Depósitos de fosfatos sedimentarios
Los depósitos fosfáticos o fosforitas tienen gran importancia económica, ya que son uno de los componentes fundamentales de los fertilizantes que se utilizan en la agricultura. Las fosforitas contienen, además de grandes cantidades de fósforo y calcio, pueden presentar altas concentraciones de tierras raras, uranio, flúor y vanadio, y están comúnmente asociadas a pelitas negras (rocas sedimentarias de grano muy fino) ricas en materia orgánica y potenciales rocas generadoras de petróleo.
El fósforo es uno de los elementos esenciales para la vida y está presente en toda la materia viva. Se lo encuentra en pequeñas cantidades en los tejidos blandos, y en grandes cantidades en ciertos tipos de esqueletos, especialmente en los huesos de los vertebrados y en las conchillas de algunos invertebrados.
El fosfato es uno de los nutrientes primarios en el mar, y como tal controla la productividad orgánica y, por ende, a los organismos que viven en el mar. Allí, se encuentra disuelto en el agua en forma de ortofosfato, o en forma partículas contenidas en los detritos orgánicos. Su concentración suele alcanzar valores máximos en las zonas costeras, estuarios o en cuencas marinas anóxicas.
Fosforitas nodulares y estratificadas
a) Formación de fosforitas nodulares y estratificadas en ambientes actuales
La presencia de depósitos fosfáticos en el fondo del mar es conocida desde la expedición oceanográfica del Challenger, alrededor de 1870, cuando se extrajeron nódulos y costras fosfáticas en la plataforma continental y en el talud al sur de África. Los depósitos fosfáticos actuales o recientes presentan formas de nódulos, costras o losas, que se han formado en el fondo marino, a profundidades de entre 60 y 300 metros, en áreas de baja tasa de sedimentación en la parte exterior de las plataformas submarinas o en la parte superior de los taludes continentales. Los nódulos varían entre unos pocos centímetros hasta metros de diámetro, muestran una estructura interna que va desde homogénea hasta concéntrica, y a menudo se encuentran asociados con restos de vertebrados y de peces.
Pavimento de fosforitas muy resistentes a las fuerzas erosivas de la corriente del Golfo. Imagen tomada de Islands in the Stream 2001, NOAA/OER.
El origen de los depósitos fosfáticos en el mar está principalmente vinculado a las zonas de surgencia (upwelling), en donde las aguas frías de los fondos oceánicos, ricas en nutrientes y por lo tanto en fosfatos, ascienden a la superficie generando mayor productividad orgánica (especialmente en forma de plancton). Esto a su vez puede generar aguas anóxicas cerca del fondo, debido a que la materia orgánica es muy abundante y, al degradarse, consume el oxígeno disuelto en el agua.
La surgencia es un rasgo típico de latitudes medias y se desarrolla fundamentalmente a lo largo del talud continental, al oeste de los continentes, pero también en zonas en donde el fondo marino muestra topografía irregular. La presencia de "zonas de contenido de oxígeno mínimo" en las plataformas submarinas permite la sedimentación de la materia orgánica que, al degradarse por la acción de las bacterias, libera fosfato.
AMBIENTES MARINOS DE FORMACION DE FOSFATOS
La precipitación del fosfato se produce a partir de soluciones o, más probablemente, a partir de la impregnación y reemplazo de un sustrato por parte de coloides ricos en fosfatos. Esto da origen a los nódulos y costras que se forman en el fondo marino o a pocos centímetros de profundidad por debajo del mismo. En las zonas anóxicas se produce mortalidad en masa de los peces, lo que contribuye a la formación de horizontes enriquecidos en fosfato.
Para que el fosfato se concentre formando horizontes o capas fosfáticas, es necesario el retrabajo de los sedimentos por parte de tormentas o de corrientes oceánicas que eliminan las partículas más finas permitiendo la concentración de los fosfatos en forma de nódulos, pellets y coprolitos. Los episodios transgresivos y regresivos del mar favorecen la concentración de fosfatos. Durante los primeros, la baja tasa de sedimentación permite la acumulación de fosfatos en secuencias condensadas, junto con cherts, fangos orgánicos, glauconita, calizas pelágicas y fondos duros (hardgrounds). Durante las regresiones se producen situaciones favorables para el retrabajo mecánico y la concentración de las partículas fosfáticas.
b) Formación de Fosforitas en Secuencias Antiguas
Durante la historia del planeta ha habido un número de episodios fosfogénicos principales, que se sitúan en el Precámbrico tardío, en el Cámbrico-Ordovicico, en el Pérmico, en el Cretácico superior y Terciario inferior y en el Mioceno-Plioceno. La surgencia, junto con el florecimiento (bloom) de fitoplancton, la expansión de las zonas de oxígeno mínimo y los cambios en la circulación oceánica pueden haber sido factores de importancia en el desarrollo de las fosforitas. Los cambios oceanográficos, junto con ligeras fluctuaciones en la química del agua de mar, pueden haber sido instrumento para la radiación Cámbrica de los metazoos y el inicio de la biomineralización formadora de los esqueletos rígidos.C
La mayor parte de las fosforitas del registro geológico se originaron con niveles del mar relativamente altos o asociadas con transgresiones de corta duración. Durante esas épocas, la formación de mares someros y fértiles dio lugar a la existencia de fondos marinos poco oxigenados, en los cuales pudo acumularse materia orgánica con su consiguiente contenido de fósforo. También se verifica, a grandes rasgos, una correlación entre el desarrollo de un clima global cálido y estable, y la formación de fosforitas. En estos casos, la meteorización química en el continente fue muy intensa e incrementó el flujo de fósforo a los mares. En consecuencia se produjeron fosforitas en cuerpos de agua costeros o estuarios debido a la alta concentración de fosfatos por lavado y aporte desde el continente. Por otra parte la circulación oceánica se debilitó, lo que conlleva la formación de aguas marinas estratificadas, con las capas inferiores pobres en oxígeno y por lo tanto anóxicas y adecuadas para la precipitación de fosfatos.
Fosforitas bioclásticas y en conglomerados
Debido al retrabajo de corrientes u olas, que eliminan a las partículas más finas y livianas, permitiendo la acumulación de los restos fosfáticos más pesados, los huesos de esqueletos de vertebrados y de peces pueden concentrarse para formar capas o bancos, en forma de depósitos residuales (lags), Los ambientes sedimentarios en los cuales estas concentraciones pueden formarse son muy variados, e incluyen a las plataformas submarinas regresivas o transgresivas, a las zonas costeras y a los canales estuáricos, mareales o aún fluviales.
Los restos óseos se distinguen al microscopio por su estructura de canalículos y su color amarillo a marrón claro. Pueden ser isótropos o ligeramente anisótropos, con extinción ondulosa o en parches. Durante la diagénesis suelen precipitar fosfatos alrededor de estos fragmentos, formando cementos fosfáticos, o reemplazando a otros componentes clásticos o calcáreos.
Guano
Los excrementos de los pájaros y en menor medida de los murciélagos, pueden acumularse formando grandes costras en ciertas islas oceánicas, por ejemplo en el Pacífico Oriental. Estos depósitos pueden tener alguna importancia económica, ya que la lixiviación del guano deja un depósito de fosfato de calcio. También, a partir de ellos pueden fosfatizarse las rocas subyacentes por la lixiviación del fosfato del guano. Estas fosforitas tienen poco significado geológico y económico, más allá de su utilización como fuentes locales de fósforo.
LOCALIZACION DE LOS DISTINTOS TIPOS DE FOSFORITAS
