Происхождение фосфатов и солей

Фосфаты и соли относятся к числу тех не многих полезных ископаемых, которые занимают огромные территории и отражают глобальные события, связанные с их возникновением [107]. Формирование крупных фосфатоносных провинций на Земле имело место лишь в отдельные сравнительно короткие (<10 млн. лет) периоды прошлого: венд - ранний кембрий, пермь и поздний мел - ранний палеоген. К этим трем эпохам относятся все главные фосфатоносные бассейны планеты. Вне указанных периодов месторождений фосфора мало либо они отсутствуют вообще.

Несмотря на то, что процесс соленакопления протекал практически непрерывно – «с кембрия и доныне», как и для фосфора, отчетливо выделяются периоды глобального галогенеза [108]. Времена образования основных масс солей и фосфоритов очень близки (рис. 20). На связь обоих процессов также указывает близкое расположение некоторых фосфатных и соленосных бассейнов.

Долгое время неразрешимой геологической проблемой являлось объяснение причин интенсивного фосфато- и соленакопления в определенные сравнительно короткие периоды фанерозоя, а также источник для этого фосфора и солей.

В работах [109-111] с позиций галактоцентрической парадигмы предложено объяснение этого феномена. Предполагается, что в эпохи кометных бомбардировок наряду с кометами струйных потоков на Землю падали также кометы спиральных галактических рукавов. Своей максимальной численности они достигали на расстоянии радиуса коротации R* = 13.0±1.0 кпкот центра Галактики. Состав комет галактических рукавов отличается от вещества комет струйных потоков повышенным содержанием (до ~0.1-1 %) химических элементов со средними атомными весами. Поэтому эпохи поступления на
Землю таких комет отмечаются отложением пород и руд соответствующего состава.

Рис. 20. а) Разведанные запасы фосфора (столбики) – правая шкала, и солей (пунктир) – левая шкала, в сопоставлении б) с положением Солнца на галактической орбите (периодическая кривая) и удалением от центра Галактики ее четырех (цифры I-IV) спиральных рукавов. Кружки – моменты кометных бомбардировок. Пунктир – радиус коротации Галактики.

В табл. 5 приведены химические элементы так называемого «кальциевого пика». Все эти элементы исключительно синтезируются в реакциях горения углерода, кислорода и кремния в недрах звезд-гигантов, а также при взрывах обычных звезд [112].

Таблица 5.

Распространенность некоторых элементов в космическом веществе

относительно кремния по А. Камерону [113]

Изотоп	Содержание в естественной смеси, %	Процесс горения	Распространенность в космическом веществе
11Na^23		C	6.0´10^4
12Mg^24,25,26		C	1.06´10^6
13Al^27		С	8.5´10^4
14Si^28,29,30		О	1.0´10^6
15P^31		O	6.5´10^3
16S^32,34	99.22	O, Si	4.96´10^5
17Cl^35,37		O, Si	4.74´10^3
19K^39,41		O, Si	3.5´10^3
20Cа^40,44	99.03	O, Si	6.19´10^4

Примечание: распространенность Si принята 10⁶ .

Сопоставление нуклидов табл. 5 с химическим составом солей (табл. 6) показывает, что все они, за исключением фосфора и кремния, присутствуют в солях. Причем соотношение объемов некоторых классов солей, отложенных в палеозое, контролируется содержанием этих элементов в космическом веществе [110].

Таблица 6.

Классификация солей по Е.А.Баскову и др. [114]

Систематика солеобразующих минералов	Геохимические типы солей
Класс	Подкласс	Минерал, формула
Хлориды	Натриевые	Галит NaCl		xx	x	x	x	x	x
Магниево-калиевые хлориды	Сильвин KCl			xx
Карналлит KCl×MgCl2×6H2O			xx
Бишофит MgCl2×6H2O			xx
Тахгидрит CaCl2×2MgCl2×12H2O			xx
Сульфаты	Кальциевые сульфаты	Гипс CaSO4×2H2O	xx				x		x
Ангидрит CaSO4	xx	x	x	x
Магниево- калиевые сульфаты	Полигалит K2SO4×MgSO4×2CaSO4×2H2O				xx
Каинит KCl×MgSO4×3H2O				xx
Лангбейнит K2SO4×2MgSO4				xx
Кизерит MgSO4×H2O				xx
Эпсомит MgSO4×7H2O				xx
Натриевые сульфаты	Тенардит Na2SO4					xx
Мирабилит Na2SO4×10H2O					xx
Глауберит Na2SO4×CaSO4					xx
Астраханит Na2SO4× MgSO4×4H2O					xx
Глазерит Na2SO4×3K2SO4					xx
Карбонаты	Натриевые карбонаты	Трона Na2CO3×NaHCO3×2H2O						xx
Нахколит NaHCO3						xx
Натрон Na2CO3×10H2O						xx
Нортупит Na2CO3×MgCO3×NaCl						xx
Шортит Na2CO3×2CaCO3						xx
Гейлюссит Na2CO3×CaCO3×5H2O						xx
Давсонит NaAlCO3(OH)2						xx
Ганксит 2Na2CO3×9Na2SO4×KCl						xx
Кальциево- магниевые карбонаты	Магнезит MgCO3
Доломит CaMg(CO3)2	x	x	x	x	x	x
Нитраты	Калиево-натриевые нитраты	Натриевая селитра Na2NO3							xx
Калиевая селитра KNO3							xx

 

Палеозойское время характеризуется еще одной важной закономерностью: объемы отложенных каменных солей и разведанных запасов фосфатов, просуммированные по всему земному шару, обнаруживают линейную зависимость (рис. 21). С позиций нашей гипотезы этот факт приводит к трем выводам [111]: 1) слабой изменчивости среднего состава вещества поступавших на Землю галактических комет; 2) пропорциональном захоронении его фосфатной и наиболее растворимой солевой компонентов в процессах седиментации. И 3) существенного размыва и переотложения уже возникших скоплений фосфоритов и солей в более поздние эпохи не происходило. При невыполнении
хотя бы одного из этих условий линейность графика была бы нарушена.

Рис. 21. Сопоставление разведанных запасов фосфоритов и объемов каменной соли в палеозое по литературным данным [111].

Представленные результаты, вполне хорошо объясняя времена и объемы отложения фосфоритов и солей в фанерозое, не дают, однако ответа на другой важный вопрос: почему интенсивное образование этих полезных ископаемых на Земле началось именно с рубежа венда и кембрия. С этого времени на планете также резко меняется характер накопления кальциевых и кальциево-магниевых карбонатов, и получают широкое распространение известняки [115]. Ответы на эти вопросы связаны с решением другой принципиальной проблемы, которую сейчас рассмотрим.