Back Up Next

МИКРОСТРУКТУРЫ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ФОСФОРИТОВ
БАССЕЙНА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

Маленкина С. Ю.
ИЛОВМ РАН, Москва

        Среди верхнемеловых отложений Воронежской антеклизы известны желваковые фосфориты сеномана и зернистые фосфориты кампана. Петрографически различаются два типа фосфоритов: глинистые (пелитоморфные) и песчанистые. Пелитоморфные разделяются на кремнистые и известковистые, по наличию в их составе соответствующей примеси (обломков скелетов губок, остатков радиолярий, диатомей, кокколитов, фораминифер).

        Микроскопические исследования показали, что кремнистые фосфориты представляют собой первично диатомовые, радиоляриевые или смешанного состава илы, в различной степени замещенные фосфатом. Наиболее наглядно процесс фосфатизации прослеживается в радиоляриях, среди которых под обычным оптическим микроскопом можно видеть все его стадии: 1) частично замещенные, полностью сохранившие внутреннюю структуру; 2) полностью замещенные, сохранившие внутреннюю структуру; 3) замещенные, сохранившие внутреннюю структуру в центре и утратившие ее на периферии, с нечеткими краями; 4) замещенные, сохранившие внутреннюю структуру лишь по краю, с четкими очертаниями; 5) с четкими зубчатыми краями, полностью утратившие внутреннюю структуру, превратившиеся в круглые фосфатные зерна. Наблюдения под сканирующим микроскопом подтверждают это. Диатомеи, из-за меньших размеров и худшей сохранности, являются гораздо менее наглядным примером замещения. Под сканирующим микроскопом видны целые панцири и их фрагменты, а также полости оставшиеся от растворения диатомей. В некоторых случаях видимые признаки фосфатизации отсутствуют. В других случаях происходит полная или частичная фосфатизация поверхности панциря диатомей, иногда и их поры заполняются и обволакиваются массой колломорфного фосфата. Местами это сопровождается заметной коррозией панцирей вплоть до полного растворения, но иногда фосфатизированные панцири сохраняют мельчайшие детали структуры. Вероятно, замещение кремнезема фосфатом происходило в еще нелитифицированном осадке, так как фосфатизировался еще нераскристаллизованный кремнезем. Помимо фосфатизации, в некоторых желваках наблюдается глауконитизация радиолярий и фораминифер, также с сохранением признаков их первичной структуры. Судя по наблюдениям в шлифах, глауконитизация предшествовала фосфатизации.

        Известковистые фосфориты представляют собой первично кокколитофоридовый и фораминиферовый илы, полностью или частично фосфатизированные. В них чаще всего наблюдаются неполностью замещенные фораминиферы (замещаются либо створки, либо внутренние камеры) и неясные, сгусткового строения, реликты первично карбонатного состава. Изредка встречаются также корродированные кокколиты. Имеются также включения первично фосфатного материала - обломки чешуи и костей рыб и рептилий.

        Фосфатное вещество в желваках по структурно-морфологическим признакам разделяется на три типа: колломорфный, глобулярный и кристалломофный. Под сканирующим микроскопом колломорфный фосфат обычен. В межпоровом пространстве, а также на панцирях диатомей наблюдаются колломорфные выделения губчатого пористого фосфата, в массе которого можно различить нечетко оформленные глобулярные частицы размером до нескольких микрометров в поперечнике. Наблюдаются и кристалломорфные частицы преимущественно веретенообразной формы длиной примерно от 0.2 до 2-3 мкм. Они встречаются как порознь, так и образуют разнообразные срастания, состоящие из частиц разных размеров. Иногда они формируют самостоятельные скопления, включая сноповидные и шаровидные сростки и сплошные массы. Глобулярный фосфат представлен глобулами примерно от одного до нескольких мкм в поперечнике с гладкой или бугорчатой поверхностью. Кристалломорфный фосфат, в форме агрегатов блокового или нечетко выраженного призматического строения, удлиненных частиц микронного размера и окристаллизованных глобул, выполняет поры и пустоты в фосфоритовых стяжениях и псевдоморфозах, образуя крустификационные каемки.

        В отложениях кампана фосфаты присутствуют в виде зерен, микроагрегатов, биодетрита, пленок и оболочек на тяжелых минералах в верхней части (2-16 м) нижнего кампана. Биодетрит представлен обычно обломками губок, костей рыб и рептилий. Как зерна, так и оболочки сложены фосфатным материалом трех типов – колломорфным, глобулярным и кристалломофным. Колломорфный фосфат представлен бесформенными массами, в большинстве случаев пористыми, губчатой структуры. Иногда эти массы имеют комковатую текстуру, значительно реже - относительно массивную. Глобулярный фосфат, который местами превалирует, состоит из агрегатов глобул более или менее округлой формы размером от менее одного до нескольких микрометров в поперечнике. Внутренняя часть крупных глобул сложена массивным фосфатом, в то время как мелкие могут быть окристаллизованы полностью.

        Наблюдения под сканирующим микроскопом свидетельствуют, что все типы фосфата в сеноманских и кампанских фосфоритах связаны друг с другом серией промежуточных разностей и являются продуктами единого раннедиагенетического процесса осаждения и последующих преобразований фосфатного вещества.

        Необходимо отметить также присутствие как в сеноманских, так и в кампанских фосфоритах фосфатизированных бактериально-водорослевых комплексов - трубчатые и сфероидальные образования. Так, под сканирующим микроскопом можно наблюдать полые трубки круглого сечения диаметром 1-5 мкм, являющиеся скорее всего чехлами трихом нитчатых цианобактерий; сложнопереплетенные полые трубчатые формы, переменного диаметра 2-5 мкм, представляющие собой, вероятно, псевдоморфозы по красным водорослям типа литотамний; скопления мелких округлых образований 0,5-1 мкм, подобных скоплениям коккоидных бактерий.

        Особенности внутреннего строения как желваков, так и зерен убедительно свидетельствуют, что фосфатизация в них происходила в несколько этапов. Желваки формировались первоначально как диагенетические стяжения в еще нелитифицированном осадке, за счет перераспределения фосфатного вещества. Они обычно имеют сложное строение, обусловленное как полицикличностью формирования, так и наличием в них многочисленных центров роста мелких стяжений. Между этими центрами могли сохраняться законсервированными реликты первичных, незатронутых фосфатизацией, илов. Судя по форме стяжений - это копролиты, участки ходов биотурбитов, бактериально-водорослевые маты и т.п., т.е. среда обогащенная органическим веществом, находящимся в стадии активного разложения под воздействием микроорганизмов, способствующая осаждению фосфата кальция. Этот процесс тесно переплетался с другим - поверхностной фосфатизации; фосфат при этом обычно не только замещал первичные породы, но и выделялся в виде крустификационных каемок и пленок на поверхности хардграунда, стенках ходов биотурбитов, желваках, обломках фоссилий, зернах и реже в виде концентрических оболочек вокруг микроцентров. Зерна фосфоритов в отложениях кампана также представляли собой результат взаимодействия процессов замещения и поверхностной фосфатизации.