علوم الأرض والجيولوجيا

نبذة تعريفية عن “معادن الفوسفات” وتصنيفاتها وفقاً لنشأتها

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معادن الفوسفات تصنيفات معادن الفوسفات علوم الأرض والجيولوجيا

تضم هذه المجموعة من المعادن مركبات طبيعية غير عضوية لحامض الفوسفوريك H3 (PO4)، كما تنتمي كل معادن الفوسفات المعروفة إلى الارثوفوسفات.

حيث توجد مجموعة الأنيون الداخلية في تكوينها على هيئة وحدة رباعي الأوجه المستقلة (PO4)3-، ويكون حامض الزرنيخيك H3 (AsO4) أملاحاً معدنية لها نفس الكيمياء البلورية لمعادن الفوسفات.

يوجد أكثر من 150 نوعاً من معادن الفوسفات، وعادة ما تكون كيميائيتها البلورية معقدة جداً، ويمكن تصنيف معادن الفوسفات تبعاً لنشأتها إلى أصناف ثلاثة هي:

1- فوسفات أولية (تتبلور مباشرة من مصهور أو سائل).

2- فوسفات ثانوية (ناشئة عن الفوسفات الأولية نتيجة للنشاط الحرمائي).

3- فوسفات صخرية (تتكون من المواد العظمية وهياكل الكائنات الحية الصغيرة وغيرها التي تأثرت بالمياه).

 

– معادن الفوسفات الأولية :

تبلورت هذه المعادن الفوسفاتية من سوائل المرحلة المتأخرة لتبلور المحاليل الصهيرية المتأخرة الغنية بالماء والعناصر المركزة.

وتحتوي أنواع معينة من الصخور مثل الجرانيت والبجماتيت في كثير من الأحيان، على معادن فوسفاتية توجد بلوراتها في بعض الأحيان بكميات وفيرة.

ولقد وجدت بلورات ضخمة للاباتيت Ca3 (F, Cl, CH) (PO4)3 ترايفيليت – ليثيوفيليت – TriphyliteLi (Fe, Mn) (PO4) Lithiophilite امبليوجنيت (Li, Na) Al (F,OH) (PO4)2 جرافتونيت (graftonite) (PO4) (Fe, Nm, Ca)3

 

أما معادن فوسفات العناصر الأرضية النادرة مثل المونازيت (La, Ce) (PO4) والزينوتيم Xenotime Y (PO4)  فتوجت في بضع صخور البجماتيت.

وتستغل خاماتها لاستخلاص أكاسيد العناصر الأرضية النادرة، وتقوم مجموعة الانيون (PO4)3- يخفض لزوجة السائل، وهذا يساعد بدوره على نمو البلورات لأحجام كبيرة.

وعندما تنفصل معادن الفوسفات الأولية من المحلول، فإنها تتحد مع شق السليكات الذي يكون متوفراً في المحلول، وبالتالي لا تتكون معادن فوسفوسيليكاتية.

 

توجد معادن الفوسفات الأولية أيضاً في أنواع أخرى من الصخور، خصوصاً الصخور فوق القاعدية مثل السيانيت النيفيليني، كربوناتيت، بالإضافة إلى كميات ضخوة من الأباتيت في صخور السياتيت النيفيليني فش شبه جزيرة كولا في روسيا.

وتحتوي صخور الكربوناتيت عادة على معادن فوسفات العناصر الأرضية النادرة مثل بريثوليت (Na, Ce, Ca)5 (OH) [(P, Si) O4]3 (britholite)، كما توجد معدن الفوسفات الأولية أيضاً في الأحجار الجيرية المتحولة عادة على هيئة أباتيت.

كما يوجد الأباتيت أيضاً بصحبة الماجنتيت (FeFe2O4)، نتيجة لانفصالهما من الصخور القاعدية مثل النوريت والأنورثوزيت، ويندر وجود الفوسفات في النيازك (أنظر: كربوناتيت، نيفيلين سيانيت).

 

– معادن الفوسفات الثانوية:

تم التعرف على عدد كبير من معادن الفوسفات الثانوية، ذلك لأن هذه المعادن تكونت بصفة خاصة عند درجات الحرارة المنخفضة، وفي ظروف تتميز باتساع مدى درجات تركيز الأس الهيدروجيني pH والتركيز الأكسجيني.

وقد أمكن التعرف على أكثر من خمسين نوعاً من هذه المعادن التي تكونت نتيجة لتفاعل الماء مع معدني ترايفيليت – ليثيوفيليت.

ولهذه المعادن الثانوية كيمياء بلورية معقدة جداً ويحتوي معظمها على كاتيونات Mn3+, Mn2+, Fe3+, Fe2+ في حالة تناسق ثماني مع مجموعات (PO4)3- (H2O), (OH)، والذي يؤدي إلى تكوين مجمعات معقدات (complexes) متناسقة.

 

تعتبر معادن سترينيجت (Strengite) Fe(PO4) (H2O)2، لودلاميت (Ludlamite) Fe3 (PO4)2 (H2O)8 أكثر هذه المعادن انتشاراً.

ولهذه المعادن عادة ألوان جميلة لاحتوائها على كاتيونات الفلزات الانتقالية، كما أن لها قيمة كبيرة عند هواة جمع المعادن.

 

كما توجد مجموعة أخرى من معادن الفوسفات الثانوية تعرف باسم الفوسفات الحديدية، وهي تتكون نتيجة لتفاعل المياه الفوسفاتية مع الجوثيت FeO(OH).

وتنتشر معادن تلك المجموعة في بعض طبقات رواسب الليمونيت بكميات كبيرة، ويصاحب أعضاء هذه المجموعة معادن روكبريدجيت Fe2+ Fe3+ (OH)5 (PO4)3 ، دوفرينيت Fe2+ Fe3+ (OH)5 (PO4)4 (H2O)2  وأنواع أخرى كثيرة ولكن لا زالت المعلومات عن معادن هذه المجموعة بدائية.

 

– الفوسفات الصخري:

تضم هذه المجموعة من معادن الفوسفات تلك التي نشأت عند درجات الحرارة المنخفضة جداً نتيجة لتفاعل الماء مع المواد العضوية المطمورة والغنية بالفوسفور، مثل العظام والمحار والدياتومات.

كما تضم هذه المجموعة المعادن الفوسفاتية التي تكونت نتيجة لتفاعل المياه الفوسفاتية مع مواد كربوناتية مثل المرجان، تلك المياه أصبحت بأنيون الفوسفات وذلك نتيجة لنقلها السابق على المواد العضوية.

وهناك نوع آخر من الصخور الفوسفاتية توجد على هيئة طبقات من النوع البطروخي، ولكن معلوماتنا عن تركيبها المعدني لا تزال بدائية نظراً لصغر حجم الحبيبات.

 

ويعتبر الأباتيت الكربوناتي المعدن الغالب في تركيبها، كما توجد معادن أخرى نادرة كميات ضئيلة إلى كثير من المواد شبه الغروية والتي لا تعتبر معادن حقاً.

ولقد أمكن فصل بلورات لفوسفات المغنسيوم المتميئة، محفوظة بصورة جيدة في مخلفات والتي تعرف باسم جوانو (guano).

 

ومن معادنها الشائعة نيوبيرييت (NewBeryite) MgH (PO4) (H2O)3 ستروفييت (struvite) NH4Mg (PO4)6H20 ويباع الجوانو كسماد نظراً لاحتوائه على كميات كبيرة من الفوسفور.

وتوجد رواسب الفوسفات بكميات اقتصادية في المغرب وتونس والجزائر ومصر والأردن، في مصر توجد رواسب الفوسفات بكميات كبيرة على ساحل البحر الأحمر، وفي وادي النيل وفي الصحراء الغربية، وتعتبر المغرب أكبر الدول العربية إنتاجاً للفوسفات.