التقلبات المعدنية والجيوكيميائية في رواسب الفوسفات في تكوين الدوي، الصحراء الغربية، مصر: رؤى عن البيئة القديمة والظروف الفيزيائية والكيميائية

لماذا تهم الصخور الصحراوية الحياة اليومية

عبر نطاق واسع من المغرب إلى الشرق الأوسط، تدعم طبقات الصخور الغنية بالفوسفات المدفونة تحت الصحاري والسواحل الحياة الحديثة بهدوء. هذه الصخور هي المادة الخام لمعظم أسمدة العالم كما تحمل أيضاً معادن ثمينة تُستخدم في الإلكترونيات وتقنيات الطاقة النظيفة. تركز هذه الدراسة على طبقات الفوسفات في الصحراء الغربية المصرية، في موقع يُدعى أبو طرطور، لفهم كيف تشكلت، مم تتكون، ومدى واعديتها كمصدر مستقبلي لعناصر استراتيجية.

هضبة صحراوية ذات قصة مخفية

فحص الباحثون أسرّة الفوسفات داخل تكوين الدوي، وهو رزمة من صخور أواخر الطباشيري تسجل تقدم بحر قديم فوق ما أصبح الآن مصر. عند أبو طرطور، يقسم تكوين الدوي إلى ثلاث وحدات: وحدة فوسفاتية سفلية، وحدة صفح وسطى، ووحدة فوسفاتية علوية. جمع الفريق سبعة عشر عينة على امتداد ثلاثة كيلومترات وحلل أحد عشر منها تفصيلياً. باستخدام الميكروسكوبات وتقنيات الأشعة السينية والقياسات الطيفية الكتلية، حددوا كلّاً من المعادن الموجودة وكميات المعادن النادرة المحبوسة بداخلها. أتاح ذلك ربط ما شاهده الباحثون في العينات اليدوية والشرائح الرقيقة بالتاريخ الأوسع للحوض الرسوبي.

ما تكشفه الحبيبات عن بحر قديم

تحت الميكروسكوب، تتكون الفوسفاتيت في الأساس من معدن الأباتيت، إلى جانب عظام أسماك وأسنان قروش، كلها تشير إلى نظام بحري كان مزدهراً ذات يوم. العديد من الحبيبات زاويّة وشبه مستديرة، ما يوحي بأنها لم تُنقل لمسافات بعيدة قبل دفنها. بين هذه الحبيبات، يملأ رابط من الدولوميت والكالسيت والجبس وأكسيدات الحديد الفجوات، مسجلاً تغيرات في كيمياء الماء والتبخر. تظهر القياسات الكيميائية أن هذه الصخور غنية بأكسيد الكالسيوم والفوسفور، مع كميات ملحوظة من مواد مشتقة من الرمل والطين مثل أكاسيد السيليكا والألمنيوم. تشير هذه التركيبة إلى أن الرواسب ليست رواسب نقية ناتجة عن ترسيب كيميائي مباشر من مياه البحر، بل مزيج من مادة فوسفاتية مع حبيبات قادمة من اليابسة.

دلائل من العناصر غير المرئية

أكثر الأدلة وضوحاً تأتي من العناصر النزرة وعناصر الأرض النادرة، وهي عائلة من المعادن الحساسة بشدة للظروف البيئية. تحتوي فوسفاتيت أبو طرطور على مجموعات استثنائية من عناصر الأرض النادرة مضافاً إليها الإيتريوم—بمتوسط يقارب 969 جزء في المليون—وهو أعلى بكثير من العديد من الرواسب المماثلة. تُظهر أنماطها وفرة في العناصر المتوسطة من السلسلة النادرة أكثر من أخفها أو أثقلها، مع انخفاض طفيف في السيريوم وارتفاع بسيط في الإوروبيوم. في مياه البحر المفتوحة جيدة الأكسجة، عادة ما تتبع العناصر النادرة نمطاً مختلفاً مع عجز قوي في السيريوم. يشير النمط الغريب هنا، إلى جانب نسب منخفضة نسبياً من الإيتريوم إلى الهولميوم ومعدلات معتدلة لليورانيوم إلى الثوريوم، إلى مساهمة قوية من جسيمات واردة من اليابسة وإلى تعديل كيميائي بعد ترسّب الرواسب الأصلي.

طبقات مُعاد تدويرها وبحار متقلبة

بدمج الأنسجة المعدنية، والعناصر الكبرى، وبصمات عناصر الأرض النادرة، يرى المؤلفون أن هذه الفوسفاتيت لم تتكوّن محلياً من مياه البحر وحدها. بل تمت إعادة تحريك رواسب فوسفاتية أقدم كانت قبالة الساحل وإعادة ترسبها خلال تغيرات مستوى البحر في فترة الكامبان–الماستريشتيان، قبل نحو 80–66 مليون سنة. مع ارتفاع وهبوط مستوى البحر، تعرضت الطبقات الفوسفاتية القديمة للانجراف، واختلطت حبيباتها بالطين والرمل، ثم تركزت مجدداً في أسرّة جديدة. تشير كيمياء العناصر الحساسة للأكسدة/الاختزال مثل الفاناديوم والنيكل والكروم، إلى جانب نسب معينة من عناصر الأرض النادرة، إلى أن الأسرّة الجديدة تراكمت تحت خليط من مياه قاع منخفضة الأكسجين وغنية بالأكسجين في بيئة بحرية مالحة، مع ترسيب بطيء نسبياً سمح بتراكم عناصر الأرض النادرة داخل الأباتيت.

من قاع بحر قديم إلى مورد حديث

بعيداً عن إعادة بناء بيئة قديمة، تسلط الدراسة الضوء على الوعد الاقتصادي لفوسفاتيت أبو طرطور. تؤهل معظم العينات كمناجم فوسفاتية عالية الدرجة، مناسبة لإنتاج الأسمدة، وهي غنية بشكل غير معتاد بعناصر الأرض النادرة، خاصة الخفيفة مثل اللانثانوم والنيوديميوم، وكذلك الإيتريوم. يمكن استرداد هذه العناصر كمخلفات من مصانع حمض الفوسفوريك القائمة، محولة صخور الأسمدة إلى مصدر مزدوج للمواد المغذية والمعادن عالية التقنية. بعبارة بسيطة، يستنتج المؤلفون أن صخور الصحراء المترسبة في بحر طباشيري مضطرب تقدم لمصر اليوم ليس فقط مورداً آمناً للأسمدة بل أيضاً موطئ قدم قيّم في سلسلة الإمداد العالمية لعناصر الأرض النادرة.

الاستشهاد: Saleh, G.M., Azer, M.K., Saadawi, D.A. et al. Mineral and geochemical variability of the phosphorite deposits in the Duwi Formation, Western Desert, Egypt: Insights into paleoenvironment and physicochemical conditions. Sci Rep 16, 13910 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46266-7

الكلمات المفتاحية: فوسفاتيت, عناصر الأرض النادرة, أبو طرطور, تكوين الدوي, البيئة القديمة