­нистых фосфоритов аридных зон чрезвычайно характерен близ­кий размер зерен (около 0,2 мм), причем господствуют бесструк­турные зерна. Подчиненные им скелетные зерна пермской фор­мации происходят в основном из рыбных остатков, реже фораминифер, мел-палеогеновых фосфоритов - из остатков фораминифер, кокколитофорид, птеропод, динофлагеллят, зубов акул, в неогеновых фосфоритах множество остатков диатомей, что отражает эволюцию органического мира (Ильин, 1989). Фосфориты гумидных обстановок отличаются развитием желваковых (конкреционных) форм и фосфатизированной ракуши.

От позднего мела к настоящему времени происходят сниже­ние интенсивности и сокращение площадей морского фосфоритообразования, приближение границ их максимального широт­ного распространения к экватору. В современную эпоху фосфатонакопление практически отсутствует в эпиконтинентальных бассейнах. Причиной всего этого является, очевидно, глобаль­ное понижение температур (Занин, 1987) с потеплением в миоце­не, с которым связана среднемиоценовая эпоха массового фосфогенеза. Наряду с современным фосфатообразованием она должна быть основой для познания эволюции этого процесса в истории Земли.