Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Карбонатит
Вулканическая порода
Карбонатит.jpg
Карбонатит из Джакупиранги , Бразилия . Эта порода представляет собой смесь кальцита , магнетита и оливина.
Сочинение
Начальныйкарбонатные минералы (> 50%)
ВторичныйДругой
Карбонатитовая лава на вулкане Ол Доиньо Ленгаи , Танзания

Карбонатитовый ( / к ɑːr б ɒ п ə т aɪ т / ) представляет собой тип интрузивной или экструзионной магматической породы определяется минералым композиции , состоящее из более чем 50% карбоната минералов . [1] Карбонатиты можно спутать с мрамором, и они могут потребовать геохимической проверки.

Карбонатиты обычно встречаются в виде небольших пробок в зональных щелочных интрузивных комплексах или в виде даек , силлов , брекчий и жил . [2] Они почти исключительно связаны с континентальной рифтовой о связанных тектонические настройки. Похоже, что карбонатитовая магматическая активность неуклонно возрастала на протяжении всей истории Земли, с архейского эона до настоящего времени.

Практически все проявления карбонатитов являются интрузивами или субвулканическими интрузивами. Это связано с тем, что потоки карбонатитовой лавы , состоящие в основном из растворимых карбонатов, легко выветриваются и поэтому вряд ли будут сохранены в геологической летописи. Таким образом, извержения карбонатита в виде лавы не так уж редки, как предполагалось, но они плохо сохранились на протяжении всей истории Земли . [3]

Жидкие составы карбонатитов значительно более щелочные, чем сохранившиеся в ископаемых карбонатитовых породах, как показывает состав расплавных включений. [4]

Известно, что в историческое время извергался только один карбонатитовый вулкан - действующий вулкан Ол Доиньо Ленгаи в Танзании . Он извергается лавой с самой низкой температурой в мире - 500–600 ° C. Лава natrocarbonatite преобладают nyerereite и gregoryite .

Бытие [ править ]

Магматическое происхождение карбонатита было подробно рассмотрено шведским геологом Гарри фон Эккерманом в 1948 году на основе его исследования комплекса Альнё . [5] [6] Однако именно извержение Ол Доиньо Ленгаи в 1960 году в Танзании привело к геологическим исследованиям, которые окончательно подтвердили мнение о том, что карбонатит происходит из магмы . [5]

Карбонатиты - это редкие , своеобразные магматические породы, образованные необычными процессами и из необычных материнских пород. Существуют три модели их формирования:

  1. прямая генерация за счет частичных расплавов очень низкой степени в мантии и дифференциации расплавов ,
  2. жидкостная несмесимость между карбонатным и силикатным расплавами,
  3. своеобразное, экстремальное фракционирование кристаллов.

Свидетельства для каждого процесса существуют, но главное в том, что это необычные явления. Исторически считалось, что карбонатиты образовались в результате плавления известняка или мрамора в результате проникновения магмы , но геохимические и минералогические данные опровергают это. Например, изотопный состав углерода карбонатитов мантийный и не похож на осадочный известняк. [7]

Возраст карбонатитов колеблется от архея до наших дней: самый старый карбонатит, Туперталик в Гренландии, имеет возраст 3007 млн ​​лет, а вулкан Ол Доиньо Ленгаи в Танзании в настоящее время активен. [8]

Минералогия [ править ]

Первичная минералогия сильно варьируется, но может включать натролит , содалит , апатит , магнетит , барит , флюорит , минералы группы анцилита и другие редкие минералы, не встречающиеся в более распространенных магматических породах. Распознавание карбонатитов может быть затруднено, тем более что их минералогия и текстура могут не сильно отличаться от мрамора, за исключением присутствия магматических минералов. Они также могут быть источниками слюды или вермикулита .

Карбонатиты подразделяются на кальцитовые совитовые (крупнозернистые) и альвикитовые (более мелкозернистые ) разновидности или фации . Эти два также различаются по составу минорных и микроэлементов . [9] [10] Термины rauhaugite и beforsite относятся к доломит - и анкерита -Rich вхождения соответственно. Щелочно -карбонатиты называют ленгаитом . Примеры, содержащие 50–70% карбонатных минералов, называются силико-карбонатитами . [10] Кроме того, карбонатиты могут быть обогащены магнетитом иапатит или редкоземельные элементы , фтор и барий . [11]

Натрокарбонатит состоит в основном из двух минералов: ньеререита (названного в честь Джулиуса Ньерере , первого президента независимой Танзании ) и грегориита (названного в честь Джона Уолтера Грегори , одного из первых геологов, изучавших Восточноафриканский рифт и автора книги The Great Рифтовая долина ). Оба эти минерала представляют собой карбонаты, в которыхв значительных количествах присутствуют натрий и калий . Оба безводные, и когда они вступают в контакт с влагой в атмосфере, они начинают очень быстро реагировать. Черная или темно-коричневая лава и извергнутый пепел начинают бледнеть в течение нескольких часов, затем становятся серыми через несколько дней, а затем коричневыми через несколько недель. [12]

Геохимия [ править ]

Магнезиокарбонатит из карбонатитового комплекса Верити-Парадайз в Британской Колумбии . Ширина образца 75 мм.

Карбонатит состоит преимущественно из карбонатных минералов и чрезвычайно необычен по своему составу основных элементов по сравнению с силикатными магматическими породами, очевидно, потому, что он состоит в основном из Na 2 O и CaO плюс CO 2 .

Большинство карбонатитов имеют тенденцию включать некоторую фракцию силикатных минералов; по определению магматическая порода, содержащая> 50% карбонатных минералов, классифицируется как карбонатит. Силикатные минералы, связанные с такими композициями, представляют собой пироксен , оливин и недонасыщенные кремнеземом минералы, такие как нефелин и другие фельдшпатоиды .

В геохимическом отношении в карбонатитах преобладают несовместимые элементы (Ba, Cs, Rb) и обеднение совместимыми элементами (Hf, Zr, Ti). Это вместе с их недонасыщенным кремнеземом составом подтверждает вывод о том, что карбонатиты образуются при низких степенях частичного плавления .

Конкретный тип гидротермальных изменений, называемый фенитизацией , обычно связан с интрузиями карбонатитов. Эта ассоциация гидротермальных изменений дает уникальный минералогический состав породы, названный фенит в честь его типового местонахождения, комплекса Фен в Норвегии . Изменение состоит из метасоматических ореолов, состоящих из богатых натрием силикатов, арфведсонита , баркевикита и глаукофана, а также фосфатов , гематита и других оксидов железа и титана. [11]

Происшествие [ править ]

Окаит, ультраосновная порода, обнаруженная вблизи карбонатитов Окского карбонатитового комплекса, Ока, Квебек.

Всего на Земле известно 527 местонахождений карбонатитов, и они встречаются на всех континентах, а также на океанских островах. Большинство карбонатитов представляют собой неглубокие интрузивные тела богатых кальцитом магматических пород в виде вулканических горловин, даек и конусовидных пластин. Обычно они встречаются вместе с более крупными интрузиями силикатных магматических пород, богатых щелочами. Экструзивные карбонатиты особенно редки, известно только 49, и они, по-видимому, ограничены несколькими континентальными рифтовыми зонами, такими как долина Рейна и Восточноафриканская рифтовая система. [13]

Ассоциированные вулканические породы , как правило , включают в себя ийолит , мельтейгит , тешенитовый , лампрофиры , фонолит , фойяит , шонкинит , диоксид кремний недосыщены foid несущих пироксенитов ( essexite ) и нефелиновый сиенит .

Карбонатиты обычно связаны с недонасыщенными (с низким содержанием кремнезема ) магматическими породами, которые являются либо щелочными (Na 2 O и K 2 O), либо трехвалентным железом (Fe 2 O 3 ) и агпаитовыми породами, богатыми цирконием, либо бедными щелочами, FeO-CaO-MgO. -богатые и бедные цирконием миаскитовые породы. [11]

Маунт сварной шов карбонатитовый является несвязанной с поясом или набором щелочных магматических пород, хотя известково-щелочной магма известна в данной области. Происхождение этого архейского карбонатита остается спорным, поскольку это единственный образец архейского карбонатита в Австралии.

Навязчивая морфология [ править ]

Известно, что карбонатит образуется в ассоциации с концентрически зональными комплексами щелочно-магматических пород, типичным примером которых является Фалаборва, Южная Африка .

Карбонатиты имеют форму силлов, лополитов и редких даек, обнаруженных на Гайанском щите .

Карбонатиты Mud Tank и Mount Weld имеют форму многоступенчатых цилиндрических интрузивных тел с несколькими отчетливыми фазами внедрения карбонатитов. Более мелкие карбонатитовые силлы и дайки присутствуют в других протерозойских подвижных поясах Австралии, обычно в виде даек и прерывистых коробок.

Известные примеры [ править ]

Известны десятки карбонатитов, в том числе:

  • BEARPAW горы , Монтана
  • Ока и Сент-Оноре, Квебек ;
  • Джем-Парк и Айрон-Хилл, Колорадо ;
  • Магматический комплекс Magnet Cove , Арканзас ; [11]
  • Горный перевал, Калифорния ; [11]
  • Palabora комплекс вблизи Phalaborwa , Южная Африка ; [11]
  • Джакупиранга , Бразилия ;
  • Айопая, Боливия ;
  • Cerro Impacto , Венесуэла
  • Ковдор и Вищневогорск , Россия ,
  • Амба Донгар и Ньюания из Индии ;
  • Маз, Аргентина
  • Грязевые танк и Mount Weld , Австралия;
  • Fen комплекс , Норвегия;
  • часть базального комплекса острова Фуэртевентура , Испания ;
  • Вулканический район Эйвон, штат Миссури. [14]

В 2017 году было подтверждено открытие нового месторождения карбонатитов к северо-западу от Принс-Джорджа, Британская Колумбия , в регионе, названном «поясом редких металлов Скалистых гор». [15]

Вулкан Ол Доиньо Ленгаи в Восточноафриканском рифте - единственный в мире действующий карбонатитовый вулкан. Другие более старые карбонатитовые вулканы расположены в том же регионе, включая гору Хома .

Экономическое значение [ править ]

Тонкий разрез богатого апатитом карбонатита в поперечно поляризованном проходящем свете. Образец взят из апатитового рудника Сиилинъярви .

Карбонатиты могут содержать экономические или аномальные концентрации редкоземельных элементов , фосфора , ниобий - тантал , урана , тория , меди , железу , титан , ванадий , барий , фтор , цирконий и других редких или несовместимых элементов. Апатит , барит и вермикулит относятся к числу важных в промышленном отношении минералов, связанных с некоторыми карбонатитами. [11]

Микроэлементы чрезвычайно богаты карбонатитами и имеют самую высокую концентрацию лантаноидов среди всех известных типов горных пород. [16] Самыми крупными месторождениями РЗЭ-карбонатитов являются Баян-Обо, [17] горный перевал, [18] Маонюпин, [19] и гора Велд. [20]

Жильные месторождения тория , флюорита или редкоземельных элементов могут быть связаны с карбонатитами и могут располагаться внутри или внутри метасоматизированного ореола карбонатита.

Например, комплекс Палабора в Южной Африке произвел значительное количество меди (в виде халькопирита , борнита и халькоцита ), апатита, вермикулята, а также меньшего количества магнетита, линнеита ( кобальта ), бадделеита (цирконий-гафний) и побочных продуктов золота , серебра. , никель и платина . [11]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Белл, Кейт (редактор) (1989) Carbonatites: Genesis and Evolution , London, Unwin Hyman.
  2. ^ Андерссон, Магнус; Малехмир, Алиреза; Тролль, Валентин Р .; Дехганнеджад, Махдиех; Джухлин, Кристофер; Спроси, Мария (17.04.2013). «Карбонатитовые кольцевые комплексы, объясненные вулканизмом кальдерного типа» . Научные отчеты . 3 (1): 1677. DOI : 10.1038 / srep01677 . ISSN  2045-2322 .
  3. ^ Стоппа, Франческо; Джонс, Адриан П .; Шарыгин, Виктор В. (2009). «Ньеререит из карбонатитовых пород вулкана Стервятник: последствия для мантийного метасоматоза и петрогенезиса щелочно-карбонатных расплавов». Центральноевропейский журнал наук о Земле . 1 (2): 131–151. DOI : 10.2478 / v10085-009-0012-9 .
  4. ^ Гузмикс, Тибор; Митчелл, Роджер Х .; Сабо, Чаба; Беркези, Марта; Милке, Ральф; Крыса, Китти (2012). «Несмешиваемость жидкостей между силикатными, карбонатными и сульфидными расплавами во включениях расплава, размещенных в соосажденных минералах вулкана Керимаси (Танзания): эволюция карбонатной нефелинитовой магмы». Вклад в минералогию и петрологию . 164 (1): 101–122. Bibcode : 2012CoMP..164..101G . DOI : 10.1007 / s00410-012-0728-6 .
  5. ^ a b Ходе Вуоринен, Яана (2005). Щелочно-карбонатитовый комплекс Ално, восточная часть Швеции - петрогенетическое исследование (доктор философии). Стокгольмский университет . С. 1–28.
  6. ^ Крестен, Питер; Тролль, Валентин Р. (2018). Карбонатитовый комплекс Альнё, Центральная Швеция . GeoGuide. Издательство Springer International. ISBN 978-3-319-90223-4.
  7. ^ Шейверз, Итан Дж .; Гулам, Абдувасит; Энкарнасьон, Джон; Бриджес, Дэвид Л .; Люткемейер, П. Бенджамин (2016-04-01). «Карбонатит, связанный с ультраосновными диатремами в вулканическом районе Эйвон, штат Миссури, США: полевые, петрографические и геохимические ограничения». Lithos . 248–251: 506–516. Bibcode : 2016Litho.248..506S . DOI : 10.1016 / j.lithos.2016.02.005 .
  8. Перейти ↑ Downes, H., Wall, F., Demy, A. & Szabo, C. 2012. Продолжение споров о карбонатитах. Минералогический журнал 76, 255-257.
  9. ^ http://sajg.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/102/2/109 MJ Le Bas, Sovite и alvikite; два химически различных кальциокарбонатита C1 и C2, Южноафриканский журнал геологии ; Июнь 1999 г .; v.102; нет. 2; п. 109–121.
  10. ^ a b Питер Крестен, Номенклатура карбонатитов , Международный журнал наук о Земле, том 72, номер 1 / февраль 1983 г.
  11. ^ a b c d e f g h Гилберт, Джон М. и Чарльз Ф. Парк, младший, 1986, Геология рудных месторождений , Фримен, стр. 188 и 352-361 ISBN 0-7167-1456-6 
  12. ^ Аллингтон-Джонс, Л. (2014). «Консервация карбонатитовых лав» (PDF) . Хранитель геологии . 10 (1): 3–8.
  13. ^ Вулли и церковь 2005, Вулли и Kjarsgaard 2008a, 2008b
  14. ^ Шейверс, Итан Дж. (2016). «Карбонатит, связанный с ультраосновными диатремами в вулканическом районе Эйвон, штат Миссури, США: полевые, петрографические и геохимические ограничения». Lithos . 248–251: 506–516. Bibcode : 2016Litho.248..506S . DOI : 10.1016 / j.lithos.2016.02.005 .
  15. ^ "Немецкий геолог обнаруживает редкий карбонатитовый комплекс в Британской Колумбии" (PDF) .
  16. ^ Woolley, AR ja Kempe, DRC 1989. Номенклатура, средний химический состав и распределение элементов. В: Белл К. (ред.) Карбонатиты, генезис и эволюция, Анвин Хайман, 1-14.
  17. ↑ Yang, XY, Sun, WD, Zhang, YX & Zheng YF 2009. Геохимические ограничения на генезис месторождения Fe-Nb-REE Баян Обо во Внутренней Монголии, Китай. Geochimica et Cosmochimica Acta 73, 1417–1435
  18. ↑ Castor, SB 2008. Редкоземельный карбонатит горного перевала и связанные с ним ультракалиевые породы, Калифорния. Канадский минералог 46, 779-806.
  19. ^ Xie, Y., Hou, Z., Yin, S., Dominy, SC, Xu, J., Tian, ​​S. & Xu, W. 2009. Непрерывная эволюция карбонатитового расплава-флюида в системе минерализации РЗЭ: данные включения в месторождении РЗЭ Маонюпин, Западный Сычуань, Китай. Обзоры рудной геологии 36, 90-105.
  20. ^ Lottermoser, BG 1990. редкоземельный элемент минерализация в Mt. Сварной карбонатитовый латерит, Западная Австралия. Литос 24, 151–167.

Источники [ править ]

  • Дункан Р.К., Виллетт Г.К. (1990) - Карбонатит Маунт-Уэлд: в Hughes FE (Ed.), 1990 Геология минеральных месторождений Австралии и Папуа-Новой Гвинеи The AusIMM, Melbourne Mono 14, v. 1 pp. 591–597.
  • «Карбонатитовые месторождения» (PDF) . Карбонатитовые месторождения USGS . Проверено 31 января 2005 .
  • «Описательная модель карбонатитовых месторождений» . Описательная модель карбонатитовых отложений USGS . Проверено 31 января 2005 .
  • «Самая холодная лава в мире находится в Африке» . Вулкан Часы 17 апреля 2003 . Проверено 31 января 2005 .
  • «Редкоземельные минералы в карбонатитах базального комплекса Фуэртевентура (Канарские острова, Испания)» (PDF) .
  • Боливийские месторождения карбонатитов .

Внешние ссылки [ править ]

  • Фотографии натрокарбонатитовой лавы
  • Ол Доиньо Ленгаи, Танзания
  • Ол Доиньо Ленгаи - Гора Бога
  • Список проявлений щелочных пород в Северной и Южной Америке
  • Фосфатные месторождения Австралии, Mount Weld Carbonatite
  • Описание карбонатита Mount Weld
  • Карбонатиты Голубой реки, Британская Колумбия, Канада
  • Видео извержений расплавленного карбонатитового потока лавы на вулкане Ол Доиньо Ленгаи