Карбонатит – кратка характеристика

Карбонатит е магмена скала, съставена от поне 50% карбонатни минерали. Повечето карбонатити са интрузивни скали, но някои – вулканични. Габро и базалт, гранит и риолит и много други такива двойки са еквивалентни по състав, но са наречени по различен начин, защото първата е интрузивна, а втората вулканична. Защо има изключение за карбонатитите? Вероятно поради две причини.

карбонатит
Интрузивен калцит-карбонатит (sövite) от еднотипното находище. Sövite (също изписан като sovite) е карбонатит с калцит като доминиращ карбонатен минерал. Søve, комплексът Fen, Норвегия. Ширина на пробата 16 cm

Карбонатитите са екзотични скали. Съставът им е наистина необичаен. По-голямата част от магмените скали са силициеви. Карбонатните магмени скали са групирани заедно, защото се открояват. Друга причина може да бъде относителната оскъдица на тези скали. Някога карбонатитите са се смятали за много редки. Това вече не е така. Открити са повече от 500 находища по света при различни тектонски среди. Карбонатитите се срещат дори на океанските острови. Те продължават да бъдат донякъде загадъчни скали, тъй като механизмите им на образуване все още са предмет на дебат и дори отнело доста време, докато учените решат единодушно, че карбонатитите в действителност са истински магмени скали. Доказателствата в подкрепящи тезата са изключително силни. Наблюдавано е съвременна течаща карбонатитова лава (вулкан Ol Doinyo Lengai в Танзания), открити са “сълзите на Пеле”, дайки, плутони и т.н.

Класификация

Доминиращият карбонатен минерал в повечето карбонатити е калцитът. Тези карбонатити се наричат ​​калцит-карбонатити. Плутоничният калцит карбонатит се нарича совит, а алвикит, когато е вулканичен. Доломит-карбонатитите (известни също като бефорсит) и ферокарбонатитите (анкерит или сидерит, Fe-носещият карбонатен минерал) са по-малко разпространени видове карбонатити, а натрокарбонатитът е много рядък (вулканът Ol Doinyo Lengai изригва с натрокарбонатична лава). Тази лава се състои от минерали нейререит и грегориит – много редки карбонатни минерали, съдържащи натрий, калий и калций. Магнитните скали, които съдържат по -малко от 50% (но повече от 10%) карбонатни минерали, трябва да бъдат наречени карбонатитен ижолит, нефелинит или какъвто е доминиращ тип скала. Магмените скали с по-малко от 10% карбонатни минерали са карбонатни или калцитоносни скали.

Друг начин за класифициране на карбонатитите е да се използва обемният химичен състав на скалата. Калциокарбонатитът, магнезиокарбонатитът и ферокарбонатитът са трите най -често срещани типа карбонатити според тази схема. Калциокарбонатитът трябва да бъде най-малко 80% чист CaO (в тройната графика на Ca-Mg-Fe). Ако скалата съдържа повече от 20% магнезий (MgO) и желязо (с манган) (Feo + Fe2O3 + MnO), то това е или магнезиокарбонатит или ферокарбонатит (в зависимост от това кой от тях е по-изобилен). Силикокарбонатитът е карбонатит, богат на силикатни минерали (SiO2> 20%). Химическата класификация се използва, ако съставът е много сложен или ако скалата е твърде финозърнеста, за да може минераложкия състав да бъде точно определен.

карбонатит
Вулканичен калцит-карбонатит (алвикит) от миоцена. Бадберг, Кайзерстул, Германия

Състав

Главните минерали на карбонатитни магмени скали са най-различни карбонати (калцит, доломит, анкерит, сидерит, бастнасит, найереит, грегориит, бурбанкит, паризит).

Други минерали, които често се срещат в карбонатити са фосфатите апатит и монацит; халиди -флуорит, силвин и халит; оксиди – пирохлор, магнетит, перовскит, бадделейит, хематит, илменит; сулфиди – пирит, пиротит, галенит и сфалерит; и силикати оливин, слюди (флогопит, вермикулит), пироксени (диопсид, егирин-аугит) и амфиболи.

Карбонатитът може силно да наподобява мрамор, но химическият анализ лесно би решил въпроса. Всички карбонатити са богати на редкоземни елементи (> 500 ppm). Те също имат повишена концентрация на стронций (> 700 ppm), барий (> 250 ppm) и ванадий (> 20 ppm). Калцит-карбонатит (sövite) от остров Alnö, Швеция. Ширина на пробата 8 cm

Възникване

Карбонатитовите прояви са малки, но широко разпространени. Региони, които се открояват с много карбонатитови прояви са Феноскандия, Квебек (и други провинции на Канада), Източна Африка, Южна Африка (почти половината от всички карбонатитови прояви са в Африка), Индия и др. Океанските острови с карбонатитови прояви са Фуертевентура (Канарските острови) и Сантяго (Кабо Верде). Карбонатити са открити от всички континенти, включително Антарктида. Някога те са се смятали за резултат от континентална рифт. Сега знаем, че само половината от тях наистина са свързани с рифтинг (разделяне на континентална плоча). Други са свързани с големи разломи и ъпвелинг.

Карбонатитът въпреки малките прояви от научна гледна точка е важен тип ска. Може би има няколко различни механизма, които могат да доведат до образуването на тези скали, но един от най -сериозно разглежданите механизми е много ниската степен (<0,01%) на частично топене на родоначални скали. Възникването карбонатитова магма е чувствителен индикатор за топлинни нестабилности в мантията. Може да отбележи местоположението на дълбоки мантийни плюмове, астеносферните задигания, разслояването на кората и др. Карбонатитите също предоставят ценна информация за състава на мантията, тъй като почти сигурно произхождат от там.

Интересно е, че почти всички карбонатитови тела са вътре или в близост до силициеви скали с необичаен алкален химичен състав. Карбонатитовото тяло заедно със свързаните с него алкални скали е известно като карбонатитов комплекс. Скалите, които обикновено се свързват с карбонатитите, са нефелинит, фонолит, нефелинов сиенит, ижолит, мелилитит, пироксенит, сиенит, лампрофири и др. Това са предимно силициеви скали, които са необичайно богати на алкални метали и относително бедни на силициев диоксид. Те не съдържат кварц, тъй като по -голямата част от наличния силициев диоксид се консумира от фелдшпати, а някои (ако не и повечето) от фелдшпатоиди (предимно нефелин), тъй като дори фелдшпатите имат твърде високо съотношение на силициев диоксид към алкални метали за тези магми. Асоциацията на силно алкални магми и карбонатити, която се повтаря отново и отново в много находища, означава, че механизмът зад техния произход е позволил образуването на двата типа скали.

Изглежда, че карбонатитите са свързани с алкални магмени скали. Асоциацията на карбонатит с такива скали е известна като карбонатитов комплекс. Тази скална проба е ижолит. Състои се от алкален пироксен (егирин-авгит или егирин) и нефелин (червен). Остров Алньо, Швеция. Ширина на пробата 5 cm

Употреба

Карбонатитът е основният източник на ниобий, който идва от минерала пирохлор (добиван в Бразилия и Канада – рудниците Araxá, Tapira и St. Honoré). Карбонатитите също съдържат много редкоземни елементи. Те могат да бъдат извлечени от първични магмени минерали или от минерали, отложени от хидротермални флуиди. Най-важните минерали, носещи РЗЕ, са бастназит, монацит, бритолит, бурбанкит, паризит и синчезит. Карбонатитите също са важен източник на фосфати, тъй като апатитът е много често срещан първичен магмен минерал в карбонатитите. Забележителни мини на апатит се срещат на полуостров Кола (Русия) и Сийлинйярви (Финландия). Фосфатите може да са много изобилни в карбонатитите, което обяснява защо от тази суровина се правят повече пари, отколкото от всеки друг минерал, открит в карбонатита. Карбонатитът може да се добива и като източник на флуор (флуорит, отложен от хидротермални разтвори). Някои карбонатити съдържат значително количество торий и уран (минерали монацит и торит). Титанът може да бъде извлечен от анатаз и перовскит, а карбонатитът от Узбекистан съдържа много малки диаманти. Това откритие може да бъде по -важно от научна, отколкото от икономическа гледна точка, тъй като диамантите се нуждаят от много високо налягане, за да се образува, което подкрепя теорията, че карбонатитите произхождат от мантията и са били подложени на значителни сили на натиск. Вермикулит се добива и от карбонатни скали в Бразилия (Ипанема).

карбонатит
Совит от Siilinjärvi, Финландия. Зеленият минерал е флуор-апатит. Ширина на пробата 18 cm
карбонатит
Карбонатитът Siilinjärvi се добива като източник на фосфат (със зелено – флуор-апатит). Тъмното петно е Mg-биотитов флогопит. Карбонатитът Siilinjärvi е сред най -старите (от архая) известни карбонатити в света. Ширина на пробата 19 cm. Между другото, тази проба на някои прилича на таралеж.

Източник:

1. Bell, Keith, ed. (1989). Carbonatites — Genesis and Evolution.
2. Bergstøl, Sveinung & Svinndal, Sverre. (1960). The carbonatite and per-alkaline rocks of the Fen area.
3. Andersen, Tom. (1983). lron ores in the Fen central complex, Telemark (S. Norway): Petrography, chemical evolution and conditions of equilibrium.
4. Puustinen, Kauko. (1971). Geology of the Siilinjärvi carbonatite complex, Eastern Finland.
5. Le Maitre, R. W. (2005). Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks, 2nd Edition. Cambridge University Press.

Comments

comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

nine + 17 =

error

Харесва ли ви сайта? Моля споделете :)