ฟอสฟอไรต์

ฟอสฟอไรต์ หรือ หินฟอสเฟต () เป็นหินตะกอนชนิดไม่ใช่เศษหิน (non-detrital sedimentary rock) ที่มีแร่ฟอสเฟตในปริมาณสูง ปริมาณฟอสเฟตในฟอสโฟไรต์ (หรือเกรดของหินฟอสเฟต) มีความแปรผันอย่างมาก ตั้งแต่ร้อยละ 4 ถึงร้อยละ 20 ของฟอสฟอรัสเพนตะออกไซด์ (P₂O₅) หินฟอสเฟตที่นำออกจำหน่ายจะต้องผ่านกระบวนการเพิ่มความเข้มข้นหรือการแต่งแร่ (beneficiation) ให้มีปริมาณ P₂O₅ อย่างน้อยร้อยละ 28 และมักมากกว่าร้อยละ 30 กระบวนการดังกล่าวรวมถึงการล้าง การคัดขนาด การกำจัดปูน (deliming) การแยกด้วยแม่เหล็ก หรือการลอยแร่ (flotation) โดยเปรียบเทียบแล้ว ปริมาณฟอสฟอรัสเฉลี่ยในหินตะกอนทั่วไปมีค่าน้อยกว่าร้อยละ 0.2

ฟอสเฟตพบอยู่ในรูปของฟลูออราแพไทต์ (fluorapatite) สูตรเคมี Ca₅(PO₄)₃F โดยทั่วไปอยู่ในมวลเนื้อละเอียดแบบคริปโตคริสตัลไลน์ (cryptocrystalline) ซึ่งมีขนาดเม็ดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร (< 1 μm) เรียกว่า คอลโลเฟน (collophane) ซึ่งเป็นแหล่งสะสมของอะพาไทต์ในหินตะกอนที่ยังไม่ทราบแหล่งกำเนิดแน่ชัดBlatt, Harvey and Robert J. Tracy, Petrology, Freeman, 1996, 2nd ed. pp. 345–349 ISBN 0-7167-2438-3 นอกจากนี้ ฟอสเฟตยังพบในรูปของไฮดรอกซีอะพาไทต์ (hydroxyapatite) สูตรเคมี Ca₅(PO₄)₃OH หรือ Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ ซึ่งมักเกิดจากการละลายของกระดูกและฟันของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ในทางตรงกันข้าม ฟลูออราแพไทต์สามารถกำเนิดจากสายแร่ไฮโดรเทอร์มอลได้ แหล่งกำเนิดอื่น ๆ ยังรวมถึงแร่ฟอสเฟตที่ถูกละลายทางเคมีจากหินอัคนีและหินแปร แหล่งสะสมฟอสโฟไรต์มักปรากฏเป็นชั้นหินขนาดกว้างขวาง ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วสามารถปกคลุมพื้นที่หลายหมื่นตารางกิโลเมตรของเปลือกโลก

หินปูนและหินโคลนเป็นหินที่พบแร่ฟอสเฟตได้บ่อย หินตะกอนที่อุดมด้วยฟอสเฟตสามารถพบเป็นชั้นสี น้ำตาลเข้มถึงสีดำ โดยมีความหนาตั้งแต่ชั้นบางระดับเซนติเมตรไปจนถึงชั้นที่หนาหลายเมตร แม้ว่าชั้นหินที่หนาเช่นนี้จะสามารถพบได้ แต่โดยทั่วไปแล้วมักไม่ได้ประกอบด้วยหินตะกอนฟอสเฟตเพียงอย่างเดียว หินตะกอนฟอสเฟตมักพบร่วมกับ หรือสลับชั้นกับหินดินดาน หินเชิร์ต หินปูน โดโลไมต์ และบางครั้งพบร่วมกับหินทราย

ชั้นหินเหล่านี้มีเนื้อสัมผัสและโครงสร้างเช่นเดียวกับหินปูนเนื้อละเอียด และอาจแสดงถึงการแทนที่ของแร่คาร์บอเนตด้วยแร่ฟอสเฟตในกระบวนการไดอะแอเจเนซิส (diagenetic replacement) นอกจากนี้ หินตะกอนฟอสเฟตอาจประกอบด้วยเพลลอยด์ (peloids) ออยด์ (ooids) ซากดึกดำบรรพ์ และเศษหิน (clasts) ที่ประกอบด้วยอะพาไทต์

ฟอสโฟไรต์บางชนิดมีขนาดเล็กมากและไม่มีเนื้อสัมผัสแบบเม็ดที่เด่นชัด ทำให้มีลักษณะเนื้อคล้ายคอลโลเฟน หรือมีเนื้อละเอียดคล้ายไมไครต์ (micrite) เม็ดฟอสเฟตอาจพบร่วมกับสารอินทรีย์ แร่ดิน เม็ดตะกอนเศษหินขนาดทรายแป้ง (silt-sized detrital grains) และแร่ไพไรต์ ฟอสโฟไรต์ชนิดเพลลอยด์หรือเพลเลตพบได้ค่อนข้างทั่วไป ในขณะที่ฟอสโฟไรต์ชนิดออยด์พบได้น้อย

พบฟอสโฟไรต์ในชั้นหินเหล็กแถบ (banded iron formations) อายุโพรเทอโรโซอิกในประเทศออสเตรเลีย แต่พบได้บ่อยกว่ามากในตะกอนยุคพาลีโอโซอิกและซีโนโซอิก ชั้นหินฟอสโฟเรีย (Phosphoria Formation) อายุเพอร์เมียน ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา แสดงถึงการสะสมตัวของตะกอนเป็นเวลาประมาณ 15 ล้านปี โดยมีความหนาสูงสุดถึง 420 เมตร และครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 350,000 ตารางกิโลเมตร

อ้างอิง

หมวดหมู่:หินตะกอน
หมวดหมู่:ฟอสฟอรัส