karbonatyt

Karbonatyt
Skała magmowa
Carbonatite.jpg
Karbonatyt z Jacupiranga , Brazylia . Ta skała jest mieszaniną kalcytu , magnetytu i oliwinu .
Skład
Minerały węglanowe (>50%)
Lawa karbonatytowa na wulkanie Ol Doinyo Lengai w Tanzanii

Karbonatyt ( / skład k ɑːr b ɒ n ə ˌ t aɪ t / ) to rodzaj natrętnej lub ekstruzyjnej skały magmowej określonej przez mineralogiczny składający się z ponad 50% minerałów węglanowych . Karbonatyty mogą być mylone z marmurem i mogą wymagać weryfikacji geochemicznej.

Karbonatyty zwykle występują jako małe korki w strefowych alkalicznych kompleksach natrętnych lub jako groble , progi , brekcje i żyły . Są one prawie wyłącznie związane z ryftami kontynentalnymi . Wydaje się, że w historii Ziemi, od eonu archaiku do współczesności, następował stały wzrost aktywności magmowych karbonatytów.

Prawie wszystkie wystąpienia karbonatytów są natrętne lub subwulkaniczne . Dzieje się tak, ponieważ lawy karbonatytowej , składające się głównie z rozpuszczalnych węglanów, łatwo ulegają wietrzeniu i dlatego jest mało prawdopodobne, aby zachowały się w zapisie geologicznym. Erupcje karbonatytu w postaci lawy mogą zatem nie być tak rzadkie, jak sądzono, ale były słabo zachowane w całej historii Ziemi .

Ciekłe kompozycje karbonatytu są znacznie bardziej zasadowe niż to, co zachowało się w zapisie kopalnych skał karbonatytowych, jak pokazuje skład wtrąceń ze stopu.

wulkan karbonatytowy wybuchł w czasie historycznym, aktywny wulkan Ol Doinyo Lengai w Tanzanii . Wybucha najchłodniejszą lawą na świecie o temperaturze 500–600 ° C (932–1112 ° F). Lawa to natrokarbonatyt zdominowany przez nyerereit i gregoryit .

Geneza

Magmatyczne pochodzenie karbonatytu zostało szczegółowo omówione przez szwedzkiego geologa Harry'ego von Eckermanna w 1948 roku na podstawie jego badań nad kompleksem Alnö . Jednak dopiero erupcja wulkanu Ol Doinyo Lengai w Tanzanii w 1960 r. doprowadziła do badań geologicznych, które ostatecznie potwierdziły pogląd, że karbonatyt pochodzi z magmy .

Karbonatyty to rzadkie , osobliwe skały magmowe powstałe w wyniku niezwykłych procesów i z niezwykłych skał macierzystych. Istnieją trzy modele ich powstawania:

  1. bezpośrednie generowanie przez częściowe stopienie bardzo niskiego stopnia w płaszczu i różnicowanie stopu ,
  2. niemieszalność cieczy między roztopionym węglanem a roztopionym krzemianem,
  3. osobliwe, ekstremalne frakcjonowanie kryształów.

Istnieją dowody na każdy proces, ale kluczem jest to, że są to niezwykłe zjawiska. Historycznie uważano, że karbonatyty powstają w wyniku stopienia wapienia lub marmuru w wyniku wtargnięcia magmy , ale dane geochemiczne i mineralogiczne zaprzeczają temu. Na przykład skład izotopowy węgla karbonatytów jest podobny do płaszcza, a nie do wapienia osadowego.

Wiek karbonatytów waha się od archeanu do teraźniejszości: najstarszy karbonatyt, Tupertalik na Grenlandii, ma 3007 mln lat, podczas gdy wulkan Ol Doinyo Lengai w Tanzanii jest obecnie aktywny.

Mineralogia

Pierwotna mineralogia jest bardzo zmienna, ale może obejmować natrolit , sodalit , apatyt , magnetyt , baryt , fluoryt , minerały z grupy ancylitów i inne rzadkie minerały, których nie ma w bardziej powszechnych skałach magmowych. Rozpoznanie karbonatytów może być trudne, zwłaszcza że ich mineralogia i tekstura mogą niewiele różnić się od marmuru , z wyjątkiem obecności minerałów magmowych. Mogą być również źródłem miki lub wermikulitu .

Karbonatyty są klasyfikowane jako odmiany lub facje kalcytowego sowitu (o grubszej teksturze) i alwikitu (o drobniejszej teksturze) . Oba różnią się także pierwiastków mniejszych i śladowych . Terminy rauhaugite i beforsyt odnoszą się odpowiednio do występowania bogatych w dolomit i ankeryt . Karbonatyty alkaliczne nazywane są lengaitami . Przykłady zawierające 50–70% minerałów węglanowych nazywane są krzemokarbonatytami . Dodatkowo karbonatyty mogą być wzbogacone magnetytem i apatytem lub pierwiastkami ziem rzadkich , fluorem i barem .

Natrokarbonatyt składa się głównie z dwóch minerałów, nyerereitu (nazwanego na cześć Juliusa Nyerere , pierwszego prezydenta niepodległej Tanzanii ) i gregoryitu (nazwanego na cześć Johna Waltera Gregory'ego , jednego z pierwszych geologów badających szczelinę wschodnioafrykańską i autora książki The Great Rift Valley ). Te minerały to zarówno węglany , w których sód i potas występują w znacznych ilościach. Oba są bezwodne , a kiedy wchodzą w kontakt z wilgocią w atmosferze, zaczynają reagować niezwykle szybko. Czarna lub ciemnobrązowa lawa i popiół, które wybuchły, stają się białe w ciągu kilku godzin, następnie szare po kilku dniach, a następnie brązowe po kilku tygodniach.

Geochemia

Magnesiocarbonatite, z Verity-Paradise Carbonatite Complex of British Columbia . Próbka ma szerokość 75 mm.

Karbonatyt składa się głównie z minerałów węglanowych i jest niezwykle nietypowy pod względem składu głównych pierwiastków w porównaniu z krzemianowymi skałami magmowymi, oczywiście dlatego, że składa się głównie z Na2O i CaO plus CO2 .

Większość karbonatytów zawiera zwykle pewną frakcję minerałów krzemianowych; z definicji skała magmowa zawierająca > 50% minerałów węglanowych jest klasyfikowana jako karbonatyt. Minerały krzemianowe związane z takimi kompozycjami to piroksen , oliwin i minerały nienasycone krzemionką, takie jak nefelin i inne skalenie .

Geochemicznie karbonatyty są zdominowane przez pierwiastki niekompatybilne (Ba, Cs, Rb) i ubytki pierwiastków kompatybilnych (Hf, Zr, Ti). To wraz z ich nienasyconym składem krzemionki potwierdza wnioski, że karbonatyty powstają w wyniku niskiego stopnia częściowego stopienia .

Specyficzny typ przemian hydrotermalnych , zwany fenityzacją , jest zwykle związany z intruzjami karbonatytu. Ten zespół przekształceń tworzy unikalną mineralogię skał, zwaną fenitą od jej typowej lokalizacji, kompleksu torfowisk w Norwegii . Zmiana składa się z metasomatycznych halo składających się z bogatych w sód krzemianów arfvedsonitu , barkevikitu i glaukofanu wraz z fosforanami , hematytem i innymi tlenkami żelaza i tytanu.

Występowanie

Okaite, ultramaficzna skała znaleziona w pobliżu karbonatytu kompleksu Oka Carbonatite, Oka, Quebec

Ogółem na Ziemi znanych jest 527 stanowisk karbonatytów, które znajdują się na wszystkich kontynentach, a także na wyspach oceanicznych. Większość karbonatytów to płytkie, natrętne ciała skał magmowych bogatych w kalcyt, w postaci szyjek wulkanicznych, grobli i płatów stożkowych. Na ogół występują one w połączeniu z większymi intruzjami krzemianowych skał magmowych bogatych w zasady. Ekstruzyjne karbonatyty są szczególnie rzadkie, znanych jest tylko 49 i wydają się być ograniczone do kilku kontynentalnych stref ryftowych, takich jak dolina Renu i system szczelin wschodnioafrykańskich.

Powiązane skały magmowe zazwyczaj obejmują ijolit , melteigit , teschenit , lamprofiry , fonolit , foyait , shonkinit , krzemionkowy nienasycony piroksenit zawierający foid ( essexite ) i sjenit nefelinowy .

Karbonatyty są zwykle związane z nienasyconymi (niskokrzemionkowymi ) skałami magmowymi, które są alkaliczne (Na 2 O i K 2 O), żelazo żelazowe (Fe 2 O 3 ) i bogate w cyrkon skały agpaitowe lub ubogie w alkalia FeO-CaO-MgO -bogate i ubogie w cyrkon skały miaskityczne.

Mount Weld nie jest związany z pasem lub zestawem alkalicznych skał magmowych, chociaż w regionie znane są magmy wapniowo-alkaliczne. Geneza tego archaicznego karbonatytu pozostaje kontrowersyjna, ponieważ jest to jedyny przykład archaicznego karbonatytu w Australii.

Morfologia inwazyjna

Wiadomo, że karbonatyt tworzy się w połączeniu z koncentrycznie rozmieszczonymi strefami kompleksów skał alkaliczno-magmowych, czego typowym przykładem jest Phalaborwa w Południowej Afryce .

Karbonatyty w postaci progów, lopolitów i rzadkich grobli są odnotowywane w Tarczy Gujańskiej .

ze zbiornika błotnego i spoiny wierzchniej przybierają postać wielostopniowych cylindrycznych natrętnych ciał z kilkoma odrębnymi fazami intruzji karbonatytu. Mniejsze progi i groble karbonatytowe są obecne w innych proterozoiku w Australii, zwykle jako groble i nieciągłe strąki.

Znane przykłady

Znane są dziesiątki karbonatytów, w tym:

W 2017 roku potwierdzono odkrycie nowego złoża karbonatytu na północny zachód od Prince George w Kolumbii Brytyjskiej , w regionie określanym jako „pas rzadkich metali Gór Skalistych”.

Wulkan Ol Doinyo Lengai we wschodnioafrykańskiej szczelinie jest jedynym na świecie aktywnym wulkanem karbonatytowym. W tym samym regionie znajdują się inne starsze wulkany karbonatytowe, w tym góra Homa .

Znaczenie gospodarcze

Cienki przekrój karbonatytu bogatego w apatyt w świetle przechodzącym spolaryzowanym krzyżowo. Próbka pochodzi z kopalni apatytu Siilinjärvi .

Karbonatyty mogą zawierać ekonomiczne lub anomalne stężenia pierwiastków ziem rzadkich , fosforu , niobu - tantalu , uranu , toru , miedzi , żelaza , tytanu , wanadu , baru , fluoru , cyrkonu i innych rzadkich lub niekompatybilnych pierwiastków. Apatyt , baryt i wermikulit należą do ważnych przemysłowo minerałów związanych z niektórymi karbonatytami.

Pierwiastki śladowe są niezwykle bogate w karbonatyty i mają najwyższe stężenie lantanowców ze wszystkich znanych rodzajów skał. Największe złoża karbonatytu REE to Bayan Obo, Mountain Pass, Maoniuping i Mount Weld.

Osady żył toru , fluorytu lub pierwiastków ziem rzadkich mogą być związane z karbonatytami i mogą znajdować się wewnątrz lub w obrębie metasomatyzowanej aureoli karbonatytu.

Na przykład kompleks Palabora w Afryce Południowej wyprodukował znaczne ilości miedzi (jako chalkopiryt , bornit i chalkozyt ), apatyt, wermikulat wraz z mniejszym magnetytem, ​​linneitem ( kobalt ), baddeleyitem (cyrkon-hafn) oraz produktem ubocznym złoto , srebro , nikiel i platyna .

Źródła

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carbonatite&oldid=1136434906 ”