ژئو به معنای زمین و ژئوشیمی علمی است که با استفاده از علم شیمی و ابزارهای مخصوص به بررسی زمین و اجزای آن میپردازد. در این مقاله ژئوشیمی تحلیلی و معدنی تحلیل و بررسی اسید فسفریک مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.
سنگهای فسفات منبعی حیاتی برای تأمین غذا و امنیت جهانی هستند. آنها ماده اولیه اسید فسفریک و کودهای مورد استفاده در کشاورزی هستند و به طور فزایندهای به عنوان منبع بالقوه عناصر کمیاب خاکی در نظر گرفته میشوند. سنگهای فسفاته یا به صورت رسوبی یا سنگ معدنی آذرین مرتبط با سنگهای قلیایی وجود دارند. در هر دو مورد، پیدایش سنگهای فسفاته با عیار بالا ناشی از مکانیسمهای غلظت پیچیدهای است که شامل چندین فرآیند (زیست) ژئوشیمیایی است.
سنگهای فسفاته تا حد زیادی مهمترین ماده خام فسفردار مورد استفاده در صنعت کود هستند. آنها منبع اصلی فسفر (P) هستند که یک عنصر ضروری برای کشاورزی است و همچنین این سنگها باعث تولید اسید فسفریک ماده فعال صنعتی میشوند که کاربردهای مختلفی (به عنوان مثال، خوراک دام، لوازم آرایشی و لوازم الکترونیکی) دارد. سنگهای فسفات همچنین میزبان مقادیر قابلتوجهی از عناصر خاکی کمیاب (REE) هستند، که با توجه به حجم تولید آنها در سراسر جهان، آنها را به یک منبع REE بالقوه تبدیل میکند. همچنین به عنوان یک منبع اورانیوم نیز در نظر گرفته میشوند، به ویژه در ذخایر خاصی که میتواند به غلظتهای بالایی برسد. عناصر دیگر – مانند کادمیوم، رادیوم و توریم، که میتوانند در سنگهای فسفات خاصی نیز غنی شوند – در حال حاضر بر تولید و تبدیل آنها وجود دارند.
فسفر در سنگهای فسفاته همیشه با عناصر دیگر به شکل کانیهای فسفاته ترکیب میشود که رایجترین و پراکندهترین آنها به گروه آپاتیت تعلق دارد. تضمین تأمین پایدار فسفات یکی از چالش برانگیزترین مسائلی است که بشریت با آن مواجه است و نیازمند استراتژیهای پیشگیرانه از جمله بازیافت ضایعات معدنی و فرآوری فسفات، علاوه بر اکتشاف منابع بالقوه جدید سنگ معدن فسفات است. فسفریتهای رسوبی با منشأء دریایی در حال حاضر مواد اولیه برای صنایع فسفات هستند و بخش قابل توجهی از تولید سنگ فسفات جهان (۹۰٪ ≃) را تشکیل میدهند. سنگهای فسفات آذرین حدود ۱۰ درصد را تشکیل میدهند و بقیه از رسوبات باقیمانده و گوانو هستند. هر دو منبع (سنگهای آذرین و رسوبی) از نظر کیفیت شیمیایی، توزیع جغرافیایی و قابلیت بهرهبرداری، مزایا و معایبی دارند.
سنگهای فسفاته علاوه بر ارزش اقتصادی، از ارزش علمی بالایی نیز برخوردار هستند. فسفاتهای رسوبی اطلاعات ارزشمندی در مورد اکولوژی و شیمی اقیانوسها در گذشته در جهان ارائه میدهند. در واقع، پیدایش، انباشت و حفظ آنها نیازمند شرایط خاص محیطی-دیرینه است و شامل فرآیندهای بیوژئوشیمیایی پیچیده در طول دیاژنز اولیه است. علاوه بر این، پیوند بین چرخه فسفر و سایر چرخههای بیوژئوشیمیایی به تشکیل سنگهای فسفات (فسفوژنز) نقش مهمی در تنظیم آب و هوای زمین و همچنین تنظیم نیتروژن و سطوح جوی اختصاص میدهد. اکسیژن در بازههای زمانی زمینشناسی به این ترتیب، چندین مدل برای توضیح فسفوژنز و ویژگی ظاهراً ناپیوسته آن در طول زمان ارائه شده است. از سوی دیگر، مطالعه آپاتیت آذرین میتواند اطلاعات زیادی در رابطه با مکانیسمهای تکامل ماگما و تشکیل سنگهای قلیایی ارائه دهد.
ذخایر فسفات رسوبی در کشورهایی مانند مراکش از نظر گستردگی و منابع موجود (بیش از ۷۰ درصد ذخایر فسفات جهان) در جهان قابل توجه است. سنگهای فسفاته رسوبی معمولاً متعلق به فاصله چینهشناسی کرتاسه بالایی تا ائوسن پایینی هستند. تا به امروز، مطالعات متعددی بر روی جنبههای زمینشناسی، کانیشناسی و ژئوشیمیایی فسفاتهای تشکیل دهنده اسید فسفریک انجام شده است.
فسفاتهای رسوبی دریایی از طیف گستردهای از ذرات فسفات یا “فوسکلاست ها” ساخته شدهاند که میتوانند به دانههای اسکلتی (بیوکلاستها، دندانهای کوسه و قطعات استخوان) و دانههای غیراسکلتی (پلوئیدها) تقسیم شوند. اکثر فسفاتهای رسوبی دریایی نتیجه برهمکنش بین فرآیندهای پیچیده بیوژئوشیمیایی هستند که در شرایط محیطی خاص رخ میدهند. ژئوشیمی فسفاتها عمدتاً با استفاده از روشهای زیست چینهشناسی، با بهرهگیری از جانوران بسیار غنی و متنوع آنها تعیین میشود.
در مقایسه با سایر ذخایر فسفات در قسمتهای دیگر و فسفریتهای بینالمللی، کیفیت استاندارد دادههای کانیشناسی یا ژئوشیمیایی برای سنگهای فسفات طبیعی در کشوری مانند مراکش بسیار نادر است یا حتی در دسترس نیست. دادههای موجود در مورد فسفاتهای رسوبی مراکش نشان میدهد که مانند سایر سنگهای فسفاته منطقهای، آنها عمدتاً از فرانکولیت و کانیهای گنگ مرتبط (مانند کلسیت، دولومیت، کوارتز، گچ و کانیهای رسی (مانند اسمکتیت، ایلیت) تشکیل شدهاند.
محل قرارگیری عکس
ذخایر فسفات در طول زمان پویا و متغیر هستند که به عوامل متعددی از جمله نرخ تولید، کشف ذخایر جدید و طبقهبندی مجدد منابع و ذخایر بستگی دارد. در حال حاضر، منابع متعددی از دادههای موجودی جهانی در دسترس عموم در مورد منابع/ذخایر و تولید و مصرف فسفاتها وجود دارد. این دادهها معمولاً هر ساله توسط بررسیهای زمینشناسی گزارش میشوند.
سنگهای فسفاته با منشأ رسوبی و آذرین از زمان پالئوپروتروزوییک در محیطهای زمینشناسی بیشمار روی زمین شروع به شکلگیری کردند و در تعداد زیادی از نقاط جهان حفظ شدند. با این حال، بزرگترین منابع فسفات در مراکش واقع شده است. تمام منابع اقتصادی قابل معادن و شناخته شده در این کشور فسفریتهای دریایی رسوبی هستند. آنها از ماستریشتین تا یپرسین در سکوهای دریایی گسترده و از نظر تکتونیکی پایدار با محیطهای فرعی متنوع و تنوع بیولوژیکی برجسته شدند. آنها یک نمونه معمولی از تمام فرآیندهای تمایز و مسیرهایی هستند که رسوبات فسفات میتوانند متحمل شوند. این امر توسط طیف گستردهای از رخسارههای سنگی مشاهده شده منعکس میشود که ویژگیهای رسوبی و محتوای فسیلی متفاوتی را نشان میدهند. با این حال، همبستگی قوی بین بخشهای مختلف سیستمهای فسفوژنیک به منظور ارائه برخی شفافسازیها از نظر جغرافیای دیرینه و هدف قرار دادن مؤثر مناطق فسفاتیک مورد نیاز است.
ارزیابی مجدد منابع و ذخایر موجود با توجه به کیفیت و قابلیت بهرهبرداری نیز با توجه به اهمیت آنها در مقیاس جهانی یک ضرورت باقی میماند. بهرهبرداری از آنها همچنین به زمینهای تبدیل شده است که در آن باید شیوههای پایدارتری اتخاذ شود تا با معرفی روشهای نوآورانه استخراج و بهرهبرداری، تولید کافی برای نسلهای آینده تضمین شود. در این مقاله با ژئوشیمی اسید فسفریک آشنا شدید. اگر سوالی در این رابطه دارید، حتما از ما بپرسید.